Brevet FR2695350A1 — publié le 19940311

L'invention se rapporte à un cylindre de machine à imprimer, en particulier à un cylindre du mécanisme mouilleur, de préférence à un cylindre doseur comportant un revêtement de surface. Il existe une demande en technique de la construction des machines pour des cylindres comportant un revêtement, de surface devant avoir une nature hydrophile. En prenant pour exemple la technique d'impression, le mécanisme mouilleur d'une machine à imprimer comprend en général de multiples cylindres qui ont pour fonction de transférer une pellicule d'agent mouillant aussi mince et régulière que possible sur le cliché d'un cylindre porte- cliché Une répartition particulièrement mince et régulière d'agent mouillant permet d'obtenir une bonne impression Il est par ailleurs important que l'apport d'agent mouillant se fasse sans infiltration d'encre d'impression dans le mécanisme mouilleur Une telle infiltration d'encre est particulièrement gênante dans les dispositions dans lesquelles au moins un cylindre intermédiaire relie les cylindres du mécanisme encreur à ceux du mécanisme mouilleur. Meilleure est la nature hydrophile de la surface des cylindres de la machine à imprimer (des cylindres du mécanisme mouilleur), plus mince et régulière est la pellicule humidifiante qui se forme. Une impression de grande qualité, par exemple une impression d'art a pour préalable en général une pellicule fermée d'agent mouillant extrêmement mince, par exemple de /ln, à la surface du cylindre Il a été nécessaire jusqu'à présent, pour réaliser une pellicule d'agent mouillant ayant cette minceur, de mélanger cet agent avec de l'alcool ou un substitut d'alcool pour réduire la tension superficielle Les alcools utilisés étaient par exemple de l'isopropanol ou de l'éthanol Il faut tenir compte du fait qu'à l'avenir, une réduction des alcools ou des substituts d'alcool sera exigée ou même décrétée pour la protection de l'environnement et/ou pour satisfaire aux prescriptions de protection contre les accidents Une impression de haute qualité qui a pour préalable une couche d'agent mouillant extrêmement mince et régulière reste néanmoins souhaitable. Des matériaux particuliers de revêtement de surface qui ont été soumis à un traitement spécifique ont été utilisés jusqu'à présent en plus d'agents spéciaux d'imprégnation (d'alcools) pour obtenir des caractéristiques hydrophiles aussi bonnes que possible des cylindres des machines à imprimer Il est connu d'utiliser un acier spécial adouci et/ou poli en matériau de surface de ces cylindres de mécanismes mouilleurs Il est par ailleurs connu de déposer par voie galvanique sur la surface de cylindres une couche de chrome qui est ensuite adoucie et/ou polie Les cylindres de mécanismes mouilleurs mentionnés ci-dessus permettent d'obtenir de bons résultats d'impression conjointement avec l'utilisation d'alcools ou de substituts d'alcool dans l'agent mouillant Si toutefois la proportion d'alcool ou de substitut d'alcool est réduite, les résultats d'impression ne sont pas satisfaisants. L'invention a donc pour objet un cylindre de machine d'impression du type spécifié en préambulequi a d'excellentes qualités hydrophiles. Selon une particularité essentielle de l'invention, le revêtement comprend du silicium métallique (Si métallique) ou se compose de silicium métallique Ce revêtement selon l'invention a pour effet que l'angle de contact de l'agent mouillant exempt d'alcool est extrêmement petit L'angle de contact est l'angle que forme la sécante d'une goutte d'agent mouillant avec une surface plane sur laquelle se trouve la goutte L'extrême petitesse de l'angle de contact permet d'éviter ou de n'exiger plus que dans une faible mesure l'abaissement de la tension superficielle de l'agent mouillant par addition d'alcool ou de substitut d'alcool, car même en l'absence de cette précaution, la pellicule d'agent mouillant se forme avec une minceur et une régularité extrêmes Le revêtement par le matériau selon l'invention peut être prévu sur un seul cylindre ou aussi sur plusieurs cylindres de la machine à imprimer ou du mécanisme mouilleur de cette machine Il est en particulier avantageux d'effectuer le revêtement selon l'invention sur le cylindre doseur du mécanisme mouilleur. Il est possible de déposer une couche intermédiaire de Ni et/ou de Cr et/ou d'Al et/ou de B et/ou de Si et/ou de Ti et/ou de Mo ou d'un matériau analogue entre la surface (l'enveloppe) du cylindre et le revêtement pour assurer la protection contre la corrosion et/ou pour améliorer l'adhérence Le dépôt de la couche s'effectue de préférence par un procédé thermique de pulvérisation, un procédé physique de dépôt en phase vapeur (PVD), un procédé chimique de dépôt en phase vapeur (CVD), un procédé chimique de dépôt en phase vapeur (CVD) sous plasma ou par voie galvanique. Dans la définition de l'invention, l'expression "comprend" laisse ouverte la voie à d'autres substances que le silicium métallique dans le revêtement L'expression "se compose de" spécifie que le revêtement est réalisé exclusivement à l'aide de silicium métallique. Selon une autre particularité de l'invention, le revêtement est réalisé par dépôt thermique, en particulier par pulvérisation de poudre métallique de silicium (poudre métallique de Si). Le revêtement a de préférence une épaisseur d'environ 0,2 mm à 2 mm, de préférence d'environ l mm. Selon une autre particularité de l'invention, le revêtement à une rugosité superficielle Rz exemple par une colle à durcissement anaérobie). Il est en particulier possible que le revêtement soit une couche de PVD (PVD = Physical Vapour Deposition). Une couche de EBPVD (EBPVD = Electron Beam Physical Vapour Déposition) peut en particulier être prévue. Il est aussi possible, suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, que le revêtement soit une couche de CVD (CVD = Chemical Vapour Deposition). Il peut être prévu en variante que le revêtement soit une couche réalisée par frittage. Il est par ailleurs possible que le revêtement soit une couche réalisée par compression isostatique à chaud. Il est finalement possible aussi que le revêtement soit une couche galvanique. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le cylindre est en métal. L'invention se rapporte par ailleurs à un procédé de revêtement d'un cylindre d'une machine à imprimer, du silicium métallique ou une substance contenant du silicium métallique étant déposé à la surface du cylindre. Le silicium métallique ou la substance contenant du silicium métallique est avantageusement déposée par voie thermique, en particulier par pulvérisation thermique sur la surface du cylindre. Il est prévu, suivant une autre phase du procédé, que la surface du revêtement soit usinée pour en réduire la rugosité Cette usinage peut en particulier être mécanique. La surface est de préférence adoucie, puis polie et éventuellement est soumise à un traitement complémentaire d'obturation des pores (à une imprégnation). L'usinage de la surface est avantageusement effectué jusqu'à une rugosité Il est prévu en particulier que la surface du revêtement soit nettoyée par un agent basique, en particulier par un produit faiblement basique de nettoyage, notamment après l'usinage mentionné plus haut d'égalisation (tel que par exemple un adoucissage et/ou un polissage) Il en résulte une activation de la surface qui provoque la formation d'une couche hydrophile. Selon une autre particularité de l'invention, la rugosité de la surface du revêtement se composant de silicium métallique ou comprenant du silicium métallique est ajustée de manière qu'un agent mouillant sans alcool et/ou sans substitut d'alcool et destiné à être utilisé pour le processus d'impression ait un angle de contact L'invention se rapporte par ailleurs à l'utilisation de silicium métallique pour la réalisation d'un revêtement de la surface d'un cylindre d'une machine à imprimer qui a une nature hydrophile. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma des cylindres d'une machine à imprimer offset; la figure 2 est une vue en perspective partielle d'un cylindre de mécanisme de mouillage qui comporte un revêtement et la figure 3 est un graphique de l'angle de contact de la surface d'un cylindre en fonction de la teneur de l'agent mouillant en isopropanol. La figure 1 représente un schéma 1 des cylindres d'un groupe d'impression d'une machine à imprimer offset. Les cylindres 2 à 6 font partie d'un mécanisme de mouillage 7 et les autres cylindres représentés sur cette figure font partie d'un mécanisme d'encrage 8 Le cylindre 6 représente un cylindre intermédiaire; il relie le mécanisme 7 de mouillage au mécanisme 8 d'encrage L'un des cylindres du mécanisme d'encrage 8 est affecté à un encrier 9 sur lequel l'encre d'impression est prélevée Le cylindre 2 du mécanisme de mouillage 7, qui est conformé en cylindre plongeur, est affecté à un bac à eau 10 sur lequel l'agent mouillant (l'eau de mouillage) est prélevé et transmis au cylindre 3 constituant un cylindre doseur Le cylindre 3 tourne contre le cylindre 5 conformé en cylindre de caoutchouc et coopérant avec le cylindre 4 qui assume la fonction d'un cylindre de transfert Le cylindre 5 transmet l'eau de mouillage sous forme d'une pellicule mince et régulière à un cylindre 11 qui porte un cliché à la circonférence D'autres cylindres tels qu'un cylindre de blanchet, etc ne sont pas représentés sur la figure 1 par souci de simplicité. Au moins l'un des cylindres, à savoir le cylindre doseur 3, comporte un revêtement qui a des caractéristiques hydrophiles excellentes, de manière qu'il se forme une pellicule d'agent de mouillage qui est extrêmement mince et régulière sans qu'il soit nécessaire d'additionner cet agent d'alcool ou d'un substitut d'alcool ou dont la teneur de cet agent en alcool ou en substitut d'alcool est considérablement réduite L'alcool, qui représente en général une proportion volumétrique de 10 % à 15 %, voit donc sa teneur considérablement réduite ou même totalement supprimée Ce facteur a une importance particulière d'après les prescriptions de protection contre les accidents ou même en vue de la protection de l'environnement. L'invention n'est toutefois pas limitée à la disposition des cylindres du mécanisme de mouillage 7 que représente la figure 1, mais est utilisable à tous les types de cylindres des machines à imprimer lorsque ceux-ci doivent avoir une nature hydrophile. La figure 2 représente en perspective avec coupe transversale le cylindre 3 (le cylindre doseur) Il est constitué d'un cylindre creux 12 de métal dont la surface 13 comporte un revêtement 14 Le revêtement 14 contient du silicium métallique ou en variante de réalisation se compose de silicium métallique. Une poudre métallique de silicium pur est de préférence déposée par pulvérisation thermique en une couche présentant très peu de pores et ayant de préférence une épaisseur d'environ 1 mm Ensuite, ce revêtement 14 subit un adoucissage mécanique, puis un polissage jusqu'à ce que sa rugosité Rz soit d'environ 1,0 pm, en particulier surface ainsi réalisée présente une excellente hydrophilie. Cette hydrophilie est reproductible et demeure aussi conservée intégralement même après séchage de la surface. La surface du revêtement 14 subit de préférence après le polissage donc avant sa première utilisation - un nettoyage à l'aide d'un produit faiblement basique Il en résulte une activation de la surface avec formation d'une couche hydrophile. Un revêtement 14 du cylindre du mécanisme de mouillage réalisé d'après le procédé de l'invention a un angle de contact d'un agent de mouillage ne contenant pas d'alcool ni/ou aucun substitut d'alcool qui est inférieur à (voir figure 3). Le graphique de la figure 3 représente l'angle Vk de contact de la surface du cylindre doseur (cylindre 3) qui comporte un revêtement tel que décrit Sur le graphique, l'angle de contact c, indiqué en degrés est porté en fonction de la teneur A en isopropanol qui est indiquée en abscisse, en pour-cents volumétriques Avec le revêtement de l'invention, la relation fonctionnelle suit la ligne 16 Le graphique montre clairement que même en l'absence d'addition d'alcool, l'angle de contact Oet est extrêmement faible A titre de comparaison, la figure 3 représente des angles de contact de cylindres de mécanismes de mouillage qui ont des surfaces connues La ligne 17 représente le résultat pour un cylindre revêtu de chrome. Finalement, la ligne 18 représente le résultat pour une surface d'un cylindre de mécanisme de mouillage qui est en acier spécial. Le fait qu'un revêtement de silicium métallique déposé par pulvérisation thermique peut être adouci et poli particulièrement vite et simplement jusqu'à une rugosité Rz d'environ 1,5 pm, de préférence d'environ 1,0 pm, se révèle être extrêmement avantageux Il est possible sans aucune difficulté d'obtenir à l'aide d'un revêtement réalisé de cette manière des épaisseurs de pellicules d'agent de mouillage qui n'ont par exemple que 5 pm même sans aucun agent d'imprégnation dans l'eau de mouillage et donc l'impression peut s'effectuer impeccablement, sans aucune déchirure de la pellicule d'agent de mouillage. D'autres procédés que celui de la pulvérisation thermique mentionnée ci-dessus sont aussi utilisables pour le dépôt du revêtement 14 à la surface 13 du cylindre 12. Il est possible d'utiliser avantageusement des procédés de PVD, des procédés de EBPVD, des procédés de CVD, des procédés de CVD sous plasma, des procédés de frittage, des procédés de compression isostatique à chaud et/ou des procédés galvaniques. REVENDICATIONS 1 Cylindre de machine à imprimer, en particulier cylindre de mécanisme de mouillage, de préférence cylindre doseur comportant un revêtement de surface, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) contient du silicium métallique (Si métallique) ou se compose de silicium métallique. 2 Cylindre de machine à imprimer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est réalisé par dépôt thermique, en particulier par pulvérisation thermique de poudre de silicium métallique (de poudre métallique de Si). 3 Cylindre de machine à imprimer selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) a une épaisseur d'environ 0,2 à 2 mm, de préférence d'environ 1 mm. 4 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) a une rugosité superficielle Rz 5 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est une couche de PVD (une couche de dépôt physique en phase vapeur). 6 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est une couche de EBPVD (de dépôt physique en phase vapeur par faisceau électronique). 7 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est une couche de CVD (couche de dépôt chimique en phase vapeur). 8 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est une couche de CVD sous plasma (couche de dépôt chimique en phase vapeur sous plasma). 9 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est une couche produite par frittage. Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est une couche produite par compression isostatique à chaud. 11 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le revêtement ( 14) est une couche galvanique. 12 Cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cylindre ( 12) est en métal. 13 Procédé de revêtement d'un cylindre d'une machine à imprimer, en particulier de réalisation d'un cylindre de machine à imprimer selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que du silicium métallique ou une substance contenant du silicium métallique est déposé à la surface ( 13) du cylindre ( 12). 14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le silicium métallique ou une poudre de silicium métallique ou la substance contenant du silicium métallique est déposé à la surface ( 13) par pulvérisation thermique. 15 Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la surface du revêtement ( 14) subit un usinage de réduction de la rugosité. 16 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la surface du revêtement ( 14) subit un adoucissage. 17 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que la surface du revêtement ( 14) subit un polissage, en particulier après l'adoucissage. 18 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que la surface du là revêtement ( 14) est imprégnée par un agent d'obturation des pores en vue de la réduction de la porosité. 19 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que la surface du revêtement ( 14) subit un usinage jusqu'à obtention d'une rugosité Rz 4 1,0 pm. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisé en ce que la surface du revêtement est nettoyée par un agent basique, en particulier par un produit de nettoyage faiblement basique, notamment après l'usinage d'égalisation (tel qu'un adoucissage, etc). 21 Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 20, caractérisé en ce que la rugosité de la surface du revêtement ( 14) se composant de silicium métallique ou contenant du silicium métallique est ajustée de manière qu'un agent de mouillage s'utilisant pour le processus d' impression et qui n'est pas additionné d'alcool et/ou d'un substitut d'alcool aie un angle de contact 22 Utilisation de silicium métallique ou d'une substance contenant du silicium métallique pour la réalisation d'un revêtement de surface d'un cylindre de machine à imprimer ayant des caractéristiques hydrophiles.