Fabrication de l'encre
La fabrication de l'encre (Figure 5-10) est un processus chimique complexe qui exige une expertise approfondie en chimie et en procédés d'impression, ainsi qu'un équipement de fabrication spécialisé. Bien que plusieurs méthodes existent, la plupart partagent ces phases de production essentielles : formulation, prémélange, broyage, filtration et contrôle.
Formulation. La formulation étant la responsabilité première du fabricant d'encre, elle est résumée ici. Une composition typique d'encre pour presse à feuilles comprend :
• Pigment : noir de carbone, bleu phtalo, rubine, ou autre
• Vernis : alkydes à longue huile, phénoliques, ou vernis litho uréthane
• Siccatif : sels de cobalt et de manganèse
• Solvant : huile à séchage thermique, 535°F (280°C)
• Modificateur : composé de cire pour la résistance au frottement
Ces encres standard sèchent principalement par polymérisation, une réaction chimique initiée par l'oxygène et catalysée par les ions cobalt et manganèse du siccatif.
La formulation d'encre implique la sélection et la proportion précises des ingrédients en fonction de l'application prévue. La plupart des encres lithographiques partagent des catégories d'ingrédients communes : pigments, véhicules, additifs et agents de séchage (siccatifs).
Prémélange. Cette étape est critique lors de l'utilisation de pigments secs, qui consistent en gros amas de particules appelés agrégats ou agglomérats. Ceux-ci doivent être désagrégés et mouillés par le véhicule. La dispersion initiale utilise des pales rotatives pour mouiller soigneusement le pigment sec. Une deuxième étape ajoute plus d'huile et de résine pour créer une « base de broyage » (Figure 5-11).
Les pigments flush, qui sont prédipersés dans le véhicule, nécessitent un prémélange moins rigoureux. Les encres fabriquées à partir de pigments flush peuvent passer directement au broyage après mélange des ingrédients principaux.
Broyage. La base de broyage contient encore de gros agglomérats qui nécessitent une désagrégation supplémentaire. Des ingrédients additionnels comme les cires et les siccatifs sont souvent ajoutés à ce stade. Un broyeur à billes est couramment utilisé ; il se compose d'une chambre, de disques rotatifs et de billes. L'encre est forcée dans la chambre, et les disques déplacent les billes métalliques à travers celle-ci pour désagréger le pigment.
Un autre dispositif de broyage est le broyeur à trois cylindres (Figure 5-12), qui cisaille l'encre lors de son passage entre des cylindres tournant à des vitesses différentes. Cette action de cisaillement brise les agglomérats de pigment en particules microscopiques, garantissant que chacune est entièrement entourée et mouillée par le vernis. Le broyage classe également le pigment, permettant au pigment finement dispersé de s'écouler tandis que les particules plus grossières sont retenues. Une racle retire l'encre broyée du cylindre à grande vitesse. Un broyage complet peut nécessiter jusqu'à trois passages, selon la dureté du pigment et sa facilité à être mouillé par le vernis (Figure 5-13).
Le broyage est un processus coûteux. Le réduire diminue le coût de l'encre mais introduit des problèmes comme une force colorante réduite et un pigment plus grossier. Les grosses particules de pigment peuvent causer une usure prématurée des plaques et des rayures. Comme le pigment est le composant le plus cher et qu'une dispersion uniforme nécessite un broyage intensif, les encres de haute qualité sont vendues plus cher.
Filtration. Après le broyage, l'encre est filtrée pour éliminer les particules surdimensionnées. Le système utilise des filtres à poche avec des tailles de pores décroissantes, de 150 microns jusqu'à quelques microns. Un filtre électromagnétique est parfois intégré, particulièrement avec les pigments secs, pour éliminer les fragments métalliques.
Contrôle. L'encre finie est testée pour des propriétés clés, notamment le tack, la finesse de broyage (taille des particules de pigment) et la reprise d'eau (taux d'émulsification). Une fois le produit conforme aux spécifications, il est conditionné pour l'expédition.
Les avancées en automatisation rationalisent les phases de production, tandis qu'une attention soutenue à la durabilité stimule le développement de véhicules biosourcés et de processus de recyclage efficaces pour les encres usagées. La chimie fondamentale de la formulation d'encre reste cependant ancrée dans les principes précis décrits ici.