Étude et analyse de l'influence de l'équilibre encre-eau et de la qualité en impression lithographique

L'impression lithographique repose sur le principe que l'huile et l'eau ne se mélangent pas. Les zones d'image sur la plaque sont oléophiles (attirant l'encre) et hydrophobes (repoussant l'eau), tandis que les zones non-image doivent d'abord absorber l'eau pour devenir hydrophiles et repousser l'encre. L'une des caractéristiques de l'impression offset est qu'elle utilise un procédé d'impression indirect, la reproduction des couleurs étant obtenue par le transfert de points d'encre. La maîtrise de l'équilibre encre-eau est essentielle pour assurer le transfert normal de l'impression, la profondeur de la couleur d'encre, un repérage précis, le séchage de l'impression et la prévention des maculages d'encre. Par conséquent, comprendre et contrôler l'équilibre encre-eau est la clé pour maintenir une qualité d'impression constante. Un opérateur d'impression expérimenté doit non seulement comprendre la relation entre l'encre et l'eau, mais aussi maîtriser les techniques et les points essentiels de l'équilibre encre-eau.

1. La relation de l'équilibre encre-eau

L'équilibre encre-eau consiste à ajuster l'apport de solution de mouillage en impression à une vitesse et une pression données, en contrôlant la teneur en eau de l'encre émulsionnée entre 15 % et 26 %. Cet équilibre forme une encre légèrement émulsionnée eau-dans-huile (W/O), en utilisant le minimum d'eau pour contrebalancer l'encre sur la plaque.

L'aspect le plus important de l'équilibre encre-eau est le contrôle à la fois de la solution de mouillage et de l'encre. La solution de mouillage est composée d'eau et de tensioactifs. Elle doit mouiller adéquatement la plaque, offrir des capacités de nettoyage et maintenir un pH stable pour éviter que la plaque ne se salisse.

1.1 Le rôle de la solution de mouillage
  1. Elle forme un film d'eau uniforme sur les zones non-image de la plaque pour empêcher l'encre de se transférer sur ces zones et éviter de salir la plaque.
  2. Les électrolytes de la solution de mouillage réagissent chimiquement avec les zones métalliques exposées de la plaque en raison de l'usure, formant continuellement une nouvelle couche hydrophile pour maintenir l'hydrophilie des zones vierges.
  3. Elle contrôle la température de l'encre sur la plaque. Avec les presses modernes fonctionnant à des vitesses de plus en plus élevées, l'encre chauffe lors des transferts à grande vitesse, augmentant sa fluidité et provoquant un gain de point. Ainsi, la solution de mouillage doit aider à réduire la température des rouleaux encreurs et de l'encre lors du contact avec la plaque et les rouleaux encreurs.
  4. Elle garantit que les zones d'image ne s'étendent ni ne se contractent, maintenant la position relative des zones d'image et non-image tout au long du processus d'impression.
L'encre est généralement composée de pigments, de charges, de liants et d'additifs auxiliaires. Lors du choix de l'encre, il est essentiel de considérer ses propriétés rhéologiques et optiques.

Les propriétés rhéologiques de l'encre sont les principaux critères pour évaluer si elle a de bonnes performances d'impression. Ces propriétés sont largement déterminées par le liant, bien qu'elles puissent être ajustées avec des additifs auxiliaires. Les indicateurs clés de la rhéologie de l'encre incluent la viscosité, le tack, la thixotropie, la valeur d'écoulement, la viscoélasticité et la fluidité. Comprendre ces indicateurs est crucial pour sélectionner l'encre appropriée à différents besoins d'impression.

L'encre et l'eau doivent coexister sur la surface de la plaque dans un état équilibré pour garantir que l'image imprimée porte une couverture d'encre maximale avec des couleurs vives et saturées et des points nets et précis. Simultanément, les zones non-image doivent rester propres. Cet équilibre nécessite d'ajuster la quantité d'eau et d'encre pendant la production.

La densité ou la légèreté de l'image imprimée est influencée non seulement par la quantité d'encre mais aussi par l'apport en eau et l'équilibre encre-eau. Si l'apport en eau augmente, l'image devient plus claire. Inversement, réduire l'apport en eau rend l'image plus foncée. Par conséquent, les ajustements d'encre et d'eau ont un impact sur la densité de l'image. Les ajustements doivent être effectués en fonction des conditions d'impression réelles, mais l'augmentation de la densité d'encre ne doit pas être obtenue en réduisant simplement l'apport en eau, car cela perturbe l'équilibre et peut causer des impressions sales dans les zones non-image.

Il est essentiel d'éviter la situation d'excès d'eau et d'encre. Lorsqu'il y a trop d'eau et que l'impression semble plus claire, augmenter l'apport en encre plutôt que de réduire l'eau crée un cercle vicieux, entraînant des défauts d'impression tels qu'une surconsommation d'eau et d'encre, rendant le processus incontrôlable.

Les imprimeurs expérimentés ont tendance à maintenir l'apport en eau au minimum tout en veillant à ce que la plaque ne se salisse pas. En maintenant un équilibre stable entre l'encre et l'eau, une densité d'encre constante est obtenue tout au long du tirage. Le principe de « petite eau, encre épaisse » est souvent préconisé. « Petite eau » désigne l'eau minimale nécessaire pour garder la plaque propre, tandis que « encre épaisse » ne peut être obtenue qu'avec un minimum d'eau. Un excès d'eau provoque l'émulsification de l'encre, rendant impossible le maintien d'une couche d'encre épaisse.

2. Facteurs influençant l'équilibre encre-eau

Plusieurs facteurs peuvent perturber l'équilibre encre-eau pendant l'impression, notamment les arrêts machine, les variations de température et d'humidité ambiantes, la vitesse de la presse, le type d'encre, la qualité du papier et le matériau de la plaque.

  1. Vitesse machine stable : les machines doivent maintenir une vitesse constante. Les variations de vitesse peuvent provoquer des déséquilibres encre-eau. Les vitesses élevées nécessitent moins d'eau, les vitesses réduites davantage.
  2. Température et humidité stables : les variations de température affectent la viscosité et la fluidité de l'encre. Les températures élevées augmentent l'évaporation de l'eau et exigent plus d'eau. Une humidité plus élevée réduit l'évaporation et demande moins d'eau.
  3. Caractéristiques de l'encre : la résistance de l'encre à l'eau détermine la quantité d'eau absorbée. Les encres à forte résistance à l'eau nécessitent moins d'eau.
  4. Caractéristiques du papier : un papier rugueux et poreux absorbe plus d'eau et d'encre, tandis qu'un papier plus lisse et plus dense en demande moins.
  5. Type de plaque : les différentes plaques ont des capacités de rétention d'eau variables, ce qui influence la quantité d'eau nécessaire.
  6. Taille de la zone d'image : les zones d'image plus grandes nécessitent plus d'eau et d'encre.
  7. Solution de mouillage : le pH de la solution de mouillage doit rester stable entre 4,5 et 5,5.
  8. Réglage correct de la pression : une pression précise des rouleaux et des cylindres est nécessaire pour maintenir l'équilibre encre-eau.

3. Identification des niveaux d'eau

Avant l'impression, les opérateurs peuvent estimer l'apport en eau en fonction des conditions, mais doivent évaluer en continu les niveaux d'eau pendant la production. Les méthodes courantes incluent l'évaluation visuelle de la réflectivité de la plaque. Les opérateurs vérifient également :

  1. Une encre d'aspect pâle et grossier.
  2. Des gouttelettes d'eau sur les rouleaux encreurs ou le bac.
  3. Une humidité persistante sur la plaque après un arrêt prolongé.
  4. Des points d'impression creux ou ondulés.
  5. Des bords d'impression faibles ou ondulés.
  6. Des traces d'eau sur le cylindre porte-blanchet.
  7. Des différences de couleur d'encre visibles après un arrêt.

4. Effets d'un mauvais équilibre encre-eau sur la qualité d'impression

Un équilibre encre-eau incorrect peut entraîner des problèmes de repérage, des inexactitudes de couleur et des défauts tels que le "fantôme" ou le "flou".

  1. Affecte le repérage : un excès d'eau provoque la dilatation du papier, entraînant des erreurs de repérage lors de l'impression multicolore.
  2. Émulsion de l'encre : une encre trop émulsionnée perturbe le transfert d'encre et affecte la qualité du produit.
  3. Couleur d'encre claire : un excès d'eau réduit la concentration en pigment, ce qui donne des impressions ternes.
  4. Impressions sales ou floues : un excès d'encre ou d'eau provoque des maculages et des impressions peu nettes.

5. Conseils pour maintenir l'équilibre encre-eau en production

Les opérateurs doivent s'assurer que :

  1. Les rouleaux mouilleurs sont suffisamment humidifiés avant l'impression.
  2. L'apport d'eau et d'encre est interrompu pendant les temps morts de la machine.
  3. Les rouleaux mouilleurs nouvellement installés sont correctement préparés.
  4. L'encre n'est pas trop fluidifiée.
  5. Les rouleaux mouilleurs sont propres.
  6. Les pressions des rouleaux encreurs et mouilleurs sont correctement réglées.
En résumé, maintenir l'équilibre encre-eau est essentiel pour produire des impressions de haute qualité et assurer une production sans interruption.