Composition du papier
Le papier est essentiellement un réseau de fibres de cellulose, structures courtes et filiformes qui constituent l'élément de base de la matière végétale. Ces fibres sont extraites de diverses sources, le bois étant la matière première principale. Les quatre principales sources de fibres de cellulose pour la fabrication du papier sont les résineux, les feuillus, les fibres recyclées et les chiffons (généralement des chutes de textile et du coton). Les fibres synthétiques constituent une cinquième option pour les papiers spéciaux, tandis que d'autres plantes comme la canne à sucre ou le bambou servent également de sources de fibres.
Pour les papiers offset à feuilles, les résineux et les feuillus sont les sources de fibres les plus courantes, chacun conférant des caractéristiques distinctes. Les feuillus tels que le peuplier, le bouleau et l'érable produisent des fibres plus courtes, d'une longueur moyenne de 1 mm. Les résineux comme l'épicéa, le pin et le sapin fournissent des fibres plus longues, d'environ 3 mm. Les fibres longues de résineux s'entrelacent plus efficacement, ce qui confère au papier une plus grande résistance. À l'inverse, les fibres courtes de feuillus contribuent à un meilleur bouffant et à une plus grande douceur de surface. Voir figure 5-2.
Les arbres restent la source idéale de cellulose en raison de leur nature renouvelable, de leur facilité de récolte et de leur transportabilité. Les fibres de cellulose possèdent une résistance à la traction élevée et une forte affinité pour l'eau, ce qui leur permet de se lier puissamment en un réseau pour former le papier. La taille et la forme des fibres, qui varient selon le type d'arbre et même au sein d'un même arbre, influencent considérablement les propriétés finales du papier.
Outre les fibres, le papier se compose de plusieurs ingrédients clés : les agents de collage, les charges minérales et les matières colorantes.
Collage. Des matériaux comme l'amidon et la colophane sont ajoutés soit en masse, soit en surface, soit les deux. Le collage en masse assure une résistance à l'eau, propriété essentielle pour les papiers lithographiques, et utilise couramment de la colophane et de l'alun de papeterie. Le collage de surface contrôle l'absorption de l'encre d'imprimerie pour des images plus nettes et réduit le transfert de fibres de surface (arrachage) sur les blanches. Il peut également servir de traitement préliminaire pour un couchage ultérieur du papier.
Charges. Ces minéraux inorganiques insolubles finement divisés sont ajoutés à la fibre avant la formation de la feuille pour améliorer la douceur, l'opacité et la couleur. Ils atténuent le traversement, lorsque l'encre pénètre et apparaît au verso. Les charges améliorent la réceptivité à l'encre des papiers offset, ce qui est crucial pour un séchage initial correct aux vitesses élevées de la presse. Elles réduisent également la distorsion des points grâce à une meilleure douceur et diminuent le transpercement en augmentant l'opacité. De plus, les charges améliorent la blancheur pour un meilleur éclat de l'image. Les charges les plus courantes sont l'argile (kaolin naturel raffiné), le dioxyde de titane et le carbonate de calcium.
Pigments. La production de papier coloré nécessite l'ajout de pigments et de colorants. Ceux-ci sont assez courants en lithographie offset à feuilles. Les concepteurs d'impression doivent tenir compte de l'effet néfaste des papiers colorés sur les encres et les images en couleur.
Les avancées de l'impression numérique exigent des papiers aux caractéristiques de performance spécifiques pour les applications à grande vitesse et à données variables. La durabilité reste un moteur clé, avec un accent accru sur les systèmes d'eau en circuit fermé et la production économe en énergie. L'automatisation rationalise davantage la fabrication, améliorant la constance et réduisant les déchets.