Procédé de fabrication de planches d'impression planographiques en feuille d'aluminium. Cette invention est relative à un procédé de fabrication de planches d'impression pla- nographiques en feuille d'aluminium.
L'impression planographique à, l'aide de planches métalliques dépend de la non misci- bilité de l'huile et de l'eau, de la retenue sélective d'une substance graisseuse par les zones qui portent l'image à reproduire et d'une retenue sélective d'un fluide mouilleur aqueux par les surfaces autres que l'image. Pour assurer ces retenues sélectives, il est habituel d'enlever toutes les traces de graisse de la planche et d'effectuer alors une contre- morsure pour constituer une surface de base avec laquelle le composant d'acide gras du crayon lithographique ou agent analogue réa git.
Cette opération rend la plaque "sensible" à l'encre et on l'effectue d'ordinaire immé diatement avant de tracer l'image désirée sur la planche, par exemple au crayon lithogra phique. On traite alors la planche de façon à désensibiliser les surfaces autres que l'image, par exemple en la soumettant à l'action d'un acide dilué, puis, si nécessaire, à l'action d'un colloïde approprié tel que la gomme arabique. On enlève alors l'image à l'aide d'essence de térébenthine et on la remplace par de l'as phalte ou une autre matière qui adhère mieux à la planche et, de cette façon, résiste mieux à l'effet d'usure des rouleaux d'impression pendant l'opération.
Pour réduire au mini mum cet effet d'usure, il est de pratique cou rante de grainer les planches métalliques ou de les rendre rugueuses, par exemple en frot tant et roulant en cercle ou par un mouve ment giratoire des billes de marbre ou du sable fin sur les surfaces des planches. Cette opération empêche aussi que les rouleaux enlèvent la pellicule d'humidité qui doit être retenue par les surfaces autres que l'image pour éviter qu'elles soient contaminées par l'encre d'impression, mais c'est une opération coûteuse, longue et exigeant beaucoup d'habi leté.
Suivant l'invention, on prépare des plan ches d'impression planographiques en alu minium en traitant des feuilles d'aliminium par une solution chaude d'aluminate de mé tal alcalin. Ce traitement élimine la graisse superficielle susceptible d'être présente et, simultanément, rend les planches sensibles aux acides gras, c'est-à-dire constitue une surface de base.
On continue de préférence le traitement jusqu'à ce que les surfaces des planches aient été finement piquées ou grai nées, ce qui effectue le pointillage ou grai- nage désiré de la surface d'une manière beau coup plus simple que par le procédé méca nique appliqué jusqu'à ce jour.
Si l'on conti nue le traitement par de l'aluminate chaud, les piqûres et, finalement, les parties super ficielles qui les séparent se recouvrent d'un dépôt microporeux qui est probablement com posé d'oxyde d'aluminium contenant une trace d'alcali, et ceci augmente grandement les propriétés de retenue des planches, de sorte qu'elles retiennent les matières grais seuses de formation d'image, même si ces matières ne sont que médiocrement cohérentes, par exemple l'enduit du papier carbone or dinaire.
On évite ainsi la nécessité d'une contre- morsure par l'opérateur planographique ainsi que la pratique antérieure du grainage méca nique des planches. Les planches peuvent être préparées pour être utilisées sur leurs deux faces par une seule opération et peuvent être conservées indéfiniment.
Elles sont très sensibles aux substances de formation d'image directe contenant des acides gras, quelle que soit la façon dont ces substances sont appli quées (plumes, crayons, machines à écrire, directement ou à travers un papier carbone) ; des images photographiques peuvent aussi être appliquées directement et, en général, on évite l'opération consistant à enlever l'image initiale et à la rétablir avec un autre agent.
Quoique ces avantages représentent un progrès très marqué sur les méthodes anté rieures, les planches ainsi préparées .sont si sensibles aux acides gras qu'elles retiennent d'une façon tenace même les enduits super ficiels appliqués accidentellement et que ces enduits peuvent apparaître sous forme de marques déparant les zones non imprimantes de la planche finie. ,En opérant soigneuse ment, l'ouvrier expérimenté peut éviter ceci dans une grande mesure en effectuant l'ap plication de l'image sur la planche, en parti culier à travers une pellicule d'humidité qui empêche grandement les particules disper sées de quitter les zones imprimantes, dési rées.
Toutefois, on a découvert .d'une façon surprenante que le caractère alcalin des sur faces des planches cesse d'être une condition essentielle de la reproduction satisfaisante d'images par le procédé planographique. Au contraire, si, après avoir préparé les planches comme il est -dit ci-dessus, on les neutralise, par exemple en les plongeant dans un acide, et les lave alors à l'aide d'eau, on constate qu'on peut encore les utiliser, et ce, avanta geusement, pour l'impression planographique. Le fait que les planches neutralisées ne pos sèdent pas,
le pouvoir de retenue des plan ches à réaction alcaline permet d'en enlever facilement les imperfections telles que les taches de graisse et marques de doigts super ficielles à l'aide -des solutions de mouillage ou de morsure ordinaires, telles que celles contenant un phosphate acide, par exemple le phosphate mono-ammonique. On peut néanmoins imprimer directement sur elles. à l'aide des matières usuelles de formation d'image telles que le crayon lithographique, étant donné que les images, imprimées sont bien retenues et résistent à l'effet d'usure des rouleaux d'impression, ainsi qu'à l'action des solutions de mouillage ou de morsure qui, ainsi qu'on l'a dit, enlèvent les taches de graisse ou imperfections superficielles.
Far contre, il n'est pas possible d'enlever les imperfections de surfaces à réaction alcaline par des solutions de phosphate acide. L'ap titude des planches, neutralisées à recevoir et retenir des images imprimées est probable ment due au pouvoir d'adsorption de la cou che microporeuse qui, étant donné qu'elle est maintenant exempte d'alcali libre, ne semble plus réagir chimiquement avec l'acide gras de la. matière -de formation d'image, mais semble retenir simplement le pigment par une action physique. L'impression d'images est grandement simplifiée puisqu'il n'est plus nécessaire de prendre des précau tions extrêmes ou de travailler à travers une pellicule d'humidité.
En chauffant .douce ment la plaque, on peut faire adhérer très fermement une image ayant été légèrement appliquée, étant donné que ce chauffage a pour effet que la matière de formation d'image est adsorbée par la couche micro poreuse et reste sensiblement ininfluencée par une morsure et l'impression ,subséquentes.
Lorsque les planches d'aluminium ont été préparées, par leur traitement par l'alu minate alcalin, il convient de les rincer à l'aide d'eau pour éviter une coloration brune qu'occasionnerait autrement la solution en traînée, en particulier si on les laissait à l'état alcalin.
On peut ensuite les essuyer en passant sur elles une éponge en caoutchouc mou ou un tampon d'ouate pour enlever le précipité libre tel qu'un dépôt gris sombre susceptible d'apparaître sur les surfaces des feuilles d'alliage de Al-Mn. Toutefois, si l'on désire des planches neutralisées, on peut, au lieu de les frotter légèrement à l'aide d'une éponge, les plonger dans de l'acide froid pen dant un temps pouvant varier de quelques secondes à une minute, ce qui enlève les im puretés superficielles et neutralise les plan ches. Une solution concentrée d'acide nitri que convient à cet effet. Les planches traitées à l'acide sont alors convenablement lavées à l'aide d'eau et séchées.
Le mécanisme de la réaction qui a lieu entre les planches d'aluminium et l'aluminate alcalin chaud et qui produit la formation d'un dépôt n'est pas entièrement expliqué. Il diffère de la pratique courante du ,dépolis- sage" des feuilles d'aluminium par leur trai tement à l'aide d'alcali caustique suivi d'un lavage à l'acide en raison de la formation de ce dépôt microporeux, laquelle formation semble dépendre du maintien d'un pourcen tage relativement faible de mols-d'alcali libre dans la solution de traitement.
Dans tous les cas, lorsqu'on place une solution d'aluminate de sodium chaude au contact de l'aluminium, il se produit probablement une hydrolyse qui donne de l'hydrate ou de l'oxyde d'alu minium, qui se précipite, et l'hydrate de so dium réagit avec l'aluminium pour engendrer une nouvelle quantité d'aluminate de sodium, ce qui provoque une érosion du métal.
Pour toute teneur initiale donnée en aluminate de sodium, la quantité d'hydrate de sodium que contient le bain à tout instant après le com mencement de l'hydrolyse, si les autres con ditions restent constantes, dépend du rapport de la surface d'aluminium immergée dans le bain au volume du bain. Tout l'alcali présent est sous forme d'hydrate et d'aluminate de sodium, et la teneur en chacun de ces com posés peut être déterminée par l'analyse.
En exprimant les mols en pourcentages, c'est-à- dire le nombre de mols de NaOH pour 100 mols de la quantité totale d'alcali, le meilleur traitement est obtenu lorsque la teneur en mols du NaOH est maintenue constante, c'est-à-dire lorsque la vitesse de consomma tion d'hydrate alcalin est égale à la vitesse à laquelle s'effectue sa mise en liberté par hydrolyse de l'aluminate alcalin.
Des teneurs élevées en hydrate alcalin provoquent une perte de poids rapide et exigent des faibles rapports entre la surface et le volume pour établir l'équilibre. Il est donc recommandable de maintenir un pourcentage de mols d'alcali relativement faible.
La température, la teneur en alcali, la durée du traitement et le rapport entre la surface d'aluminium et le volume de la solu tion de traitement sont des facteurs qui se compensent jusqu'à un certain point. Ainsi, on peut compenser des différences de concen tration et obtenir sensiblement les mêmes ré sultats en réglant la température ou (et) la durée du traitement ainsi qu'en faisant varier le rapport de la surface au volume de solution de traitement.
Une teneur en NaOH de 15 mols pour 100 mols de la quantité totale d'alcali correspond à un équilibre sensible à une vitesse de trai- tement convenable et avec un rapport appro prié entre le volume de solution et la surface d'aluminium immergée. Des solutions à 5 fraîchement préparées à l'aide d'aluminate de sodium à 90 % du commerce contiennent de 11 à 16 mols de NaOH pour 100 d'alcali total. Au début de l'immersion de l'alumi nium dans une solution de ce genre, le pour centage de mols tombe rapidement et s'élève ensuite de nouveau. En réglant un ou plu sieurs des facteurs variables susmentionnés.
on peut maintenir le pourcentage de mols entre les limites de son échelle initiale.
Il est préférable que la température soit maintenue légèrement au-dessous du point d'ébullition, par exemple entre 88 et 94' C.
Lorsqu'on travaille sur des feuilles sépa rées, il est préférable que les feuilles métalli ques soient suspendues verticalement et espa cées les unes des autres d'au moins 5 cm. Dans une opération continue, qui est préfé rable, on fait passer une bande de métal sous forme d'une ou plusieurs boucles à travers le bain de façon que la majeure partie de la bande pende verticalement dans le bain. L'hydrate d'aluminium précipité forme dans la cuve de traitement un dépôt qu'on enlève commodément à certains intervalles de la journée. Il est préférable de ne pas agiter le bain, car ce dépôt ne doit pas entrer en con tact avec le métal en cours de traitement. La cuve peut être chauffée par tous moyens convenables, par exemple à l'aide de tuyaux de vapeur.
Les pertes d'eau par évaporation et les pertes de solution par entraînement par le métal doivent être compensées et on peut tolérer jusqu'à une perte de 10 % de solution. Ceci se produit usuellement au bout de 3 à 6 heures de fonctionnement, suivant que celui-ci est continu ou discontinu.
Exemple <I>1:</I> On fait passer une feuille d'aluminium sous forme d'une bande continue à travers un bain contenant une solution à 5 % d'alumi nate de sodium à 90 %, soluble et blanc du commerce et comprenant environ un volume de 200 litres par m\ d'aluminium, à une tem- pérature de 88 à 94 C, en une minute et demie. On rince alors la feuille dans de l'eau et on l'essuie pour enlever les impuretés ad hérentes, ou bien on l'immerge dans de l'acide nitrique froid pendant quelques secondes, sui vant qu'on désire une surface alcaline ou une surface neutre. On la sèche alors et elle est prête à être utilisée.
On obtient un résultat analogue en trai tant des feuilles suspendues d'aluminium dans le même bain comprenant environ 100 litres de solution de traitement par m2. pendant une minute et demie, avec un inter valle égal entre les charges successives ainsi traitées.
Le pourcentage de mols de NaOH est environ 15, et la perte de poids de métal environ 21,5 gr avec un écart de 1 gr en plus ou en moins par mètre carré de surface de feuille.
Ce traitement a pour effet de pointiller ou grainer les feuilles de métal et de déposer de la matière microporeuse dans les petits creux. Le métal ainsi traité convient particulière ment pour recevoir des images appliquées photographiquement.
Exemple <I>2:</I> Si l'on désire obtenir des planches munies du dépôt microporeux à peu près sur toute leur surface au lieu de ne le comporter que dans les zones grainées, on peut soumettre des feuilles ayant déjà été traitées selon l'exemple 1 à un nouveau traitement par une solution plus diluée, telle qu'une solution con tenant 0,75 % d'aluminate de sodium. On augmente le rapport de la surface au volume à 0,025 m2 - par litre et la durée idu trai tement à trois minutes.
La teneur en mols de NaOH est environ 5 % et la perte de poids environ 1,1 gr par m2 de surface de feuille. Il se forme une couche de 0,001 mm environ d'épaisseur. Des feuilles ainsi pré parées, surtout lorsqu'elles sont alcalines, sont extrêmement sensibles à -la formation d'une image directe par des substances. ne contenant qu'une faible quantité d'acide libre et qui n'ont autrement qu'un pouvoir d'adhérence médiocre, comme le papier car bone.
<I>Exemple 3:</I> Au lieu de procéder comme dans les exemples 1 et 2, on peut grainer du métal non traité et le revêtir complètement en une seule opération à l'aide d'un bain contenant <B>1,5%</B> d'aluminate de sodium avec une te neur en mols de NaOH comprise entre 5 et 10 % , pendant 10 minutes. La perte de poids est d'environ 11 gr par m2 de surface de feuille.
La couche possède une épaisseur comprise entre 0,002 et 0,003 mm.
On peut utiliser des solutions plus con centrées que celles spécifiées, mais des bains moins concentrés n'effectuent pas toujours l'élimination complète de la graisse qui est habituellement présente à l'origine sur le métal. Le présent procédé élimine non seu lement la graisse superficielle, mais aussi celle quia pénétré dans le métal au cours do sa transformation en feuille par lami nage.
Le grain -des planches ainsi traitées est si fin qu'il ne fait pas obstacle aux images appliquées photographiquement même à l'aide des modèles les plus fins. Les plan ches dont la surface entière est couverte du dépôt microporeux ou à texture ouverte sont très utiles pour la réception et la retenue d'images établies à l'aide des sortes, de Pa pier carbone les moins réactives, mais. elles ne sont pas aussi satisfaisante,; pour la re production photographique.
La surface à texture ouverte est avantageuse pour retenir un fluide mouillant mais, utilisée pour la re production photographique, elle retient trop bien la matière photo-sensible non exposée, car il n'est pas possible de l'éliminer entiè rement par lavage lors du développement. Il est, par conséquent, préférable -d'utiliser des planches qui ne sont revêtues de dépôt microporeux que dansi les creux des zones grainées et au-dessous des zones non grai nées.
Alors que quelques traces. de matière photosensible peuvent encore être retenues, dans les micropores des dépôts à l'intérieur des creux, la solution de mouillage y est re- tenue si fermement, malgré l'action des rou leaux, que ceci empêche les traces de matière photosensible susceptibles d'être présentes d'être contaminées par l'encre.
Le grain de ces planches retient une quantité suffisante de solution de mouillage, malgré l'action des rouleaux d'impression en service, bien que la quantité de solution de mouillage nécessaire pour maintenir les parties non imprimantes exemptes d'encre .soit moindre que celle qu'exigent les planches munies du grain mé canique le plus fin qu'il soit possible d'obte nir. Ceci est probablement dû au grand pou voir que possède la matière inicroporeuse .dé posée dans: les creux de retenir l'humidité.
Si on le désire, on peut arrêter le procédé avant qu'aucun grainage important ait été produit, mais ceci n'est pas recommandable. Les meilleurs résultats sont obtenus lorsque les zones grainées constituent de 40 % à 70 de la surface totale. Lorsque le procédé est réalisé comme dans les. exemples ci-dessus, le nombre de creux par millimètre carré est compris entre 2000 et 5000, et ces, creux ont un diamètre moyen compris entre moins 'de 0,001 et 0,015 mm et approximativement la même profondeur.
Ainsi, lorsque le nombre des creux est de l'ordre de 5000, la moyenne de leurs diamètres moyens, est d'environ 0,008 mm et, lorsqu'ils sont de l'ordre de 2000, la moyenne est d'environ 0,012 mm.
La matière microporeuse peut être vue à l'aide du microscope, et son épaisseur rela tive peut être estimée :à l'aide d'un éclaire ment de champ sombre incident. Si elle n'existe que dans les creux, on peut vérifier sa présence par l'examen d'une section de microtome .sous un éclairement incident ver tical;
si elle s'étend au delà .des zones grai nées, on peut similairement la voir sans avoir besoin de la sectionner. Grattés à l'aide d'une aiguille et vue au microscope (100 dia- mètres), les. dépôts microporeux semblent composés de particules blanchâtres d'une matière finement cristalline qui diffère en tièrement de l'oxyde atmosphérique ou ano dique normal.
Dans la forme sous laquelle elle apparaît sur les feuilles qui n'ont pars été neutralisées, elle a aussi une réaction alcaline, ce qui la distingue encore des oxydes atmosphériques et anodiques acides. Ce caractère alcalin de la planche peut être démontré par la colorimétrie. Pour distin guer une planche alcaline d'une planche neu tralisée, il est préférable d'appliquer l'essai de laboratoire suivant. On fait rouler légère ment une molette encrée au-dessus de chaque planche et on noie immédiatement les zones encrées d'un rongeant au phosphate acide.
L'encre de la planche neutralisée aura quitté la surface en ,quelques minutes, alors que l'encre de la planche alcaline ne sera sensi blement pas dérangée. Les feuilles à réaction alcaline remplacent celles autrefois soumises à une contre-morsure par l'opérateur plano- graphique et leur sont de beaucoup supé rieures. Toutefois, pour la plupart des usa ges, les feuilles neutres ou traitées à l'acide sont plus satisfaisantes pour les raisons sus- indiquées.
Quoique la préférence ait été donnée à l'aluminium de premier choix, l'alliage de Al-Mn connu dans l'industrie sous l'appella tion de "3SH \ peut aussi être utilisé, et même avantageusement, si l'on désire un dé pôt épais de matière microporeuse. Au lieu d'utiliser l'aluminate de sodium du com merce, on peut utiliser d'autres aluminates de métaux alcalins, par exemple l'aluminate de potassium.
On peut préparer ces alumi nates par l'action d'alcali caustique sur l'alu minium, ou des sels -d'aluminium, si on le désire. D'autres acides peuvent être substi tués à l'acide nitrique, bien que celui-ci constitue l'acide préféré pour neutraliser les feuilles.