Le procédé Nanographic Printing

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1 Livre blanc Le procédé Nanographic Printing La polyvalence et les avantages économiques des courts tirages de l impression numérique alliés aux qualités et à la productivité de l offset Novembre 2012

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3 Résumé En mai 2012, Benny Landa, l inventeur de la presse numérique Indigo, a dévoilé une percée susceptible de faire énormément progresser le monde de l imprimerie et sa réalité économique. Depuis lors, divers articles en circulation dans la blogosphère ont déjà suggéré qu il pourrait s agir du plus grand bouleversement depuis l invention de la presse à imprimer par Gutenberg. La technologie Nanographic Printing, également appelée Nanography, diffère des autres technologies d impression en ceci qu elle utilise un système et un procédé d impression basés sur une encre exclusive appelée Landa NanoInk, suspension aqueuse de particules de pigment de quelques dizaines de nanomètres. Contrairement à l offset, la technologie Nanographic Printing permet de tirer parti des avantages du numérique, dont des délais d exécution plus courts, une gâche réduite, la capacité de rentabiliser de courts tirages jusqu à l exemplaire et l impression de données variables. En même temps, elle offre des qualités propres à l offset. Alors qu une imprimante jet d encre transfère l image directement sur le substrat, le procédé Nanography éjecte la Landa NanoInk en dispersion sur un blanchet chauffé unique en son genre. L encre est seulement alors reportée, du blanchet vers le substrat, sous la forme d un film ultramince. Ce livre blanc explique comment le procédé Nanography, ou impression nanographique, parvient à combiner la polyvalence et les avantages économiques inhérents aux courts tirages de l impression numérique avec les qualités et la productivité de l offset. Introduction 98 % des pages actuellement imprimées sur le marché ne le sont pas en numérique, mais par une technique, pour l essentiel, vieille de 500 ans. La raison en est la suivante. Lorsque les procédés numériques modernes appliquent l encre humide directement sur le papier, celle-ci pénètre le substrat. En conséquence, une bonne partie des particules de pigment se retrouvent sous la surface, perdant ainsi leur efficacité à absorber la lumière. De plus, quand les couleurs successives sont imprimées les unes par-dessus les autres, il existe une limite à la quantité d encre humide qu il est possible d appliquer au papier. Ce plafond maximum est appelé «encrage total», ou encore TIC (Total Ink Coverage) ou TAC (Total Area Coverage). Toute encre appliquée au-delà de ce seuil n adhère pas aux couches précédentes. Plus ennuyeux encore, l encre humide ne peut sécher convenablement sur le substrat. D où un risque de maculage, lorsque l encre insuffisamment sèche vient souiller les feuilles suivantes. Ce phénomène affecte tous les procédés d impression, de l offset au jet d encre. Dans le cas du jet d encre, l encre contient tellement d eau que le papier finit par être totalement saturé. Résultat : il gonfle, gondole et présente du crispage. Il y a lieu alors de le chauffer pour que l eau s évapore. L utilisation des encres aqueuses est de ce fait limitée aux applications à faible encrage, comme les livres et les documents transpromo. Celles-ci ne conviennent pas pour les applications fortement encrées dans le domaine de l impression commerciale ou de l emballage ou pour des publications spécifiques dans le secteur de l édition, par exemple, des magazines ou des ouvrages très colorés. Le procédé Nanographic Printing 1

4 La différence nanographique Le procédé Nanographic Printing de Landa est novateur en ceci que ses pigments nanométriques absorbent beaucoup plus de lumière que les autres. De quoi produire des images aux points ultranets d une uniformité extrême, avec une haute fidélité de brillant et une gamme CMYK très large, couvrant au moins 15 % de tons Pantone en plus que l offset. Fig 1. Comparaison d absorbance lumineuse d une encre conventionnelle par rapport aux formulations de Landa NanoInk Bon nombre des avantages du procédé Nanographic Printing de Landa découlent de l élimination de l absorption du véhicule liquide de l encre par le substrat. De plus, la taille minuscule des pigments de la Landa NanoInk (et leur capacité à former un film d encre très mince) permet d imprimer en numérique à de très hautes vitesses, sur des papiers ordinaires non traités, couchés ou non couchés, ainsi que sur n importe quel film plastique d emballage ou support d étiquette, afin d obtenir des images qui résistent à l abrasion et aux rayures. La Landa NanoInk Certains matériaux, une fois réduits à la taille de nanoparticules, acquièrent des propriétés inattendues. Certaines particules deviennent ultradures, capables de protéger les surfaces contre l abrasion ; d autres se font superabsorbantes dans le flux sanguin, permettant la mise au point de systèmes d administration de médicaments uniques. Tout au long d une décennie de recherche, Landa a observé que les pigments de l encre, une fois réduits à l échelle nanométrique, deviennent généralement de puissants agents colorants. Cette découverte a débouché sur l utilisation de colorants NanoInk au cœur du procédé Nanographic Printing de Landa. La Landa NanoInk contient de minuscules particules de pigment dont la taille ne fait que quelques dizaines de nanomètres (nm). Pour la comparaison, les encres offset de bonne qualité ont une taille de particules d environ 500 nm, ce qui est au moins dix fois plus gros. La NanoInk est une encre aqueuse et respectueuse de l environnement. 2

5 Le procédé nanographique Le procédé Nanographic Printing commence par la projection de milliards de gouttelettes. Ces gouttelettes ne sont toutefois pas éjectées directement sur le substrat, comme dans la technique traditionnelle du jet d encre. Elless sont plutôt projetées sur un blanchet par des éjecteurs d encre montés sur des barres d impression. Ce blanchet est situé à une distance de 1 à 2 mm. Chaque barre d impression couvre une couleur spécifique. Les presses nanographiques de Landa sont équipées de huit barres (Fig. 2) ; elles peuvent donc imprimer jusqu à huit couleurs différentes simultanément. Ces huit barres peuvent imprimer aussi bien les CMYK qu un ton direct ou une couleur technique comme le blanc. Avec la configuration à huit barres, il est aussi possible de mobiliser deux barres pour chaque couleur, ce qui, moyennant un doublement de la vitesse de transport du papier, permet de multiplier la productivité par deux tout en préservant la qualité d impression. L éjection des gouttelettes d encre sur le blanchet est synchronisée avec précision de manière à garantir un alignement exact des séparations entre elles et à obtenir un parfait repérage planographique des couleurs. Têtes d impression Blanchet Système de transport du substrat Fig 2. Perspective schématique d une presse à procédé Nanographic Printing Landa Le procédé Nanographic Printing 3

6 Chaque gouttelette d encre qui atterrit sur le blanchet chauffé s y étale et perd très rapidement son eau, en s amincissant d autant. Une fois toute l eau évaporée, il ne reste plus sur le blanchet qu un film polymère sec ultramince (Fig. 3). Fig 3. Interaction des gouttelettes d encre avec le blanchet après impact et évaporation du véhicule (illustration) Lorsque cette fine couche d encre de 500 nm est appliquée sous pression au substrat, elle adhère fermement et instantanément à sa surface sans y pénétrer (Fig. 4). Les images ainsi formées sont durables, résistent à l abrasion, n ont pas besoin d un séchage après impression et ne laissent aucune trace d encre résiduelle sur le blanchet. 4

7 Le recto verso devient donc simple, et les imprimés peuvent être façonnés directement au sortir de la presse, même sur les équipements de finition les plus agressifs. Fig 4. Gouttelette d encre inkjet par rapport à un point de Landa NanoInk sur le papier (illustration) Le blanchet de transfert Le concept optimisé du blanchet et de son système de transport est l aboutissement de différentes considérations cruciales visant, notamment, à assurer un transfert parfait et intégral de l image au papier, la prévention de toute encre résiduelle et un déplacement souple et stable du blanchet. Il résulte d un équilibre acceptable entre la réception des gouttelettes de Landa NanoInk, la création d une image parfaite et le transfert simultané du film d encre sur différents types de substrat sans laisser de trace sur le blanchet. L image intégrale est ainsi reportée sans aucune distorsion et le blanchet reste totalement propre, prêt à recevoir l image suivante des éjecteurs. Le procédé Nanographic Printing 5

8 La différence au niveau du point Les points de trame imprimés en jet d encre se caractérisent typiquement par une définition des bords médiocre. La cause en est le phénomène de capillarité, qui fait que l encre aqueuse tend à être absorbée et transférée par les fibres du papier. Les points imprimés en offset sont généralement plus nets que les points jet d encre, mais présentent aussi des bords déchiquetés à cause de la diffusion capillaire des encres. Comme expliqué plus haut, les gouttelettes de Landa NanoInk ont déjà formé un film d encre sec au moment où elles sont appliquées sur le papier ou d autres substrats. Contrairement aux encres directement appliquées à l état humide, elles ne pénètrent pas les fibres du papier. Le film de Landa NanoInk ne présente donc aucun effet de mèche le long des fibres du papier. Au contraire, il épouse les rugosités superficielles, reflétant la topographie des fibres individuelles. Il pellicule ainsi littéralement la surface du papier, permettant dès lors un encrage précis et extrêmement efficace avec un faible dépôt d encre. C est ce qui explique la capacité de la technologie Nanographic Printing à respecter le brillant du papier et à produire des points aux bords ultranets et d une grande uniformité optique. Les points obtenus avec le procédé Nanographic Printing de Landa sont de ce fait exceptionnellement ronds (Fig. 5). Point de Landa NanoInk sur papier non couché Point offset sur papier non couché Fig. 5. Comparaison de la forme du point : Landa NanoInk et offset 6

9 Gamme de couleurs étendues Le procédé Nanographic Printing de Landa fait encore sauter une autre barrière. Comme ses pigments sont extrêmement petits, la dynamique, c est-à-dire la gamme des tons reproductibles, du plus clair au plus sombre, obtenue avec la formulation de l encre Landa NanoInk dans le procédé Nanographic Printing, est plus large que celle de n importe quel autre procédé d impression, et elle englobe davantage de tons Pantone que l offset. D où une gamme de niveaux de gris dynamiques efficaces plus étendue (Fig. 6). De plus, le procédé Nanography et la Landa NanoInk créent des aplats imprimés d une intensité de valeurs chromatiques (densité) incomparable par rapport à n importe quel autre procédé d impression. Comparaison des gamuts Fig. 6. Comparaison des gamuts Uniformité de brillant élevée Autre bénéfice étonnant de la minceur extrême du film d encre efficace déposé par le procédé Nanographic Printing, les images restituent fidèlement le niveau de brillant du substrat sur lequel elles sont imprimées. Autrement dit, l image est brillante sur un papier brillant et mate sur un papier mat, et ce tout en préservant ses plus hautes qualités visuelles comme la densité optique, la forme du point, etc. Par contraste, les images imprimées sur une presse électrophotographique à toner sec présentent un niveau de brillant identique, indépendamment de la brillance ou de la matité du support. Une différence de brillant entre la zone imprimée et le fond est dérangeante pour l œil humain et perçue comme le signe d une qualité d impression médiocre. Respect du support Le film d encre ultramince déposé par le procédé Nanographic Printing présente une aptitude extraordinaire à adhérer à n importe quel support d impression, qu il s agisse de papier ou de plastique. Grâce à la technique de transfert décrite ci-avant, les images en Landa NanoInk peuvent facilement s appliquer à un large éventail de substrats en feuilles ou en bobines, dont le papier non traité, couché ou non, le plastique, le papier journal, le film, etc. Comme le film d encre ne contient pas d eau ou un autre liquide, le procédé Nanography préserve le substrat contre la déformation ou les dégâts dus à l humidité. Avec la technologie Nanographic Printing, le substrat reste sec, et comme il n est que très faiblement chauffé, il conserve ses qualités pures. Le procédé Nanographic Printing 7

10 L avantage économique de l impression nanographique Le procédé Nanographic Printing offre la capacité de générer le coût à la page le plus faible de toutes les technologies d impression numérique. Une prouesse rendue possible par différents aspects de sa technologie sous-jacente, et plus particulièrement : Le véhicule Les solutions Landa NanoInk sont fondées sur l utilisation d encres aqueuses, et l eau est moins onéreuse que les véhicules de n importe quelle autre encre à solvant ou UV. La quantité d encre utilisée Le procédé Nanographic Printing de Landa crée un film d environ 500 nm, soit à peu près la moitié de l épaisseur de celui d une image imprimée en offset. À image identique, il consomme donc moins d encre. La consommation d énergie Le procédé Nanographic Printing est écoénergétique et la chaleur est utilisée essentiellement pour évaporer la quantité d eau limitée contenue dans l encre plutôt que pour sécher un papier qui en est gorgé. Le coût des substrats La capacité du procédé à imprimer sur n importe quel substrat offre la possibilité d utiliser des supports non couchés prêts à l emploi bon marché au lieu de papiers couchés onéreux ou de qualités spécialement conçues. La logistique de production L encre Landa NanoInk est fabriquée et livrée sous forme de solution concentrée, ce qui réduit les frais d emballage, d expédition et de stockage. La combinaison de l encre Landa NanoInk et du procédé Nanographic Printing rend possible la production numérique de feuilles/heure pour les presses plano et de 200 mètres/minute pour les rotatives. Cette amélioration de près de 100 % par rapport aux autres procédés est de nature à sensiblement accroître la productivité de toute activité d impression numérique. Conclusion Le procédé Nanographic Printing est une technologie innovante qui ouvre une nouvelle catégorie dans le monde de l imprimerie. Elle associe de manière unique un procédé d impression spécial avec des encres à colorants aqueuses Landa NanoInk et un blanchet de transfert spécialement conçu. Offrant la productivité, le choix de substrats et les qualités d impression de l offset, pour un seuil de rentabilité d environ feuilles, Nanography est le premier procédé d impression numérique concurrentiel sur le marché dominant. Aujourd hui que l on assiste à un glissement du marché, de l impression de l offset vers le numérique, les imprimeurs qui persistent à se cantonner à l offset ne pourront plus soutenir leur croissance future. L impression nanographique lève les principaux obstacles rencontrés par la technologie numérique aujourd hui, notamment en termes de vitesse, de qualité et de coût, et elle est en mesure de changer fondamentalement le monde de l imprimerie. 8

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12 À propos de Landa Le Groupe Landa a été fondé par Benny Landa il y a dix ans, après l acquisition par Hewlett-Packard Company de la société Indigo, créée plus de 25 ans auparavant par M. Landa. Le Groupe Landa est composé de quatre entités opérationnelles : Landa Digital Printing, qui développe les systèmes à procédé Nanographic Printing pour les marchés de l impression commerciale, de l emballage et de l édition ; Landa Labs, qui propose des technologies énergétiques alternatives, ainsi que des nanomatériaux destinés à des applications allant des pigments à l administration de médicaments en passant par les colorations capillaires et les matériaux composites ; Landa Ventures, qui investit dans des jeunes pousses prometteuses dans des domaines relatifs aux nanotechnologies, au traitement de l image, à l impression et à l énergie ; et Landa Fund, fondation philanthropique ayant pour vocation de combler les fossés socioéconomiques au sein de la société en offrant la possibilité à des jeunes «brillants mais démunis» d accéder à l enseignement supérieur. À ce jour, la Fondation Landa a permis à des milliers de jeunes défavorisés de décrocher un diplôme universitaire. Benny Landa continue d étoffer le portefeuille de plus de 700 brevets qui lui ont été octroyés de par le monde et qui constituent une solide assise de propriété intellectuelle pour les sociétés qu il a fondées. Certaines explications fournies dans ce document peuvent reposer sur des hypothèses de raisonnement et sont des simplifications de phénomènes complexes observés, impliquant un grand nombre de processus et d agents contributifs. Le but du présent document n est pas d identifier la nature et le rôle de tous ces facteurs interdépendants, mais de proposer une théorie simple, destinée à faciliter la compréhension de cette technologie multifacette. Ce document peut aussi contenir des déclarations prévisionnelles, des formulations d objectifs et des informations impliquant une part de risques, d incertitudes et de suppositions, et de telles déclarations doivent être considérées avec toute la prudence de rigueur Landa Corporation Ltd. Tous droits réservés. Landa, Nanographic Printing, Landa Nanographic Printing, Nanography, Landa Nanography, NanoInk, Landa NanoInk et les logos et slogans sont des marques de Landa Corporation Ltd. Toutes les autres marques sont la propriété de leurs détenteurs respectifs. Ces informations sont susceptibles de modification sans préavis. Landa Corporation Ltd ne saurait en aucun cas être tenue pour responsable d omissions ou d erreurs techniques ou rédactionnelles. WP FR