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WO 2006/064120 PCT/FR2005/003115
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PROCÉDÉ DE DÉCORATION D'UN ARTICLE ET ÉQUIPEMENT POUR LA MISE
EN ~UVRE DE CE PROCÉDÉ
La présente invention concerne la décoration d'articles
par le transfert de substances thermoactivables, telles que
des encres thermoactivables, notamment des encres sublimables
ou encore des substances de dorure.
Le principe général est connu par plusieurs brevets de
l'art antérieur, et en particulier de brevets déposés par le
breveté.
Le brevet européen EP0451067 concerne un procédé pour la
décoration de la surface d'un objet par transfert d'un décor à
l'aide d'une machine comprenant deux cadres articulés entre
eux dont l'une des faces est solidaire d'une membrane
déformable élastiquement en vue de former une enceinte
étanche, du genre consistant :
- à disposer au moins un objet de forme quelconque sur
la feuille support en contact avec le décor ;
- à recouvrir l'objet d'une autre feuille support de
façon que sa face décorée soit en contact avec ledit objet ;
- à fermer hermétiquement l'enceinte, caractérisé en ce
qu'il consiste :
- à coller une couche isolante sur la face de chaque
feuille-support opposée à son décor ;
- à placer la feuille-support de manière que sa face
décorée soit dirigée vers l'extérieur ;
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- à disposer au moins un objet sur la feuille-support et
plus particulièrement sur le décor à transférer ;
- à recouvrir l'objet d'une seconde feuille-support de
façon que sa face décorée soit en contact avec ledit objet ;
- à introduire l'ensemble feuille support et objet dans
une enceinte hermétique ;
- à placer l'enceinte en dépression ;
- et à introduire l'enceinte dans un four réglé à une
température déterminée afin que les faces décorées des
feuilles-support pénètrent par sublimation dans la masse de
l'objet.
Le brevet européen EP0606189 décrit une machine pour
sublimer un décor sur des objets de forme quelconque, du genre
comprenant deux cadres articulés entre eux et dont l'une de
leurs faces est solidaire d'une membrane déformable
élastiquement, caractérisée en ce que l'une au moins des
membranes déformables présente des poches préformées aptes à
recevoir complètement chacune un desdits objets à décorer.
Le brevet européen EP0544603 décrit un procédé de
décoration de la surface d'un objet par sublimation d'encre,
caractérisé en ce qu'il consiste :
- à utiliser comme support d'encre sublimable un
matériau suffisamment extensible et perméable à l'air pour
pouvoir s'adapter à la forme de l'objet à décorer sans risque
de détérioration du décor à sublimer ;
- à envelopper l'objet dans le support d'encre afin que
toutes ses faces soient recouvertes ;
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- et à placer l'ensemble dans une machine sous vide
connue en soi qui est elle-même introduite dans un espace
chaud pour provoquer le transfert du décor sur toutes les
faces de l'objet à décorer.
La société L'OREAL a de son côté déposé la demande de
brevet européen EP1099569 visant un procédé pour appliquer un
décor sur un article comportant les étapes consistant à.
disposer au contact d'une face de l'article un support revêtu
d'une encre sublimable ; chauffer le support à l'aide de
moyens de chauffage pour provoquer la sublimation de l'encre
et son transfert sur l'article, tout en refroidissant la face
opposée de l'article à l'aide de moyens de refroidissement.
La société KOLORFUSION a déposé une demande de brevet
PCT W09962722 qui concerne un procédé permettant d'appliquer
une décoration sur la surface d'un objet en utilisant
l'impression à l'encre de sublimation. Dans ce procédé, on
utilise, comme support d'encre ou comme feuille de transfert
un film thermorétractable muni d'une décoration à l'encre de
sublimation. Dans un autre procédé permettant d'appliquer une
décoration sur la surface d'un objet au moyen de l'impression
à l'encre de sublimation, on utilise un support d'encre ou une
feuille de transfert classique ainsi qu'un suremballage de
film thermorétractable. La feuille de film peut être pourvue
de jointures de façon à former une enveloppe et une décoration
à l'encre de sublimation peut éventuellement figurer sur la
surface intérieure de l'enveloppe. L'objet à décorer est
disposé à l'intérieur de l'enveloppe de film. En cas
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d'utilisation d'une feuille de transfert classique, celle-ci
est disposée sur l'objet avant que le film thermorétractable
soit suremballé. Avant de procéder à l'impression à l'encre de
sublimation, l'objet peut être prétraité au moyen d'un
revêtement sur lequel sera imprimée la décoration. L'enveloppe
de film est chauffée de façon que le film se rétracte pour
s'adapter à la surface de l'objet. La rétraction du film
autour de l'objet, lorsqu'elle est combinée à la chaleur,
produit la pression nécessaire pour transférer la décoration
du film à la surface ou au revêtement de l'objet à décorer.
Une fois le transfert par sublimation achevé, on peut
maintenir le film en place comme suremballage ou on peut le
retirer, tout comme la feuille de transfert classique ayant
été éventuellement utilisée, découvrant ainsi l'objet
nouvellement décoré.
Les solutions de l'art antérieur ne sont pas totalement
satisfaisantes car elles nécessitent des manipulations
nombreuses et délicates pour la réalisation d'un transfert
précis, en particulier lorsque l'article devant recevoir le
transfert est fragile ou présente des formes complexes. Le
chauffage nécessaire à la sublimation de l'encre impose des
temps de mise en température assez long, conduisant à un
échauffement de l'article à décorer. Ceci n'est pas opportun
pour des articles fragiles, ou réalisés en des matériaux
sensibles à la température.
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L'objet de la présente invention est de remédier aux
inconvénients des solutions de l'art antérieur en proposant un
procédé et des équipements améliorés.
A cet effet, l'invention concerne selon son acception la
plus générale un procédé de décoration d'un article comportant
une étape de préparation d'une feuille de transfert par
impression avec au moins une encre thermoactivable, une étape
de transfert par application de ladite feuille sur l'article à
décorer, et par chauffage de cet ensemble caractérisé en ce
que le chauffage est réalisé par trempage de l'article à
décorer associé à la feuille de transfert dans un bain
d'alliage de métaux non ferreux maintenu à une température
nominale pour l'activation de l'encre thermoactivable, et en
ce que ladite feuille est une feuille de papier souple.
Par feuille de papier souple, on entend une feuille de
papier de faible raideur et de fort bouffant, c'est-à-dire de
faible masse spécifique. De tels papiers sont utilisés
notamment dans le domaine sanitaire et domestique pour la
fabrication de mouchoirs jetables, de papier absorbant, de
papier de toilette ou de papier hygiénique.
Les procédés de fabrication des feuilles de papier
souple sont bien connus et décrits dans de nombreux brevets.
Par exemple, la demande de brevet français FR 2 708 453, au
nom de KIMBERLY-CLARK CORPORATION, décrit un tel procédé.
Avantageusement, ladite feuille de papier est en ouate
de cellulose.
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La ouate de cellulose est le papier le plus fréquemment
utilisé dans le domaine sanitaire et domestique, notamment
dans la fabrication de mouchoirs jetables. Le grammage est
très faible.
Avantageusement, ladite feuille de papier a un grammage
inférieur à 20 g/m2.
Avantageusement, ladite feuille de papier est une
feuille du type utilisé pour confectionner des mouchoirs
jetables.
D'autres types de film de transfert ont été envisagés:
un film de TEFLON, une feuille de papier transfert utilisé
pour la décoration de tissu par sublimation, un film de papier
siliconé, une colle, un élastomère, un latex naturel, un latex
de synthèse ou une feuille de polyisoprène naturel floqués.
Les flocs sont constitués de fibres de coton, de fibres de
viscose, de fibres de polyamide, de fibres acryliques ou de
fibres polyester.
Toutefois, la feuille de papier souple telle que définie
ci-dessus présente à la fois l'avantage d'être très peu
coûteuse et de pouvoir parfaitement épouser les contours de
l'article à décorer.
Selon une première variante, le bain est formé par un
alliage à base d'antimoine, d'étain, de bismuth et de plomb.
Selon une deuxième variante, le bain est formé par un
alliage à base bismuth, plomb, étain, cadmium.
Selon une troisième variante, le bain est formé par un
alliage de métaux non ferreux comprenant du bismuth.
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Selon un mode de réalisation préféré, ladite encre
thermoactivable est une encre sublimable.
Selon une variante, l'encre thermoactivable est une
encre de type thermofusible .
De préférence, le chauffage pour l'activation de l'encre
pendant l'étape de transfert est assurée par un bain d'un
alliage composé de bismuth, de plomb, d'étain, et de
cadmium.(Bi 50%, Pb 25%, Sn 12.5%, Cd 12.5%) dont le point de
fusion est d'environ 70 C, maintenu à une température
d'environ 190 C.
L'invention concerne également un équipement pour la
mise en oeuvre du procédé caractérisé en ce qu'il comporte un
bac thermostaté contenant un bain d'alliage de métaux non
ferreux.
L'invention sera mieux comprise à la description
d'exemples non limitatifs de mise en oeuvre qui suivent.
La feuille de transfert pour la mise en oeuvre du procédé
est avantageusement constituée d'une feuille de papier en
ouate de cellulose, par exemple une feuille d'ouate de
cellulose du type utilisé pour confectionner des mouchoirs
jetables. La feuille est imprimée avec une encre sublimable,
par un procédé d'impression classique de l'image à transfert,
tel que l'héliogravure, la sérigraphie ou simplement
l'impression par une imprimante à jet d'encre.
L'image, numérisée et traitée par un ordinateur, est
imprimée avec une encre spéciale sublimable sur une imprimante
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jet d'encre professionnelle ou tout équipement d'impression ad
hoc.
Les encres sublimables sont constituées généralement de
molécules de tailles et de masses modestes, avec un compromis
entre l'existence de doubles liaisons conjuguées et de cycles
conjugués permettant aux molécules d'être colorées et la
minoration des masses moléculaires pour que les molécules
soient compatibles avec la sublimation.
il est également envisageable d'utiliser pour
l'impression de la feuille de transfert des encres à
changement de phase et plus particulièrement les encres
thermofusibles.
La feuille de transfert imprimée est ensuite appliquée
sur l'article à décorer.
On procède ensuite à un chauffage à une température et
une durée compatible requise pour le transfert de l'encre
thermoactivable.
En l'absence d'indications fournies par le distributeur
de l'encre thermoactivable, l'homme du métier saura par de
simples essais de routine déterminer les conditions optimales.
Pour cela, il choisira une première température et durée, par
exemple 180 pendant 2 secondes, et incrémentera par pas
réguliers, par exemple par pas de 5 C et par pas de 0,5
secondes, jusqu'à atteindre un palier dans la qualité du
transfert.
Le chauffage peut être assuré par un flux d'air chaud,
un bain dans un fluide chaud.
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De façon avantageuse, l'ensemble formé par la feuille de
transfert et l'article à décorer est plongé dans un bain
d'alliage de métaux non ferreux à bas point de fusion. Il
s'agit par exemple d'un alliage composé de bismuth, de plomb,
d'étain, et de cadmium. ( Bi 50%, Pb 25%, Sn 12 . 5 %, Cd 12.5%)
dont le point de fusion est d'environ 70 C, maintenu à une
température d'environ 190 C.
L'invention peut également être mise en oeuvre pour la
décoration d'un fil, par exemple d'un câble ou d'un fil
électrique. Dans ce cas, le fil peut venir au contact avec la
feuille de transfert réalisée en forme de bande. Le fil défile
entre un système de galets situés en amont et en aval du bain.
La feuille de transfert défile également sur un système
de galets situés en amont et en aval du bain. Le fil et la
bande de transfert viennent en contact en amont du bain pour
plonger ensemble dans le bain de chauffage, dans lequel se
trouve un galet assurant le guidage à l'intérieur de ce bain.
Le transfert se fait à l'intérieur du bain, et le fil
décoré ressort du bain où il est récupéré sur une bobine.
