EP0722843A1 - Procédé de décoration d'un article par sublimation - Google Patents

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EP0722843A1
EP0722843A1 EP96100006A EP96100006A EP0722843A1 EP 0722843 A1 EP0722843 A1 EP 0722843A1 EP 96100006 A EP96100006 A EP 96100006A EP 96100006 A EP96100006 A EP 96100006A EP 0722843 A1 EP0722843 A1 EP 0722843A1
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EP
European Patent Office
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layer
coating
transparent coating
transparent
chosen
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EP96100006A
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EP0722843B1 (fr
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Alain Grenetier
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Salomon SAS
Original Assignee
Salomon SAS
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44DECORATIVE ARTS
    • B44CPRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/16Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like
    • B44C1/165Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like for decalcomanias; sheet material therefor
    • B44C1/17Dry transfer
    • B44C1/1712Decalcomanias applied under heat and pressure, e.g. provided with a heat activable adhesive
    • B44C1/1716Decalcomanias provided with a particular decorative layer, e.g. specially adapted to allow the formation of a metallic or dyestuff layer on a substrate unsuitable for direct deposition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/025Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein by transferring ink from the master sheet
    • B41M5/035Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein by transferring ink from the master sheet by sublimation or volatilisation of pre-printed design, e.g. sublistatic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0045After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or film forming compositions cured by mechanical wave energy, e.g. ultrasonics, cured by electromagnetic radiation or waves, e.g. ultraviolet radiation, electron beams, or cured by magnetic or electric fields, e.g. electric discharge, plasma
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0054After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or film forming compositions cured by thermal means, e.g. infrared radiation, heat

Definitions

  • the present invention relates to a method of decorating an article by the method of printing sublimable ink (s). It applies more particularly to articles in the form of laminates comprising different plastic and composite materials such as skis in general, surfboards, skateboards and other objects of similar nature.
  • Sublimation is a technique well suited for the decoration of such articles which makes it possible to use many different plastic supports and to print any patterns without it being necessary to subject the support to a preliminary specific preparation operation.
  • the transfer principle consists in evaporating inks contained on a support paper in the form of dry extracts by application of heat and pressure against the support to be decorated. The process is clean, fast and free from harmful vapors or solvents.
  • the decoration is transferred to the external surface of a transparent layer covering the article to be decorated.
  • An ink gradient forms over a few tenths of a mm from the external surface towards the interior of the transparent layer.
  • the major drawback is that the decoration is directly subjected to external aggressions and can be deteriorated quickly if the conditions of use of the article are severe (when the article is subjected to shocks, scratches, significant UV radiation, etc., by example).
  • Patent application FR-A-2 620 975 also belonging to the applicant is distinguished from the previous one by the fact that the sublimation takes place first on an opaque monolayer sheet which is then assembled by gluing on a transparent monolayer sheet of protection. The assembly is then attached to the article by hot gluing.
  • the transparent layer thus decorated is assembled with an opaque layer.
  • the assembly is then secured to the object by hot bonding.
  • the increase in temperature during bonding causes a restart of the migration of the inks, which then diffuse in the opaque layer.
  • Deep diffusion creates the aforementioned pastellization problem, which is also associated with significant lateral diffusion due to a certain heat creep of the opaque layer; which makes the final decor less clear.
  • the document EP-A-0 421 140 relates to a process for decorating and covering substrates; for example wooden products of the kitchen or office furniture type. It consists in impregnating a presublimated sheet of fibrous material with a pre-crosslinked solution of melanin and / or urea-formaldehyde resin. Then this sheet is heated, molded with the substrate by application of temperature and pressure so as to obtain complete crosslinking of the resin.
  • This resin which serves as a protective covering must have qualities of resistance to scratching, stretching and the like. However for an effective action, such a covering must in principle be of a thickness which is difficult to obtain by impregnation. Such protection is generally insufficient.
  • Melanin and / or urea-formaldehyde resins are generally known for their ability to bond with cellulose-based materials, such as wood, plywood, agglomerates, and other cellulose derivatives. On the other hand, they are not very compatible with bonding with most of the plastic materials included in the composition of composite laminates such as skis, surfboards and other machines of the same type.
  • Document EP 0 625 433 applies to the manufacture of supply elements and furniture; such as cupboards, etc.
  • the method consists in producing a decorative covering sheet based on polystyrene or polyolefin decorated by transfer of inks (gravure printing, sublimation ... etc). After transfer, the sheet undergoes a varnishing operation by which the layer of varnish protects the transferred design, then the sheet is applied for example by adhesives to the filling core of the supply element. In this case too, the varnish has the essential role of ensuring the protection of the decor.
  • Such a means may prove sufficient for interior furniture; on the other hand, it does not provide sufficient protection for a product subjected to very harsh external conditions, such as a ski for example.
  • the resistance to edge blows or to blows with a protective varnish is notoriously insufficient.
  • the resistance to climatic conditions of unprotected varnish is low and leads to hardening and premature aging.
  • the varnish quickly loses its initial appearance and its covering and protective power.
  • Document CH-A-542042 relates to a traditional process for the continuous transfer of a transparent plastic strip serving as a protective coating on a non-textile substrate (synthetic leather, plastic, etc.).
  • the document EP-A-033 776 relates to a process which consists in obtaining in two stages a covering top of a ski printed from a sheet of polyethylene or PTFE. Firstly, the sheet is heated and then brought into contact at high temperature and high pressure with a support for printing images containing sublimable and diffusable pigments. The second step is to control the cooling temperature to produce solidification without distortion and obtain pigment stability.
  • Document JP-A-55114589 relates to a process for decorating a sheet of inorganic or metallic material.
  • a solution of a colloidal mixture of alumina and / or silicate and a melamine resin is applied to the printed face of said sheet. This coating is resistant to abrasion and external conditions and therefore serves to protect the decor.
  • the object of the present invention is to provide a solution to the problems encountered above in the field of decorating articles in the form of laminates such as skis, surfboards or other objects of similar nature and which are mainly made of derived materials. carbon chemistry (plastics, foams, elastomers, etc.).
  • one of the goals is to create a decoration by sublimation on a face protected from external aggressions and which retains its original colors and perfect clarity even after hot gluing and under pressure of the complex decorated on the rest of the 'article.
  • the crosslinked transparent coating has no effect on the final color of the decoration (this solves the problem of pastellization).
  • the crosslinked coating has a resistance to hot creep which is markedly improved, which prevents any lateral diffusion of the inks which can create a lack of sharpness during subsequent operations of bonding or molding using high temperatures and high pressures. .
  • the transparent coating is chosen from varnishes, serigraphy inks without pigment, adhesive coatings or reactive glues, films of thermoplastic or thermosetting material.
  • the main property retained for the choice of these coatings is their good resistance to hot creep after crosslinking and their ability to also remain transparent.
  • an application of the coating is carried out in the liquid or very slightly viscous state by means of application of the curtain, roller, spray or screen type on the first face of said layer.
  • the curing of the coating by crosslinking is carried out by heating, by irradiation with UV rays, or by irradiation with IR rays.
  • crosslinking with UV rays has the advantage of consuming little energy.
  • said first layer is chosen from transparent sublimable plastics which constitutes the external protective layer of the decorated complex and in that after the completion of the third step of curing the transparent coating, the procedure is carried out.
  • 'assembly on the transparent coating of the second layer constituted by a contrast sublayer chosen from an opaque material on the transparent coating.
  • the contrast undercoat reveals the full intensity and depth of the decor through the transparent layer and its coating.
  • the inks do not migrate into the opaque layer due to the presence of the cured transparent coating and the decor remains clear and perfectly contrasted whatever the subsequent steps undertaken.
  • the contrast sublayer is adhered to the transparent coating by interposing a solid bonding film and by hot pressing.
  • the contrast sublayer is chosen from pigmented lacquers or varnishes and is deposited in the liquid state on the cured transparent coating. This method is appreciated for its simplicity and the economical aspect.
  • the contrast sublayer is chosen from solid bonding films having good adhesion properties with the hardened transparent coating on the one hand and with the rest of the article on which it is intended to be reported on the other hand and in that one obtains its adhesion by hot pressing.
  • said first layer is chosen from opaque sublimable plastics which constitutes the contrast sublayer of the decorated complex and in that after the hardening of the transparent coating has been completed, the assembly of a second layer constituting the protective layer of the complex, chosen from transparent plastic material, on the transparent coating covering the contrast sublayer.
  • the protective layer is adhered to the transparent coating by interposing a solid bonding film having good adhesion properties with the protective layer on the one hand and with the hardened transparent coating on the other hand.
  • the embodiment of the first mode of FIGS. 1 to 6 requires first of all the use of a monolayer plastic sheet (1) made of transparent material or translucent; this sheet which will be called “transparent layer” in the description below.
  • a first impression is made of a decor by transfer of sublimable dyes.
  • the decoration pattern to be printed is in a manner known per se contained in a sheet of support paper (4) which is applied under a pressure (P) at a temperature (T) for a time (t) against the face (100) or inner face of the transparent layer.
  • the transparent layer can be chosen from the sublimable plastics of polyamides such as PA11, PA12, PA6.3, PA6.6, etc., Polycarbonates, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), AS (Acrylonitrile Styrene) mixed with TPU (Thermoplastic Urethane Elastomer), Polyethylene Terephthalates (PET).
  • polyamides such as PA11, PA12, PA6.3, PA6.6, etc.
  • Polycarbonates ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), AS (Acrylonitrile Styrene) mixed with TPU (Thermoplastic Urethane Elastomer), Polyethylene Terephthalates (PET).
  • the thickness of the transparent layer is between 0.2 and 1.1 mm. This thickness is chosen sufficient to provide sufficient protection against scratches of all kinds (edges, sticks, shocks, etc.). Sublimation is carried out at a temperature between 160 and 180 ° C, a pressure of 1 to 2 bars for a time between 1 min 30 sec and 4 min approximately. The depth of the ink migration front is of the order of or slightly more than 0.20 mm.
  • the next or second step consists in covering the layer thus predecorated with a transparent or translucent coating (2) of crosslinkable material, hereinafter called "transparent coating".
  • transparent coating of crosslinkable material
  • the covering of the face (100) by the coating can be achieved by different means adapted according to the nature of the coating.
  • varnishes or for certain liquid adhesives automatic means of application with a curtain, a roller or even manual means such as spraying can be used.
  • screen printing inks the application will be made using the screen printing technique.
  • a hot plating of the film on the face of the transparent layer by suitable means. In the latter case, the crosslinking is obtained simultaneously during plating by increasing the crosslinking temperature of the resin constituting the film.
  • crosslinking is obtained during a third step by heating in the oven or by radiation under IR or UV lamps, for example (FIG. 4).
  • the purpose of crosslinking is to modify the state of the coating to bring it to an irreversible hardening state allowing it to remain thermally stable and to resist hot creep during the subsequent stages of pressure cooking necessary for assembling the decorated complex on the article itself; these steps generally taking place in a mold at pressures of the order of about 7 to 10 bars, and at temperatures between 60 and 150 ° C.
  • Sublimation inks are likely to migrate inside the coating during this crosslinking phase in a small proportion, which does not affect the precision and colors of the decor.
  • the sublayer (3) is made opaque by pigmentation, preferably in white, for example by means of titanium dioxide incorporated during manufacture. Relative to the pigmentation of the contrast underlay which is intended to reveal the decor, it should be noted that this is by no means limited to the white color. Let us quote for example the whole range of clear, metallic or pearly shades.
  • the contrast layer (3) can be chosen from pigmented lacquers or varnishes; and in this case, the deposition takes place in the liquid state on the coating (2) already hardened. We can then either let dry at room temperature, or activate drying by heating for example.
  • the complex (5) of FIG. 5 is then obtained. This complex is then attached to the article and adhesion can be done using a solid bonding film (7) between the article (6) and the opaque sublayer (3) of the complex (5), by applying a sufficient temperature and pressure, as in a mold for example. Apart from its role as an adhesive, the film has the secondary function of absorbing structural irregularities in the reinforcements on the contact face of the article. Thus the top of the decorated complex retains its smooth appearance after adhesion to the article.
  • the contrast layer may also be a solid opaque bonding film which will be chosen for its properties of compatibility with bonding with the coating (2) and with the surface of the article on which it is intended to come into contact.
  • the contrast layer can also be a simple opaque plastic layer having no adhesion compatibility with the coating (2) or with the rest of the article (6).
  • the assembly can be done by interposing solid bonding films (70, 71) between the coating (2) and the opaque layer (3) on the one hand, and between the opaque layer (3) and the rest of article (6) on the other hand.
  • provision can be made for the assembly of the different layers to be carried out during a single step of hot and pressurized assembly in a mold (FIGS. 7 and 8). In any case, this subsequent molding step does not affect the quality of the sublimated decor thanks to the principle of the invention implemented previously.
  • the transparent layer (1) has an external face (101) in contact with the external environment and an internal face (100) which has been printed, but which is protected from the external environment.
  • the crosslinked coating (2) is also protected by the thickness of the transparent layer. In reality, it has no specific protective function for the decor.
  • the next step is to cover the face (300) thus decorated with the opaque layer by the transparent or translucent coating of crosslinkable material (2) as described in the previous mode (FIG. 11), and we proceed to its crosslinking (FIG. 12).
  • a transparent protective layer (10) is assembled on the covering (2) covering the opaque layer (30) by means of a solid bonding film (72), itself chosen made of transparent material and suitable for bonding both with the opaque layer and with the coating (2) under conditions of appropriate heat and pressure (Figure 14).
  • the complex (50) thus formed can be added to the rest of the article to be decorated (6) by means of a second adhesive film (73) for example (FIG. 15).
  • Figures 16 and 17 illustrate an example of assembly of a decorated complex (5, 50) as previously manufactured, with the upper reinforcement element (8) for the manufacture of a ski.
  • a hot forming mold comprising a lower die (9), there is a stack of layers intended to form the top of the ski; the pre-decorated complex (5, 50) according to the invention, a layer (8) intended to form the upper reinforcement of the ski and a solid film (74) compatibilizing intended to ensure the bonding of the top with the rest of the ski.
  • the reinforcing layer (8) consists of one or more reinforcing textile plies impregnated with a thermosetting or thermoplastic resin.
  • the hot pressing operation ensures the crosslinking or the additional crosslinking of the resin and the adhesion of the film (74) to the reinforcement (8 ). After hardening, the top thus formed can be removed.
  • the subsequent manufacturing operation consists of placing the top as well as the lower elements (edges, sole, lower reinforcement, etc.) in a mold, then injecting foam between these elements to make the core of the ski.
  • the pre-decorated complex (5) can also be used to cover, at least partially, an injected plastic object.
  • a predecorated complex (5) is provided as previously obtained.
  • This complex is placed in the cavity of an injection mold (90) in such a way that the transparent layer (1) is in contact with one of the internal walls of the mold cavity.
  • a thermoplastic material is injected under pressure into the remaining volume of the mold cavity so that it completely fills said volume.
  • the molten material is deposited on the face of the opaque layer (3); which causes the adhesion of the complex with the mass injected.
  • Figure 18 there is shown a single injection nozzle (900) but of course, the mold could have more.
  • the mold (90) is opened and the object is removed which has on one of its faces, at least, the pre-decorated complex (5) ( Figure 19).
  • This method is particularly well suited for decorating plastic articles such as tip tips or ski heels, or other elements attached to a ski or a board.

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de décoration d'un article par la méthode d'impression d'encres sublimables. Le procédé consiste à préparer un complexe décoré (5) qui comprend une première étape au cours de laquelle on effectue le transfert d'un décor par sublimation sur la première face d'une première couche de matière plastique ; et une seconde étape au cours de laquelle on procède au recouvrement de ladite première face par un revêtement transparent (2) en matière réticulable et enfin une troisième étape où l'on procède au durcissement par réticulation dudit revêtement (2) pour améliorer sa résistance au fluage et sa stabilité thermique.
Application à la décoration des skis, surfs ou planches à roulettes.

Description

  • La présente invention concerne un procédé de décoration d'un article par la méthode d'impression d'encre (s) sublimable (s). Elle s'applique plus particulièrement aux articles se présentant sous la forme de stratifiés regroupant différents matériaux plastiques et composites tels que les skis en général, les surfs, les planches à roulettes et autres objets de nature similaire.
  • La sublimation est une technique bien adaptée pour la décoration de tels articles qui permet d'utiliser de nombreux supports plastiques différents et d'imprimer des motifs quelconques sans qu'il soit nécessaire de soumettre le support à une opération préliminaire de préparation spécifique. Le principe de transfert consiste à faire évaporer des encres contenues sur un papier support sous forme d'extraits secs par application de chaleur et de pression contre le support à décorer. Le procédé est propre, rapide et sans émanation de vapeurs ou de solvants nocifs.
  • Dans la plupart des cas, le décor est transféré sur la surface externe d'une couche transparente recouvrant l'article à décorer. Un gradient d'encre se forme sur quelques dixièmes de mm à partir de la surface externe vers l'intérieur de la couche transparente. L'inconvénient majeur est que le décor est directement soumis aux agressions extérieures et peut être détérioré rapidement si les conditions d'utilisation de l'article sont sévères (lorsque l'article est soumis aux chocs, éraflures, rayonnement UV important, etc, par exemple).
  • On a tenté d'apporter des solutions à ces problèmes comme par exemple dans la demande de brevet FR-A-2 620 974 appartenant à la demanderesse où l'on propose de réaliser la sublimation à travers une couche interne opaque solidarisée préalablement par extrusion avec une couche externe transparente. Le bicouche ainsi décoré est ensuite rapporté puis solidarisé sur l'article.
  • La demande de brevet FR-A-2 620 975 appartenant également à la demanderesse se distingue de la précédente par le fait que la sublimation s'effectue d'abord sur une feuille monocouche opaque qui est ensuite assemblée par collage sur une feuille monocouche transparente de protection. L'ensemble est ensuite rapporté sur l'article par collage à chaud.
  • Dans ces deux cas, la migration des encres se fait à travers la couche opaque ; ce qui crée une perte dans la définition finale du décor. Même si le front de migration plus concentré en encre apparait, on obtient une pastellisation du décor, due à la diffusion verticale des encres au travers de la couche opaque.
  • D'autres solutions ont été essayées comme par exemple de réaliser la sublimation à travers la face interne de la couche transparente de protection.
  • La couche transparente ainsi décorée, est assemblée avec une couche opaque. L'ensemble est ensuite solidarisé sur l'objet par collage à chaud. Dans ce cas, l'augmentation de la température lors du collage provoque un redémarrage de la migration des encres, qui diffusent alors dans la couche opaque. La diffusion en profondeur crée le problème de pastellisation précité, auquel est également associé une diffusion latérale importante en raison d'un certain fluage à la chaleur de la couche opaque ; ce qui rend le décor final moins net.
  • Le document EP-A-0 421 140 concerne un procédé de décoration et recouvrement de substrats ; par exemple produits en bois du type mobilier de cuisine ou de bureau. Il consiste à effectuer l'imprégnation d'une feuille présublimée en matériau fibreux par une solution préréticulée de résine mélanine et/ou urée-formaldehyde. Puis cette feuille est chauffée, moulée avec le substrat par application de température et pression de façon à obtenir la réticulation complète de la résine. Cette résine qui sert de recouvrement de protection doit posséder des qualités de résistance au rayage, étirement et autres. Toutefois pour une action efficace, un tel recouvrement doit en principe être d'une épaisseur qu'il est difficile d'obtenir par imprégnation. Une telle protection est généralement insuffisante. Les résines mélanine et/ou urée-formaldehyde sont connues généralement pour leur aptitude au collage avec les matériaux à base de cellulose, tels que bois, contre-plaqué, aggloméré, et autres dérivés cellulosiques. En revanche, ils sont peu compatibles au collage avec la plupart des matières plastiques rentrant dans la composition des stratifiés composites tels que les skis, surfs et autres engins du même type.
  • Le document EP 0 625 433 s'applique à la fabrication d'éléments de fourniture et de mobilier ; telles que les armoires, etc. La méthode consiste à produire une feuille de recouvrement décorative à base de polystyrène ou polyoléfine décorée par transfert d'encres (hélio-gravure, sublimation...etc). Après transfert, la feuille subit une opération de vernissage par laquelle la couche de vernis protège le dessin transféré, puis la feuille est appliquée par exemple par des adhésifs au noyau de remplissage de l'élément de fourniture. Dans ce cas aussi, le vernis a pour rôle essentiel d'assurer la protection du décor. Un tel moyen peut s'avérer suffisant pour le mobilier d'intérieur ; en revanche, il n'apporte pas une protection suffisante pour un produit soumis à des conditions extérieures très rudes, tel qu'un ski par exemple. La résistance aux coups de carres ou aux coups de bâton d'un vernis de protection est notoirement insuffisante. La résistance aux conditions climatiques du vernis non protégé est faible et conduit à un durcissement et un vieillissement prématuré. Le vernis perd rapidement son aspect initial et son pouvoir couvrant et de protection.
  • Le document CH-A-542042 concerne un procédé traditionnel de transfert en continu d'une bande plastique transparente servant de revêtement de protection sur un substrat non-textile (cuir synthétique, plastique, etc).
  • Le document EP-A-033 776 se rapporte à un procédé qui consiste à obtenir en deux étapes un dessus de recouvrement d'un ski imprimé à partir d'une feuille en polyéthylène ou PTFE. Dans un premier temps, la feuille est chauffée puis mise en contact sous haute température et haute pression avec un support d'images à imprimer contenant des pigments sublimables et diffusables. La seconde étape consiste à contrôler la température de refroidissement pour produire une solidification sans distorsion et obtenir une stabilité des pigments.
  • Le document JP-A-55114589 se rapporte à un procédé de décoration d'une feuille en matériau inorganique ou métallique. On applique une solution d'un mélange colloïdal d'alumine et/ou de silicate et d'une résine mélamine sur la face imprimée de ladite feuille. Ce revêtement est résistant à l'abrasion et aux conditions extérieures et sert donc de protection du décor.
  • Cette solution n'est pas applicable pour le recouvrement de composés organiques à base de carbone tels que les plastiques dont il est essentiellement question dans la présente invention.
  • L'objet de la présente invention est d'apporter une solution aux problèmes rencontrés précités dans le domaine de la décoration d'articles sous forme de stratifiés tels que des skis, surfs ou autres objets de nature similaires et qui sont majoritairement constitués de matériaux dérivés de la chimie du carbone (plastiques, mousses, élastomères, etc). En particulier, l'un des buts est de réaliser un décor par sublimation sur une face protégée des agressions extérieures et qui conserve ses couleurs d'origine et une parfaite netteté même après collage à chaud et sous pression du complexe décoré sur le reste de l'article.
  • Pour cela, l'invention concerne un procédé de décoration d'un article en matériaux composites, en particulier un ski, un surf des neiges ou une planche à roulette, comprenant la préparation d'un complexe décoré qui est ensuite assemblé avec l'article par collage ou moulage à chaud, au cours de laquelle :
    • on effectue le transfert d'un décor par la méthode d'impression d'encre (s) sublimable (s) sur la première face d'une première couche de matière plastique ;
    • on procède au recouvrement de ladite première face ainsi décorée par un revêtement transparent en matière réticulable ;
    • on procède au durcissement par réticulation dudit revêtement pour améliorer sa résistance au fluage et sa stabilité thermique en vue de l'assemblage ultérieur du complexe avec le reste de l'article à décorer ;
    • enfin, on procède à l'assemblage sur le revêtement transparent d'une seconde couche de matière plastique.
  • En opérant ainsi, on n'empêche pas la migration des encres, cependant on permet que cette migration s'effectue au travers du revêtement transparent réticulé ; ce qui n'a aucune incidence sur la couleur finale du décor (on résoud ainsi le problème de pastellisation). De même, le revêtement réticulé a une résistance au fluage à chaud qui est nettement améliorée, ce qui empêche toute diffusion latérale des encres pouvant créer un défaut de netteté lors d'opérations ultérieures de collage ou de moulage utilisant de fortes températures et des pressions élevées.
  • Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, le revêtement transparent est choisi parmi les vernis, les encres de sérigraphie sans pigment, les enductions adhésives ou colles réactives, les films de matière thermoplastique ou thermodurcissable.
  • La principale propriété retenue pour le choix de ces revêtements est leur bonne résistance au fluage à chaud après réticulation et leur capacité à rester également transparent.
  • Selon une autre caractéristique, on réalise une application du revêtement à l'état liquide ou très faiblement visqueux par des moyens d'application du type au rideau, au rouleau, au pistolet ou par sérigraphie sur la première face de ladite couche.
  • Selon une autre caractéristique, le durcissement du revêtement par réticulation est réalisé par chauffage, par irradiation aux rayons UV, ou par irradiation aux rayons IR. Ainsi un large choix est possible qui est fonction de la nature du revêtement transparent choisi. En particulier, la réticulation aux rayons UV présente l'avantage de consommer peu d'énergie.
  • Selon une autre caractéristique, l'on choisit ladite première couche parmi les matières plastiques sublimables transparentes qui constitue la couche externe de protection du complexe décoré et en ce qu'après la réalisation de la troisième étape de durcissement du revêtement transparent, on procède à l'assemblage sur le revêtement transparent de la seconde couche constituée par une sous-couche de contraste choisie dans un matériau opaque sur le revêtement transparent. La sous-couche de contraste permet de révéler toute l'intensité et la profondeur du décor au travers de la couche transparente et de son revêtement. De plus, les encres ne migrent pas dans la couche opaque en raison de la présence du revêtement transparent durci et le décor reste net et parfaitement contrasté quelles que soient les étapes ultérieures entreprises.
  • Selon une caractéristique additionnelle, on réalise l'adhésion de la sous-couche de contraste sur le revêtement transparent par interposition d'un film solide de collage et par pressage à chaud.
  • Selon une alternative, la sous-couche de contraste est choisie parmi les laques ou vernis pigmentés et est déposée à l'état liquide sur le revêtement transparent durci. Cette méthode est appréciée pour sa simplicité et l'aspect économique.
  • Selon une seconde alternative, la sous-couche de contraste est choisie parmi les films solides de collage ayant de bonne propriétés d'adhésion avec le revêtement transparent durci d'une part et avec le reste de l'article sur lequel il est destiné à être rapporté d'autre part et en ce que l'on obtient son adhésion par pressage à chaud.
  • Selon une autre caractéristique, l'on choisit ladite première couche parmi les matières plastiques sublimables opaques qui constitue la sous-couche de contraste du complexe décoré et en ce qu'après la réalisation du durcissement du revêtement transparent, on procède à l'assemblage d'une seconde couche constituant la couche de protection du complexe, choisie en matière plastique transparent, sur le revêtement transparent recouvrant la sous-couche de contraste.
  • L'avantage d'une telle caractéristique est que l'on peut choisir parmi les couches de protection transparentes, certains matériaux qui ne sont pas nécessairement apte à la sublimation mais qui peuvent avoir d'autres avantages, comme une meilleure résistance au rayage ou aux solvants ou encore être plus économiques.
  • Selon une caractéristique liée à la précédente, on réalise l'adhésion de la couche de protection sur le revêtement transparent par interposition d'un film solide de collage ayant de bonnes propriétés d'adhésion avec la couche de protection d'une part et avec le revêtement transparent durci d'autre part.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
    • Les figures 1 à 6 illustrent un premier mode de réalisation de la décoration d'un article selon le procédé de l'invention ;
    • Les figures 7 et 8 illustrent une variante des étapes d'assemblage final sur l'article selon le premier mode de réalisation des figures 1 à 6 ;
    • Les figures 9 à 15 illustrent un second mode de réalisation ;
    • Les figures 16 et 17 illustrent un exemple non limitatif de la conformation d'un dessus de ski décoré comprenant le complexe réalisé selon le procédé de l'invention ;
    • Les figures 18 et 19 illustrent une variante dans laquelle on procède à la décoration d'un objet en matière plastique injectée 'en moule', à l'aide d'un complexe prédécoré selon l'invention.
  • La réalisation du premier mode des figures 1 à 6, requiert tout d'abord l'utilisation d'une feuille plastique monocouche (1) en matériau transparent ou translucide ; cette feuille qui sera dénommée "couche transparente" dans la description ci-après.
  • Sur l'une des faces (100) de la couche (1) qui constituera par la suite la face interne du complexe par opposition à la face opposée externe (101), on procède, dans une première étape, à une impression d'un décor par transfert de colorants sublimables. Le motif de décoration à imprimer est de façon connue en soi contenu dans une feuille de papier support (4) qui est appliquée sous une pression (P) à une température (T) pendant un temps (t) contre la face (100) ou face interne de la couche transparente. La couche transparente peut être choisie parmi les matières plastiques sublimables de Polyamides tels que les PA11, PA12, PA6.3, PA6.6, etc, les Polycarbonates, les ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), les AS (Acrylonitrile Styrène) transparent mélangé à un TPU (Elastomère thermoplastique uréthane), les Polyéthylène Téréphtalates (PET).
  • L'épaisseur de la couche transparente est comprise entre 0,2 et 1,1 mm. Cette épaisseur est choisie suffisante pour procurer une protection suffisante aux éraflures de tout genre (coups de carre, de bâtons, chocs, etc). La sublimation est opérée à une température comprise entre 160 et 180° C, une pression de 1 à 2 bars pendant un temps compris entre 1mn30 sec et 4 mn environ. La profondeur du front de migration des encres est de l'ordre ou légèrement supérieur à 0,20 mm.
  • Sur la figure 3, l'étape suivante ou deuxième étape consiste à recouvrir la couche ainsi prédécorée par un revêtement transparent ou translucide (2) en matière réticulable, ci-après dénommé "revêtement transparent". Parmi les matières susceptibles de convenir, on peut citer les vernis mono ou bi-composants du type Epoxy ou Polyuréthane, les encres de sérigraphie non pigmentées, certaines enductions adhésives ou colles réactives bi-composants ou encore certains films solides transparents réticulables du type polyéthylène ou ionomères.
  • Le recouvrement de la face (100) par le revêtement peut être réalisé par différents moyens adaptés en fonction de la nature de revêtement. Pour les vernis ou pour certaines colles liquides, on peut utiliser des moyens automatiques d'application au rideau, au rouleau ou encore des moyens manuels tels que le passage au pistolet. Pour les encres de sérigraphie, l'application se fera au moyen de la technique de sérigraphie. Pour certains films solides, il suffira de réaliser un plaquage à chaud du film sur la face de la couche transparente par des moyens adaptés. Dans ce dernier cas, la réticulation est obtenue simultanément lors du plaquage par augmentation à la température de réticulation de la résine constituant le film.
  • Dans d'autres cas, la réticulation est obtenue lors d'une troisième étape par chauffage au four ou par rayonnement sous lampes IR ou UV, par exemple (figure 4). La réticulation a pour but de modifier l'état du revêtement pour l'amener à un état de durcissement irréversible lui permettant de rester stable thermiquement et de résister au fluage à chaud lors des étapes ultérieures de cuisson sous pression nécessaires pour l'assemblage du complexe décoré sur l'article lui-même ; ces étapes ayant lieu généralement en moule à des pressions de l'ordre de 7 à 10 bars environ, et à des températures comprises entre 60 et 150°C.
  • Les encres de sublimation sont susceptibles de migrer à l'intérieur du revêtement pendant cette phase de réticulation dans une faible proportion, ce qui n'affecte pas la précision et les couleurs du décor.
  • Après durcissement du revêtement (2), on procède à l'assemblage d'une sous-couche de contraste (3) sur le revêtement lui-même. La sous-couche (3) est rendue opaque par pigmentation, de préférence en blanc par exemple au moyen de bioxide de titane incorporé lors de la fabrication. Relativement à la pigmentation de la sous-couche de contraste qui est destinée à révéler le décor, il faut préciser qu'on ne se limite nullement à la couleur blanche. Citons par exemple toute la gamme de teintes claires, métallisées ou nacrées.
  • La couche de contraste (3) peut être choisie parmi les laques ou vernis pigmentés ; et dans ce cas, le dépôt se fait à l'état liquide sur le revêtement (2) déjà durci. On peut ensuite soit laisser sécher à température ambiante, soit activer le séchage par chauffage par exemple. On obtient alors le complexe (5) de la figure 5. Ce complexe est ensuite rapporté sur l'article et l'adhésion peut se faire à l'aide d'un film solide de collage (7) entre l'article (6) et la sous-couche opaque (3) du complexe (5), en appliquant une température et une pression suffisante, comme en moule par exemple. En dehors de son rôle d'adhésif, le film a pour fonction secondaire d'absorber les irrégularités de structure des renforts sur la face de contact de l'article. Ainsi le dessus du complexe décoré conserve son apparence lisse après adhésion sur l'article.
  • La couche de contraste peut également être un film solide de collage opaque qui sera choisi pour ses propriétés de compatibilité au collage avec le revêtement (2) et avec la surface de l'article sur laquelle il est destiné à entrer en contact.
  • La couche de contraste peut encore être une simple couche opaque en matière plastique n'ayant aucune compatibilité d'adhésion avec le revêtement (2), ni avec le reste de l'article (6). Dans ce cas, l'assemblage peut se faire en interposant des films solides de collage (70, 71) entre le revêtement (2) et la couche opaque (3) d'une part, et entre la couche opaque (3) et le reste de l'article (6) d'autre part. Dans ce cas, on peut prévoir que l'assemblage des différents couches s'effectue au cours d'une étape unique d'assemblage à chaud et sous pression dans un moule (figures 7 et 8). Dans tous les cas, cette étape ultérieure de moulage n'affecte pas la qualité du décor sublimé grâce au principe de l'invention mise en oeuvre auparavant.
  • On réalise sur la figure 8 en particulier, que la couche transparente (1) possède une face externe (101) en contact avec l'environnement extérieur et une face interne (100) qui a été imprimée, mais qui est à l'abri de l'environnement extérieur. Le revêtement réticulé (2) est aussi protégé par l'épaisseur de la couche transparente. Il n'a en réalité aucune fonction propre de protection du décor.
  • Un second mode de réalisation est illustré aux figures 9 à 15. On choisit pour commencer la première couche parmi les matières plastiques sublimables opaques, pour constituer ultérieurement la sous-couche de contraste (30). Ces matières plastiques sont de préférence choisies parmi le groupe constitué :
    • Des Styréniques tels que les ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) ou AS (Acrylonitrile Styrène) opaques mélangés ou non à un TPU (Elastomère Thermoplastique uréthane),
    • Des Copolymères de Styrène et d'acide ou d'anhydride d'acide carboxylique tels que le SMA (copolymère de Styrène et d'anhydride maléique),
    • Des PBT (Polybutadiènes téréphtalates).
  • Tous ces matériaux ont la particularité de présenter une faible pénétration des encres en profondeur, d'où un meilleur rendu des couleurs.
  • On procède sur l'une de ses faces (300) au transfert d'un décor par sublimation au moyen d'un papier support (40) dans les conditions adaptées de chauffage et de pression (figures 9 et 10).
  • On procède ensuite au recouvrement de la face (300) ainsi décorée de la couche opaque par le revêtement transparent ou translucide en matière réticulable (2) comme décrit dans le mode précédent (figure 11), et l'on procède à sa réticulation (figure 12).
  • Après cette troisième étape, on réalise l'assemblage d'une couche de protection transparente (10) sur le revêtement (2) recouvrant la couche opaque (30) au moyen d'un film solide de collage (72), lui-même choisi en matériau transparent et apte au collage à la fois avec la couche opaque et avec le revêtement (2) dans des conditions de chaleur et de pression appropriée (figure 14). Le complexe (50) ainsi formé peut être rapporté sur le reste de l'article à décorer (6) au moyen d'un second film de collage (73) par exemple (figure 15).
  • Bien entendu, les phases d'assemblage ou de collage des différents constituants peuvent être intégrés dans un procédé plus complexe de moulage rentrant dans le cadre de la fabrication d'articles composites comme des skis modernes par exemple.
  • Ainsi les figures 16 et 17 illustrent un exemple d'assemblage d'un complexe décoré (5, 50) comme fabriqué précédemment, avec l'élément de renfort supérieur (8) pour la fabrication d'un ski.
  • Dans un moule de formage à chaud comprenant une matrice inférieure (9), on dispose un empilage de couches destinées à former le dessus du ski ; le complexe prédécoré (5, 50) selon l'invention, une couche (8) destinée à former le renfort supérieur du ski et un film solide (74) compatibilisant destiné à assurer le collage du dessus avec le reste du ski.
  • La couche de renfort (8) est constituée d'une ou plusieurs nappes textile de renfort préimprégnées d'une résine thermodurcissable ou thermoplastique. Dans le cas d'un renfort en nappe de textile préimprégnée d'une résine thermodurcissable, l'opération de pressage à chaud assure la réticulation ou le complément de réticulation de la résine et l'adhérence du film (74) sur le renfort (8). Après durcissement, on peut sortir le dessus ainsi formé.
  • L'opération ultérieure de fabrication consiste à placer dans un moule le dessus ainsi que les éléments inférieurs (carres, semelle, renfort inférieur, etc) puis à injecter une mousse entre ces éléments pour réaliser le noyau du ski.
  • Le procédé de fabrication est décrit plus précisément dans la demande de brevet n° 2 654 644 appartenant à la demanderesse. Il ne constitue bien entendu qu'un exemple non limitatif et n'est donné que pour illustrer l'intégration de l'invention dans le contexte plus général de la fabrication du ski.
  • Le complexe (5) prédécoré peut aussi servir à recouvrir, tout au moins partiellement un objet en plastique injecté. Dans ce cas, on fournit un complexe prédécoré (5) comme obtenu précédemment. On dispose ce complexe dans la cavité d'un moule d'injection (90) de telle manière que la couche transparente (1) soit au contact de l'une des parois internes de la cavité du moule. On injecte sous pression dans le volume restant de la cavité du moule un matériau thermoplastique de telle manière qu'il remplisse ledit volume en totalité. Le matériau en fusion se dépose sur la face de la couche opaque (3) ; ce qui provoque l'adhésion du complexe avec la masse injectée. Sur la figure 18, on a représenté une seule buse d'injection (900) mais bien entendu, le moule pourrait en comporter davantage. Après refroidissement, le moule (90) est ouvert et l'on en retire l'objet qui présente sur l'une de ses faces, au moins, le complexe prédécoré (5) (figure 19). Cette méthode est particulièrement bien adaptée pour la décoration d'articles plastiques comme des embouts de spatule ou de talons de ski, ou autres éléments rapportés sur un ski ou un surf.

Claims (10)

  1. Procédé de décoration d'un article en matériaux composites, en particulier un ski, un surf des neiges ou une planche à roulette, comprenant la préparation d'un complexe décoré (5, 50) qui est ensuite assemblé avec l'article par collage ou moulage à chaud, au cours de laquelle :
    - on effectue le transfert d'un décor par la méthode d'impression d'encre (s) sublimable (s) sur la première face (100, 300) d'une première couche de matière plastique (1, 30) ;
    - on procède au recouvrement de ladite première face ainsi décorée par un revêtement transparent (2) en matière réticulable ;
    - on procède au durcissement par réticulation dudit revêtement (2) pour améliorer sa résistance au fluage et sa stabilité thermique en vue de l'assemblage ultérieur du complexe (5, 50) avec le reste de l'article à décorer (6) ;
    - enfin, on procède à l'assemblage sur le revêtement transparent (2) d'une seconde couche de matière plastique (3, 10).
  2. Procédé de décoration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement transparent (2) est choisi parmi les vernis, les encres de sérigraphie sans pigment, les enductions adhésives ou colles réactives, les films de matière thermoplastique ou thermodurcissable.
  3. Procédé de décoration selon la revendication 2, caractérisé en ce que le revêtement est appliqué à l'état liquide ou très faiblement visqueux par des moyens d'application du type au rideau, au pistolet, au rouleau ou par sérigraphie sur la première face (100, 300) de ladite couche (1, 30).
  4. Procédé de décoration selon la revendication 3, caractérisé en ce que le durcissement du revêtement par réticulation est réalisé par chauffage, par irradiation aux rayons UV ou par irradiation aux rayons IR.
  5. Procédé de décoration selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on choisit ladite première couche (1) parmi les matières plastiques sublimables transparentes qui constitue la couche externe de protection du complexe décoré (5) et en ce qu'après la réalisation du durcissement du revêtement transparent (2), on procède à l'assemblage sur le revêtement transparent (2) de la seconde couche constituée par une sous-couche de contraste (3) choisie dans un matériau opaque.
  6. Procédé de décoration selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on réalise l'adhésion de la sous-couche de contraste (3) sur le revêtement transparent (2) par interposition d'un film solide de collage (70) et par pressage à chaud.
  7. Procédé de décoration selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sous-couche de contraste (3) est choisie parmi les laques ou vernis pigmentés et est déposée à l'état liquide sur le revêtement transparent durci (2).
  8. Procédé de décoration selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sous-couche de contraste (3) est choisie parmi les films solides de collage ayant de bonne propriétés d'adhésion avec le revêtement transparent durci (2) d'une part et avec le reste de l'article (6) sur lequel il est destiné à être rapporté d'autre part et en ce que l'on obtient son adhésion par pressage à chaud.
  9. Procédé de décoration selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on choisit ladite première couche parmi les matières plastiques sublimables opaques (30) qui constitue la sous-couche de contraste du complexe décoré (50) et en ce qu'après la réalisation du durcissement du revêtement transparent (2), on procède à l'assemblage d'une seconde couche constituant une couche de protection (10) du complexe, choisie en matière plastique transparent, sur le revêtement transparent recouvrant la sous-couche de contraste (30).
  10. Procédé de décoration selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on réalise l'adhésion de la couche de protection (10) sur le revêtement transparent (2) par interposition d'un film solide de collage (72) ayant de bonnes propriétés d'adhésion avec la couche de protection (10) d'une part et avec le revêtement transparent (2) durci d'autre part.
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