EP1464507A1 - Method and device for colour marking of supports - Google Patents

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Publication number
EP1464507A1
EP1464507A1 EP04360034A EP04360034A EP1464507A1 EP 1464507 A1 EP1464507 A1 EP 1464507A1 EP 04360034 A EP04360034 A EP 04360034A EP 04360034 A EP04360034 A EP 04360034A EP 1464507 A1 EP1464507 A1 EP 1464507A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
projection
coloring
substances
generating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04360034A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pierre-Alain Vetter
Alain Renaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Es Technology SA
Original Assignee
Es Technology SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Es Technology SA filed Critical Es Technology SA
Publication of EP1464507A1 publication Critical patent/EP1464507A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/28—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for printing downwardly on flat surfaces, e.g. of books, drawings, boxes, envelopes, e.g. flat-bed ink-jet printers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B41J11/0021—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation
    • B41J11/00216—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating using irradiation using infrared [IR] radiation or microwaves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4078—Printing on textile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/009—After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using thermal means, e.g. infrared radiation, heat

Definitions

  • the present invention relates to the field of printing and marking, for decorative or informative purposes, of objects or articles, structure continuous or not and with flat surface or not.
  • the invention relates more particularly to a method and a color (multi-color) marking or printing device transparent or opaque supports, in particular made of polymer material.
  • the markings reported by so-called inkjet or pad techniques are not generally not permanent due to the non-porous nature and chemical incompatibility of polymer surfaces.
  • polyolefins have the reputation of being difficult to mark without a prior preparation of their surfaces.
  • the resistance of markings for example to scratches or solvents is limited to the point that it is necessary to deposit a protective layer on the marking carried out.
  • Laser marking is a technology which to date is commonly used. It presents itself as an alternative solution at cost reduced and environmentally friendly. The performances are very satisfactory both in terms of processing speed and quality of markings.
  • Laser marking is a process which makes it possible to carry out on suitable supports for permanent and scratch-resistant markings without the use of solvents and without prior surface preparation. The markings cannot be removed or deleted without damaging the support.
  • Marking by ultraviolet process requires ink which reacts to light of an ultraviolet wavelength at around 350 nanometers.
  • the fixing of this special ink called “ink polymer” is produced on the surface of the material by a crosslinking step.
  • Cross-linking is a phenomenon of ink polymerization which product on the surface of the marked product. There is no migration of color pigments in the material and therefore the marking is less resistant and less durable.
  • a particular range of items or parts to be marked is made up of textiles, a wide variety of fabrics being made of thermoplastic material (polyamide, polyester).
  • the present invention aims to overcome the main limitations and to overcome the essential disadvantages set out above.
  • the invention also relates to a device for setting work of the aforementioned method, characterized in that it comprises, on the one hand, directed means of projection of liquid coloring substances, supplied each with a specific substance, and adapted to be moved above of the surface of a support to be marked or printed, said support being fixed or mobile, on the other hand, means of generation and application at least one infrared laser beam, continuous or not, directed towards the surface of the support so as to follow permanently and in real time the or the mobile deposit area (s) of the projection means directed or to be followed posteriorly the line (s) defined previously on the surface of the support by directed projections of coloring substances and, finally, means of command and control of the projection means, of the means generation and application of laser beam (s) and, optionally, means for moving the support (1), the beam (s) emitted by the generation and application means with suitable power to fix the coloring agents of the different substances liquid dyes with the support material.
  • a structure coloring adapted to the nature of the support and compatible with the length wave from the laser source is deposited on the surface of the substrate.
  • a infrared laser radiation irradiates the coloring agent by inducing after its passage a solid bond with the substrate without significant alteration support, but causing at least partial migration of color pigments in the material.
  • the spray deposition of the substances liquid dyes 2 can be produced using directional nozzles 3, for example mounted in a print head 3 'operating according to the principle known as inkjet (technique known to those skilled in the art) and moving relatively above the surface 1 'of the support 1 to to mark.
  • inkjet inkjet
  • the print head 3 ' can be provided movable above a support 1 fixed or fixed above a mobile support 1 (marking with fly).
  • the nature and composition of the coloring substances may be diverse.
  • water-based dyes of the conventional jet ink type ink, textile industry inks and dispersed inks.
  • pigments organic can be of the coated type, their coating (for example in TPLE or TPLD) dissolving and serving as a binder with the material of the support, the solvent having to be compatible with the latter.
  • Oil-based inks can also be used.
  • the liquid coloring substances 2 sprayed consist of mixtures of a liquid coloring agent, for example under form of ink or powder in suspension, compatible with the material of the surface 1 'of the support 1, and of a radiation absorbing agent infrared, able to transform at least part of the photonic energy received by the coloring substances 2 deposited on the surface 1 'of the support 1 in heat.
  • Fillers in the form of absorbing agents used possibly depend on the solution present in the substances dyes 2.
  • the fillers used may be of the type currently known under the designation S169900 / 2 and manufactured by the company AVECIA, these charges being soluble in water.
  • absorbent agents developed and manufactured by the company AVECIA under the name 925 NP.
  • Treatment with the laser beam 4 of coloring substances 2 deposited on the support 1 can be done immediately after deposit or deferred in time.
  • the mobile deposition zone 5 of each coloring substance 2 on the support 1 is permanently in the irradiation zone 6 of a laser beam corresponding infrared 4, the latter being applied continuously or only during the phases of actual deposition of the coloring substance concerned, in the form of permanent or impulse radiation.
  • each of the locations successively occupied by the mobile depot area 5 of each coloring substance 2 on the support 1 is irradiated by a beam infrared laser 4 after the deposition operation at this level location, with a time difference, the irradiation zone 6 according to the path previously defined on the surface 1 'of the support 1 by the projection directed from the coloring substance 2 concerned or traversing so systematic the entire area of support 1 having undergone a deposition of coloring substance 2.
  • the projection directions different liquid coloring substances 2 are convergent at level of a single mobile deposition zone on the surface 1 ′ of the support 1, a single laser beam 4 then irradiating either directly and immediately said deposit zone during the projection phase on the latter, that is to say subsequently the route previously defined on support 1 by the directed convergent projections of coloring substances.
  • the operating parameters of the means 7, 7 'of generation and application of the laser beam 4 will be fixed according to the of the support material 1 and the type of coloring substance 2 used artwork.
  • the concentration of charges absorbers of infrared in coloring substances 2 could be between 0.05% and 2.00% by mass, the speed of movement of the beam 4 on the surface 1 'of the support 1 between 0.01 m / s and 10 m / s and the laser power between 1 watt and 500 Watts.
  • the surface 1 'of the support 1 can have a traveling speed of 0.01 m / s to 10 m / s, beam 4 being fixed.
  • the support 1 to be marked or printed may consist, for example, in a piece with a continuous surface or full in a material polymeric or coated with polymeric material or a woven textile material or nonwoven, in polymer or natural fibers or filaments.
  • the present invention also relates, as shown the figures of the accompanying drawings, a device for implementing the process described above.
  • This device is mainly characterized in that it comprises, on the one hand, means 3 for directed projection of substances liquid dyes 2, each supplied with a specific substance, and adapted to be moved above the surface 1 'of a support 1 to mark or print, said support 1 being fixed or mobile, on the other hand, means 7, 7 ′ for generating and applying at least one laser beam 4, continuous or not, directed towards the surface 1 ′ of the support 1 so as to follow permanently and in real time the mobile deposit zone (s) 5 of projection means 3 directed or to be irradiated later on path (s) defined previously on the surface 1 ′ of the support 1 by the directed projections of coloring substances 2 and, finally, means 8 of command and control of projection means 3, means 7, 7 'of generation and application of infrared laser beam (s) 4 and, optionally, means for moving the support 1, the one or more beam (s) 4 emitted by means 7, 7 'of generation and application having a power suitable for fixing agents dyes of different liquid coloring substances 2 with the material support 1.
  • the projection means consist of at least one, preferably three, nozzles 3 mounted in a fixed 3 'print head or mobile in translation in at least one direction, advantageously at minus two perpendicular directions, each projecting a substance liquid dye 2 given, possibly loaded with absorbing agent infrared radiation, using a projection technique of the so-called inkjet or similar type ( Figures 1 and 2), the support itself fixed or mobile.
  • each projection nozzle 3 is associated, by rigid attachment, means 7, 7 ′ for generating and / or applying laser radiation infrared whose emitted beam 4 is oriented so as to form a zone irradiation 6 on the surface 1 'of the support 1 which permanently contains the mobile deposition zone 5 of the nozzle 3 concerned.
  • each nozzle of projection 3 are associated, by rigid connection, means 7, 7 'of generation and / or application of laser radiation including the emitted beam 4 is oriented in such a way that its irradiation zone 6 on the surface 1 'of the support 1 follows, with a fixed spatial and temporal offset, the area mobile deposit 5 of the projection nozzle 3 concerned.
  • each nozzle of projection 3 or all of the projection nozzles 3 are associated with means 7, 7 ′ for generating and / or applying laser radiation, physically separated from said nozzle (s) 3 and moved independently of that (s), whose emitted beam 4 scans the surface 1 ' of the support 1 by following the line (s) resulting from the deposit by projection of liquid coloring substance (s) 2 via the nozzle (s) 3 concerned.
  • the means 7, 7 'generation and application of laser radiation, single or associated with each projection means 3, consist of a mobile unit enclosed in a corresponding housing 9.
  • the means 7, 7 'for generating and applying infrared laser radiation consists of a fixed generator unit 7, possibly common to all of said generation means and application of the device, and in a 7 ′ transmission structure and application of the beam 4 from said unit 7, comprising a part terminal 7 "movable to move the irradiation zone 6 on the surface 1 'of the support 1 to scan.
  • the application means 7 ′ may for example consist of a optical fiber whose terminal part 7 "moves with a nozzle 3 corresponding (figure 6) or in an arrangement of mirrors galvanometric (Figure 7), associated with a terminal focusing lens.
  • the command and control means 8 may be similar to those of an inkjet printer, as well as the means actuating the print head 3 ', by providing systems additional for command and control of the means 7, 7 'of generation and application of laser beams 4, as well as possibly their displacement independently of the print head.

Landscapes

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Textile Engineering (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

For color printing on a transparent polymer film, the inks (2) are applied to the film (1) by jets (3) at a printing head (3') together with a dosed absorbent. The print is set by an infra red laser with a laser control (7). The operation is repeated until the complete color pattern is printed and/or the whole film surface (1') has been printed.

Description

La présente invention concerne le domaine de l'impression et du marquage, à des fins décoratives ou informatives, d'objets ou d'articles, à structure continue ou non et à surface plane ou non.The present invention relates to the field of printing and marking, for decorative or informative purposes, of objects or articles, structure continuous or not and with flat surface or not.

L'invention concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de marquage ou d'impression couleur (à plusieurs couleurs) de supports transparents ou opaques, en particulier en matériau polymère.The invention relates more particularly to a method and a color (multi-color) marking or printing device transparent or opaque supports, in particular made of polymer material.

Le marquage des polymères est devenu aujourd'hui un besoin incontournable dans le secteur industriel. Quasiment l'intégralité des produits manufacturés sont marqués pour leurs identifications ou pour apposer des consignes de sécurité. A titre d'exemples, on peut citer les codes barres, les dates d'expiration, les numéros de série, les logos des compagnies, la publicité....Polymer labeling has become a need today essential in the industrial sector. Almost all manufactured products are marked for their identifications or for affix safety instructions. As examples, we can cite the barcodes, expiration dates, serial numbers, logos of companies, advertising ....

Dans le cas des polymères thermoplastiques, les marquages rapportés par les techniques dites à jet d'encre ou tampon ne sont généralement pas permanents en raison du caractère non poreux et de l'incompatibilité chimique des surfaces des polymères. Par exemple, les polyoléfines ont la réputation d'être difficilement marquables sans une préparation préalable de leurs surfaces. Dans certains cas critiques, la résistance des marquages par exemple aux rayures ou aux solvants est limitée au point qu'il est nécessaire de déposer une couche de protection sur le marquage réalisé.In the case of thermoplastic polymers, the markings reported by so-called inkjet or pad techniques are not generally not permanent due to the non-porous nature and chemical incompatibility of polymer surfaces. For example, polyolefins have the reputation of being difficult to mark without a prior preparation of their surfaces. In some critical cases, the resistance of markings for example to scratches or solvents is limited to the point that it is necessary to deposit a protective layer on the marking carried out.

Le marquage laser est une technologie qui à ce jour est couramment utilisée. Il se présente comme une solution alternative à coût réduit et respectueux de l'environnement. Les performances sont très satisfaisantes tant d'un point de vue vitesse de traitement que qualité des marquages.Laser marking is a technology which to date is commonly used. It presents itself as an alternative solution at cost reduced and environmentally friendly. The performances are very satisfactory both in terms of processing speed and quality of markings.

Le marquage par laser est un procédé qui permet de réaliser sur des supports adaptés des marquages permanents et résistants aux rayures sans l'utilisation de solvants et sans préparation préalable de surface. Les marquages ne peuvent être retirés ou effacés sans endommager le support.Laser marking is a process which makes it possible to carry out on suitable supports for permanent and scratch-resistant markings without the use of solvents and without prior surface preparation. The markings cannot be removed or deleted without damaging the support.

Différents développements en cours actuellement visent à développer des polymères susceptibles de réagir par interaction avec un faisceau laser de longueur d'onde donnée pour fournir une coloration particulière. Néanmoins, la fourniture de plusieurs couleurs nécessite la mise en oeuvre d'un ou de plusieurs lasers à différentes longueurs d'onde.Various developments currently underway aim to develop polymers capable of reacting by interaction with a laser beam of given wavelength to provide coloring special. However, the supply of several colors requires the implementation of one or more lasers at different wavelengths.

D'autre part, ces développements précités nécessitent l'incorporation de charges dans les matrices polymères des pièces, au niveau de la zone à marquer et la définition dès la fabrication de la couleur finale.On the other hand, these aforementioned developments require the incorporation of fillers in the polymer matrices of the parts, at the level of the area to be marked and the definition from the manufacturing of the final color.

Le marquage par procédé ultraviolet nécessite une encre spéciale qui réagit à la lumière d'une longueur d'onde ultraviolette aux alentours de 350 nanomètres. La fixation de cette encre spéciale dite "encre polymère" est réalisée à la surface du matériau par une étape de réticulation. La réticulation est un phénomène de polymérisation de l'encre qui se produit à la surface du produit marqué. Il n'y a pas de migration des pigments de couleur dans la matière et donc le marquage est moins résistant et moins durable.Marking by ultraviolet process requires ink which reacts to light of an ultraviolet wavelength at around 350 nanometers. The fixing of this special ink called "ink polymer "is produced on the surface of the material by a crosslinking step. Cross-linking is a phenomenon of ink polymerization which product on the surface of the marked product. There is no migration of color pigments in the material and therefore the marking is less resistant and less durable.

Enfin, il existe également des techniques de marquage par frittage de poudres, dans lesquelles une poudre minérale comprenant des pigments colorés est déposée sur la surface du support, pour être soumis à l'action d'un rayon laser selon le tracé du motif retenu, de manière à induire une diffusion entre les particules frittées et le matériau du support. Par la suite, la poudre non frittée est enlevée du support.Finally, there are also marking techniques by sintering of powders, in which a mineral powder comprising colored pigments is deposited on the surface of the support, to be subjected to the action of a laser beam along the path of the selected pattern, so as to induce diffusion between the sintered particles and the support material. Over there then the unsintered powder is removed from the support.

Ce procédé entraíne par conséquent une opération fastidieuse de récupération de poudre en excès non traitée, nécessite un faisceau laser de grande puissance et altère la surface du support.This process therefore results in a tedious operation to recover excess untreated powder, requires a laser beam high power and alters the surface of the support.

Une gamme particulière d'articles ou de pièces à marquer est constituée par les textiles, une large variété de tissus étant réalisée en matière thermoplastique (polyamide, polyester).A particular range of items or parts to be marked is made up of textiles, a wide variety of fabrics being made of thermoplastic material (polyamide, polyester).

La coloration des ces matériaux est généralement bien maítrisée et plusieurs solutions de marquage sont utilisées industriellement.The coloring of these materials is generally well controlled and several labeling solutions are used industrially.

Pour un grand nombre d'applications dans ce domaine, la fabrication d'une telle quantité de tissu n'est pas envisageable (présérie...). D'autre part, les technologies actuelles ne permettent pas de réaliser des marquages couleurs sur des produits finis. Or, un grand nombre d'applications industrielles concernées par ce point sont en attente de solutions technologiques (par exemple le marquage d'instructions sur des gilets de sauvetage, des coussins gonflables de sécurité, des étiquettes de lavage....).For a large number of applications in this field, the manufacturing such a quantity of fabric is not possible (pre-production, etc.). On the other hand, current technologies do not allow to realize color markings on finished products. However, many of industrial applications concerned by this point are waiting for technological solutions (for example the marking of instructions on life jackets, airbags, safety labels washing....).

Des solutions à jet d'encre ont également fait leur apparition. Le procédé est similaire à celui utilisé pour des imprimantes de bureau avec des encres adaptées. Les résultats en termes de qualité de marquage et de contrastes sont bons, voire remarquables.Inkjet solutions have also appeared. The process is similar to that used for office printers with suitable inks. The results in terms of marking quality and contrasts are good, even remarkable.

Toutefois, la solution "jet d'encre" actuelle se limite à appliquer les encres par projection sur le textile. Il est par conséquent nécessaire, tout comme pour les autres procédés de coloration de textile, de fixer les agents colorants. Sans cette étape, les motifs disparaissent rapidement avec les lavages. Ainsi, les textiles marqués par jet d'encre sont-ils réintégrés dans le processus classique de fabrication, par exemple la fixation par diffusion dans les fibres lors d'un passage en étuve pendant un temps donné, fixation par rayonnement infrarouge ou les autres principes de coloration couleur appliqués aux textiles).However, the current inkjet solution is limited to applying the inks by projection on the textile. It is therefore necessary, everything as with other textile dyeing processes, to fix the agents dyes. Without this step, the patterns quickly disappear with the washings. Thus, textiles marked by inkjet are reintegrated in the conventional manufacturing process, e.g. diffusion bonding in the fibers during a passage in an oven for a given time, fixing by infrared radiation or other principles of color coloring applied to textiles).

La présente invention vise à surmonter les principales limitations et à pallier aux inconvénients essentiels exposés ci-dessus.The present invention aims to overcome the main limitations and to overcome the essential disadvantages set out above.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de marquage ou d'impression couleur de supports transparents ou opaques, caractérisé en ce qu'il consiste à :

  • fournir des substances colorantes liquides différentes, correspondant par exemple aux trois couleurs primaires, ces substances étant adaptées pour une projection contrôlée sur un support ;
  • déposer lesdites substances colorantes sur le support concerné par l'intermédiaire de moyens de projection à jets directifs, en fonction des couleurs et des motifs à obtenir ;
  • soumettre les dépôts résultants de substances colorantes à l'action d'un faisceau laser infrarouge pour fixer par irradiation lesdits dépôts audit support ;
  • à répéter les opérations précitées jusqu'à achèvement de l'impression du motif à obtenir et/ou recouvrement de la totalité de la surface du support à imprimer ou à marquer.
To this end, the subject of the invention is a method of marking or color printing of transparent or opaque supports, characterized in that it consists in:
  • supplying different liquid coloring substances, corresponding for example to the three primary colors, these substances being suitable for controlled projection onto a support;
  • depositing said coloring substances on the support concerned by means of projection with directional jets, depending on the colors and patterns to be obtained;
  • subjecting the resulting deposits of coloring substances to the action of an infrared laser beam to fix said deposits by irradiation to said support;
  • repeating the above operations until completion of the printing of the pattern to be obtained and / or covering of the entire surface of the support to be printed or marked.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, des moyens de projection dirigés de substances colorantes liquides, alimentés chacun avec une substance déterminée, et adaptés pour être déplacés au-dessus de la surface d'un support à marquer ou à imprimer, ledit support étant fixe ou mobile, d'autre part, des moyens de génération et d'application d'au moins un faisceau laser infrarouge, continu ou non, dirigé vers la surface du support de manière à suivre en permanence et en temps réel la ou les zone(s) de dépôt mobile(s) des moyens de projection dirigés ou à suivre postérieurement le ou les tracé(s) défini(s) préalablement sur la surface du support par les projections dirigées de substances colorantes et, enfin, des moyens de commande et de contrôle des moyens de projection, des moyens de génération et d'application de faisceau(x) laser et, éventuellement, des moyens de déplacement du support (1), le ou les faisceau(x) émis par les moyens de génération et d'application présentant une puissance adaptée pour réaliser une fixation des agents colorants des différentes substances colorantes liquides avec le matériau du support.The invention also relates to a device for setting work of the aforementioned method, characterized in that it comprises, on the one hand, directed means of projection of liquid coloring substances, supplied each with a specific substance, and adapted to be moved above of the surface of a support to be marked or printed, said support being fixed or mobile, on the other hand, means of generation and application at least one infrared laser beam, continuous or not, directed towards the surface of the support so as to follow permanently and in real time the or the mobile deposit area (s) of the projection means directed or to be followed posteriorly the line (s) defined previously on the surface of the support by directed projections of coloring substances and, finally, means of command and control of the projection means, of the means generation and application of laser beam (s) and, optionally, means for moving the support (1), the beam (s) emitted by the generation and application means with suitable power to fix the coloring agents of the different substances liquid dyes with the support material.

L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :

  • Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques partielles et simplifiées en perspective d'un dispositif de marquage et d'impression multichrome, selon deux modes de réalisation de l'invention ;
  • Les figures 3A et 3B (Fig. 3) sont des vues respectivement en élévation latérale et de dessus d'un ensemble moyen de projection / moyens de génération et d'application d'un rayonnement laser infrarouge faisant partie du dispositif représentée sur la figure 1, selon une première variante de réalisation de l'invention ;
  • Les figures 4A et 4B (Fig. 4) sont des vues respectivement en élévation latérale et de dessus d'un ensemble moyen de projection / moyens de génération et d'application d'un rayonnement laser faisant partie du dispositif représentée sur la figure 1, selon une deuxième variante de réalisation de l'invention ;
  • Les figures 5A et 5B (Fig. 5) sont des vues respectivement en élévation latérale et de dessus d'un ensemble moyen de projection / moyens de génération et d'application d'un rayonnement laser infrarouge faisant partie du dispositif représentée sur la figure 1, selon une troisième variante de réalisation de l'invention ;
  • La figure 6 est une vue partielle en élévation latérale d'un moyen d'application d'un faisceau laser selon une autre variante de réalisation de l'invention, et,
  • La figure 7 est une vue en perspective selon une autre variante de moyens de génération et d'application d'un faisceau laser infrarouge selon une variante de réalisation additionnelle de l'invention.
    • The invention will be better understood from the following description, which relates to preferred embodiments, given by way of nonlimiting examples, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which:
  • Figures 1 and 2 are schematic partial and simplified perspective views of a multi-color marking and printing device, according to two embodiments of the invention;
  • Figures 3A and 3B (Fig. 3) are views respectively in side elevation and from above of a set of projection means / means for generating and applying infrared laser radiation forming part of the device shown in Figure 1 , according to a first embodiment of the invention;
  • FIGS. 4A and 4B (FIG. 4) are views respectively in side elevation and from above of a set of projection means / means for generating and applying laser radiation forming part of the device represented in FIG. 1, according to a second alternative embodiment of the invention;
  • FIGS. 5A and 5B (FIG. 5) are views respectively in side elevation and from above of a set of projection means / means for generating and applying infrared laser radiation forming part of the device represented in FIG. 1 , according to a third alternative embodiment of the invention;
  • FIG. 6 is a partial view in side elevation of a means for applying a laser beam according to another alternative embodiment of the invention, and,
  • Figure 7 is a perspective view according to another variant of means for generating and applying an infrared laser beam according to an additional alternative embodiment of the invention.

    • Conformément à l'invention, le procédé de marquage et d'impression multicolore consiste essentiellement à

    • fournir des substances colorantes liquides différentes 2, correspondant par exemple aux trois couleurs primaires, ces substances 2 étant adaptées pour une projection contrôlée et une fixation sur un support 1 donné ;
    • déposer lesdites substances colorantes 2 sur le support 1 concerné par l'intermédiaire de moyens de projection 3 à jets directifs, en fonction des couleurs et des motifs à obtenir ;
    • soumettre les dépôts résultants de substances colorantes 2 à l'action d'un faisceau laser infrarouge 4 pour fixer par irradiation lesdits dépôts audit support 1 ;
    • à répéter les opérations précitées jusqu'à achèvement de l'impression du motif à obtenir et/ou recouvrement de la totalité de la surface 1' du support 1 à imprimer ou à marquer.
    In accordance with the invention, the multicolored marking and printing method essentially consists in
    • supplying different liquid coloring substances 2, corresponding for example to the three primary colors, these substances 2 being suitable for controlled spraying and fixing on a given support 1;
    • depositing said coloring substances 2 on the support 1 concerned by means of projection 3 with directional jets, as a function of the colors and patterns to be obtained;
    • subjecting the resulting deposits of coloring substances 2 to the action of an infrared laser beam 4 to fix said deposits by irradiation to said support 1;
    • repeating the above operations until completion of the printing of the pattern to be obtained and / or covering of the entire surface 1 ′ of the support 1 to be printed or marked.

    Ainsi, selon le principe de base de l'invention, une structure colorante adaptée à la nature du support et compatible avec la longueur d'onde de la source laser est déposée sur la surface du substrat. Un rayonnement laser infrarouge vient irradier l'agent colorant en induisant après son passage une liaison solide avec le substrat sans altération notable du support, mais en provoquant une migration au moins partielle des pigments de couleur dans la matière.Thus, according to the basic principle of the invention, a structure coloring adapted to the nature of the support and compatible with the length wave from the laser source is deposited on the surface of the substrate. A infrared laser radiation irradiates the coloring agent by inducing after its passage a solid bond with the substrate without significant alteration support, but causing at least partial migration of color pigments in the material.

    Préférentiellement, le dépôt par projection des substances colorantes liquides 2 peut être réalisé par l'intermédiaire de buses directives 3, par exemple montées dans une tête d'impression 3' fonctionnant selon le principe dit du jet d'encre (technique connue de l'homme du métier) et se déplaçant de manière relative au-dessus de la surface 1' du support 1 à marquer.Preferably, the spray deposition of the substances liquid dyes 2 can be produced using directional nozzles 3, for example mounted in a print head 3 'operating according to the principle known as inkjet (technique known to those skilled in the art) and moving relatively above the surface 1 'of the support 1 to to mark.

    La tête d'impression 3' peut être prévue mobile au-dessus d'un support 1 fixe ou fixe au-dessus d'un support 1 mobile (marquage à la volée).The print head 3 'can be provided movable above a support 1 fixed or fixed above a mobile support 1 (marking with fly).

    La nature et la composition des substances colorantes peuvent être diverses.The nature and composition of the coloring substances may be diverse.

    Ces substances colorantes 2 doivent toutefois répondre au moins aux trois critères suivants :

    • être compatibles avec le substrat ou support 1, c'est-à-dire qu'elles doivent pouvoir établir après application du procédé une liaison résistante avec de dernier,
    • être compatibles avec la source laser infrarouge, c'est-à-dire qu'elles doivent interagir avec le rayonnement lumineux,
    • être compatibles avec la technologie retenue pour le dépôt de ces agents sur le substrat, telle que par exemple le jet d'encre.
    These coloring substances 2 must however meet at least the following three criteria:
    • be compatible with the substrate or support 1, that is to say that they must be able to establish after application of the method a resistant connection with the latter,
    • be compatible with the infrared laser source, that is to say that they must interact with light radiation,
    • be compatible with the technology chosen for the deposition of these agents on the substrate, such as for example inkjet.

    Parmi les substances colorantes possibles, on peut citer, à titre d'exemples, les colorants à base aqueuse, du type encres classiques pour jet d'encre, encres de l'industrie textile et encres dispersées.Among the possible coloring substances, mention may be made, by way of examples, water-based dyes, of the conventional jet ink type ink, textile industry inks and dispersed inks.

    On peut également mentionner les colorants avec solvant non aqueux, sous la forme de pigments en solution ou en suspension dans ces solvants (alcool, méthyl-éthyl cétone, acétone...). Les pigments de nature organique peuvent être du type enrobé, leur enrobage (par exemple en TPLE ou en TPLD) se dissolvant et servant de liant avec le matériau du support, le solvant devant être compatible avec ce dernier.One can also mention the dyes with solvent not aqueous, in the form of pigments in solution or in suspension in these solvents (alcohol, methyl ethyl ketone, acetone ...). Nature pigments organic can be of the coated type, their coating (for example in TPLE or TPLD) dissolving and serving as a binder with the material of the support, the solvent having to be compatible with the latter.

    Les encres à base d'huile peuvent également être utilisées.Oil-based inks can also be used.

    Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, permettant d'optimiser l'utilisation d'un laser émettant dans l'infrarouge (préférentiellement entre 808 nanomètres et 1100 nanomètres ou bien entre 9600 nanomètres et 10600 nanomètres) et d'obtenir une fixation ayant une très bonne résistance, les substances colorantes liquides 2 projetées consistent en des mélanges d'un agent colorant liquide, par exemple sous forme d'encre ou de poudre en suspension, compatible avec le matériau de la surface 1' du support 1, et d'un agent absorbeur de rayonnements infrarouges, apte à transformer une partie au moins de l'énergie photonique reçue par les substances colorantes 2 déposées sur la surface 1' du support 1 en chaleur.According to an advantageous embodiment of the invention, optimizing the use of an infrared emitting laser (preferably between 808 nanometers and 1100 nanometers or between 9600 nanometers and 10600 nanometers) and obtain a fixation having a very good resistance, the liquid coloring substances 2 sprayed consist of mixtures of a liquid coloring agent, for example under form of ink or powder in suspension, compatible with the material of the surface 1 'of the support 1, and of a radiation absorbing agent infrared, able to transform at least part of the photonic energy received by the coloring substances 2 deposited on the surface 1 'of the support 1 in heat.

    Les charges sous formes d'agents absorbeurs utilisées éventuellement dépendent de la solution présente dans les substances colorantes 2.Fillers in the form of absorbing agents used possibly depend on the solution present in the substances dyes 2.

    Ainsi, pour des solutions aqueuses, les charges utilisées pourront être du type connu actuellement sous la désignation S169900/2 et fabriquées par la société AVECIA, ces charges étant solubles dans l'eau.Thus, for aqueous solutions, the fillers used may be of the type currently known under the designation S169900 / 2 and manufactured by the company AVECIA, these charges being soluble in water.

    Pour les colorants utilisant des solvants, on pourra par exemple utiliser des agents absorbeurs connus sous les désignations :

    • 800NP, 830NP et 900NP solubles dans le méthyl-éthyl cétone (société Avecia)
    • 830LDI soluble dans le méthyl-éthyl cétone et l'alcool (société Avecia).
    For the dyes using solvents, it is possible, for example, to use absorbing agents known under the designations:
    • 800NP, 830NP and 900NP soluble in methyl ethyl ketone (company Avecia)
    • 830LDI soluble in methyl ethyl ketone and alcohol (company Avecia).

    Pour les encres à base d'huile mentionnées précédemment, on pourra utiliser entre autres des agents absorbeurs développés et fabriqués par la société AVECIA sous la dénomination 925 NP.For the oil-based inks mentioned above, may use, among other things, absorbent agents developed and manufactured by the company AVECIA under the name 925 NP.

    Le traitement par le faisceau laser 4 des substances colorantes 2 déposées sur le support 1 pourra se faire immédiatement après dépôt ou de manière différée dans le temps.Treatment with the laser beam 4 of coloring substances 2 deposited on the support 1 can be done immediately after deposit or deferred in time.

    Ainsi, selon une première variante de réalisation de l'invention, la zone de dépôt mobile 5 de chaque substance colorante 2 sur le support 1 est, en permanence, comprise dans la zone d'irradiation 6 d'un faisceau laser infrarouge 4 correspondant, ce dernier étant appliqué en continu ou uniquement pendant les phases de dépôt effectif de la substance colorante concernée, sous la forme d'un rayonnement permanent ou impulsionnel.Thus, according to a first alternative embodiment of the invention, the mobile deposition zone 5 of each coloring substance 2 on the support 1 is permanently in the irradiation zone 6 of a laser beam corresponding infrared 4, the latter being applied continuously or only during the phases of actual deposition of the coloring substance concerned, in the form of permanent or impulse radiation.

    Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, chacun des emplacements occupés successivement par la zone de dépôt mobile 5 de chaque substance colorante 2 sur le support 1 est irradiée par un faisceau laser infrarouge 4 postérieurement à l'opération de dépôt au niveau de cet emplacement, avec un décalage temporel, la zone d'irradiation 6 suivant le tracé préalablement défini sur la surface 1' du support 1 par la projection dirigée de la substance colorante 2 concernée ou parcourant de manière systématique la totalité de la zone du support 1 ayant subi un dépôt de substance colorante 2.According to a second variant embodiment of the invention, each of the locations successively occupied by the mobile depot area 5 of each coloring substance 2 on the support 1 is irradiated by a beam infrared laser 4 after the deposition operation at this level location, with a time difference, the irradiation zone 6 according to the path previously defined on the surface 1 'of the support 1 by the projection directed from the coloring substance 2 concerned or traversing so systematic the entire area of support 1 having undergone a deposition of coloring substance 2.

    Enfin, il est également possible que les directions de projection des différentes substances colorantes liquides 2 soient convergentes au niveau d'une zone de dépôt mobile unique sur la surface 1' du support 1, un unique faisceau laser 4 irradiant alors soit directement et immédiatement ladite zone de dépôt durant la phase de projection sur cette dernière, soit postérieurement le tracé préalablement défini sur le support 1 par les projections dirigées convergentes de substances colorantes.Finally, it is also possible that the projection directions different liquid coloring substances 2 are convergent at level of a single mobile deposition zone on the surface 1 ′ of the support 1, a single laser beam 4 then irradiating either directly and immediately said deposit zone during the projection phase on the latter, that is to say subsequently the route previously defined on support 1 by the directed convergent projections of coloring substances.

    Les paramètres de fonctionnement des moyens 7, 7' de génération et d'application du faisceau laser 4 seront fixés en fonction à la fois du matériau du support 1 et du type de substance colorante 2 mise en oeuvre. Quelques exemples numériques, établis par les inventeurs à l'aide d'une source laser à diodes, d'une longueur d'onde de 808 nanomètres, dont les dimensions du faisceau au niveau de la surface 1' du support 1 étaient égales à 0,8 mm sur 5 mm (dimensions de la zone d'irradiation 6), sont mentionnées pour différents matériaux de supports 1 dans le tableau ci-après.The operating parameters of the means 7, 7 'of generation and application of the laser beam 4 will be fixed according to the of the support material 1 and the type of coloring substance 2 used artwork. Some numerical examples, established by the inventors using a diode laser source, with a wavelength of 808 nanometers, of which the beam dimensions at the surface 1 'of the support 1 were equal to 0.8 mm by 5 mm (dimensions of the irradiation zone 6), are mentioned for different support materials 1 in the table below.

    La technique retenue pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention a été celle de l'irradiation différée. Toutefois, les autres principes exposés ci-dessus et représentés sur les figures annexées devraient pouvoir utiliser les mêmes paramètres. Matériau ABS PA PE PC % charge 1 1 2 1,5 Puissance (W) 25 40 40 40 Vitesse (m/s) 0,1 0,05 0,05 0,05 The technique adopted for implementing the method according to the invention was that of deferred irradiation. However, the other principles set out above and represented in the appended figures should be able to use the same parameters. Material ABS PA PE PC % charge 1 1 2 1.5 Power (W) 25 40 40 40 Speed (m / s) 0.1 0.05 0.05 0.05

    De manière plus générale, la concentration en charges absorbeuses d'infrarouges dans les substances colorantes 2 pourra être comprise entre 0,05 % à 2,00 % en masse, la vitesse de déplacement du faisceau 4 sur la surface 1' du support 1 entre 0,01 m/s et 10 m/s et la puissance du laser entre 1 watt et 500 Watts.More generally, the concentration of charges absorbers of infrared in coloring substances 2 could be between 0.05% and 2.00% by mass, the speed of movement of the beam 4 on the surface 1 'of the support 1 between 0.01 m / s and 10 m / s and the laser power between 1 watt and 500 Watts.

    Dans le cas du passage à la volée, la surface 1' du support 1 peut avoir une vitesse de déplacement de 0,01 m/s à 10 m/s, le faisceau 4 étant fixe.In the case of passage on the fly, the surface 1 'of the support 1 can have a traveling speed of 0.01 m / s to 10 m / s, beam 4 being fixed.

    Le support 1 à marquer ou à imprimer pourra consister, par exemple, en une pièce à surface continue ou pleine en un matériau polymère ou revêtue de matériau polymère ou en un matériau textile, tissé ou non-tissé, en fibres ou filaments polymères ou naturels.The support 1 to be marked or printed may consist, for example, in a piece with a continuous surface or full in a material polymeric or coated with polymeric material or a woven textile material or nonwoven, in polymer or natural fibers or filaments.

    Les matériaux polymères pourront par exemple être de types :

    • semi-cristallins (Polyéthylène, polypropylène, polyamide...),
    • amorphes (ABS, polycarbonate, polystyrène...),
    • élastomère (TPU....).
    The polymeric materials could for example be of types:
    • semi-crystalline (Polyethylene, polypropylene, polyamide ...),
    • amorphous (ABS, polycarbonate, polystyrene ...),
    • elastomer (TPU ....).

    La présente invention concerne également, comme le montrent les figures des dessins annexés, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus.The present invention also relates, as shown the figures of the accompanying drawings, a device for implementing the process described above.

    Ce dispositif est principalement caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, des moyens 3 de projection dirigés de substances colorantes liquides 2, alimentés chacun avec une substance déterminée, et adaptés pour être déplacés au-dessus de la surface 1' d'un support 1 à marquer ou à imprimer, ledit support 1 étant fixe ou mobile, d'autre part, des moyens 7, 7' de génération et d'application d'au moins un faisceau laser 4, continu ou non, dirigé vers la surface 1' du support 1 de manière à suivre en permanence et en temps réel la ou les zone(s) de dépôt mobile(s) 5 des moyens 3 de projection dirigés ou à irradier postérieurement le ou les tracé(s) défini(s) préalablement sur la surface 1' du support 1 par les projections dirigées de substances colorantes 2 et, enfin, des moyens 8 de commande et de contrôle des moyens 3 de projection, des moyens 7, 7' de génération et d'application de faisceau(x) laser 4 infrarouge et, éventuellement, des moyens de déplacement du support 1, le ou les faisceau(x) 4 émis par les moyens 7, 7' de génération et d'application présentant une puissance adaptée pour réaliser une fixation des agents colorants des différentes substances colorantes liquides 2 avec le matériau du support 1.This device is mainly characterized in that it comprises, on the one hand, means 3 for directed projection of substances liquid dyes 2, each supplied with a specific substance, and adapted to be moved above the surface 1 'of a support 1 to mark or print, said support 1 being fixed or mobile, on the other hand, means 7, 7 ′ for generating and applying at least one laser beam 4, continuous or not, directed towards the surface 1 ′ of the support 1 so as to follow permanently and in real time the mobile deposit zone (s) 5 of projection means 3 directed or to be irradiated later on path (s) defined previously on the surface 1 ′ of the support 1 by the directed projections of coloring substances 2 and, finally, means 8 of command and control of projection means 3, means 7, 7 'of generation and application of infrared laser beam (s) 4 and, optionally, means for moving the support 1, the one or more beam (s) 4 emitted by means 7, 7 'of generation and application having a power suitable for fixing agents dyes of different liquid coloring substances 2 with the material support 1.

    Les moyens de projection consistent en au moins une, préférentiellement trois, buses 3 montées dans une tête d'impression 3' fixe ou mobile en translation dans au moins une direction, avantageusement au moins deux directions perpendiculaires, et projetant chacune une substance colorante liquide 2 donnée, éventuellement chargée en agent absorbeur de rayonnements infrarouges, en mettant en oeuvre une technique de projection du type dit du jet d'encre ou analogue (figures 1 et 2), le support étant lui-même fixe ou mobile.The projection means consist of at least one, preferably three, nozzles 3 mounted in a fixed 3 'print head or mobile in translation in at least one direction, advantageously at minus two perpendicular directions, each projecting a substance liquid dye 2 given, possibly loaded with absorbing agent infrared radiation, using a projection technique of the so-called inkjet or similar type (Figures 1 and 2), the support itself fixed or mobile.

    Selon une première variante d'un mode de réalisation de l'invention, représentée aux figures 3 des dessins annexés, il peut être prévu qu'à chaque buse de projection 3 soient associés, par solidarisation rigide, des moyens 7, 7' de génération et/ou d'application de rayonnement laser infrarouge dont le faisceau émis 4 est orienté de manière à former une zone d'irradiation 6 sur la surface 1' du support 1 qui renferme en permanence la zone de dépôt mobile 5 de la buse 3 concernée.According to a first variant of an embodiment of the invention, shown in Figures 3 of the accompanying drawings, it can be provided that each projection nozzle 3 is associated, by rigid attachment, means 7, 7 ′ for generating and / or applying laser radiation infrared whose emitted beam 4 is oriented so as to form a zone irradiation 6 on the surface 1 'of the support 1 which permanently contains the mobile deposition zone 5 of the nozzle 3 concerned.

    Selon une deuxième variante de réalisation, représentée aux figures 4 des dessins annexés, il peut être prévu qu'à chaque buse de projection 3 soient associés, par solidarisation rigide, des moyens 7, 7' de génération et/ou d'application de rayonnement laser dont le faisceau émis 4 est orienté de telle manière que sa zone d'irradiation 6 sur la surface 1' du support 1 suive, avec un décalage spatial et temporel déterminé fixe, la zone de dépôt mobile 5 de la buse de projection 3 concerné. According to a second alternative embodiment, shown in Figures 4 of the accompanying drawings, it can be provided that each nozzle of projection 3 are associated, by rigid connection, means 7, 7 'of generation and / or application of laser radiation including the emitted beam 4 is oriented in such a way that its irradiation zone 6 on the surface 1 'of the support 1 follows, with a fixed spatial and temporal offset, the area mobile deposit 5 of the projection nozzle 3 concerned.

    Selon une troisième variante de réalisation, représentée aux figures 5 des dessins annexés, il peut être prévu qu'à chaque buse de projection 3 ou à l'ensemble des buses de projection 3, soient associés des moyens 7, 7' de génération et/ou d'application de rayonnement laser, séparés physiquement de ladite ou desdites buse(s) 3 et déplacés indépendamment de celle(s)-ci, dont le faisceau émis 4 balaie la surface 1' du support 1 en suivant le ou les tracé(s) résultant du dépôt par projection de substance(s) colorante(s) liquide(s) 2 par la ou les buse(s) 3 concernées.According to a third alternative embodiment, shown in Figures 5 of the accompanying drawings, it can be provided that each nozzle of projection 3 or all of the projection nozzles 3, are associated with means 7, 7 ′ for generating and / or applying laser radiation, physically separated from said nozzle (s) 3 and moved independently of that (s), whose emitted beam 4 scans the surface 1 ' of the support 1 by following the line (s) resulting from the deposit by projection of liquid coloring substance (s) 2 via the nozzle (s) 3 concerned.

    Conformément à une variante de réalisation pratique de l'invention, représentée aux figures 1 à 5 des dessins annexés, les moyens 7, 7' de génération et d'application de rayonnement laser, unique ou associés à chaque moyen de projection 3, consistent en une unité mobile renfermée dans un boítier 9 correspondant.In accordance with a practical embodiment variant of the invention, represented in FIGS. 1 to 5 of the accompanying drawings, the means 7, 7 'generation and application of laser radiation, single or associated with each projection means 3, consist of a mobile unit enclosed in a corresponding housing 9.

    Conformément à une seconde variante de réalisation pratique de l'invention, représentée à la figure 7 et partiellement à la figure 6 des dessins annexés, les moyens 7, 7' de génération et d'application de rayonnement laser infrarouge consistent en une unité génératrice fixe 7, éventuellement commune à l'ensemble desdits moyens de génération et d'application du dispositif, et en une structure 7' de transmission et d'application du faisceau 4 issu de ladite unité 7, comportant une partie terminale 7" mobile pour déplacer la zone d'irradiation 6 sur la surface 1' du support 1 à balayer.In accordance with a second practical embodiment variant of the invention, shown in Figure 7 and partially in Figure 6 of attached drawings, the means 7, 7 'for generating and applying infrared laser radiation consists of a fixed generator unit 7, possibly common to all of said generation means and application of the device, and in a 7 ′ transmission structure and application of the beam 4 from said unit 7, comprising a part terminal 7 "movable to move the irradiation zone 6 on the surface 1 'of the support 1 to scan.

    Le moyen d'application 7' pourra par exemple consister en une fibre optique dont la partie terminale 7" se déplace avec une buse 3 correspondante (figure 6) ou en un arrangement de miroirs galvanométriques (figure 7), associé à une lentille de focalisation terminale.The application means 7 ′ may for example consist of a optical fiber whose terminal part 7 "moves with a nozzle 3 corresponding (figure 6) or in an arrangement of mirrors galvanometric (Figure 7), associated with a terminal focusing lens.

    Les moyens de commande et de contrôle 8 pourront être similaires à ceux d'une imprimante à jet d'encre, de même que les moyens d'actionnement de la tête d'impression 3', en prévoyant des systèmes supplémentaires pour la commande et le contrôle des moyens 7, 7' de génération et d'application de faisceaux lasers 4, ainsi qu'éventuellement leur déplacement indépendamment de la tête d'impression.The command and control means 8 may be similar to those of an inkjet printer, as well as the means actuating the print head 3 ', by providing systems additional for command and control of the means 7, 7 'of generation and application of laser beams 4, as well as possibly their displacement independently of the print head.

    Le procédé et le dispositif selon l'invention présente les avantages suivants :

    • réalisation des marquages colorés sur des pièces finies,
    • aucune limitation quant au nombre de couleurs permises,
    • marquage résistant et durable,
    • résolution élevée du marquage (> 360 dpi),
    • ne nécessite pas de matériaux spécifiques - applicable sur un grand nombre de polymères,
    • pas de préparation initiale des surfaces avant marquage,
    • pas de dégradation du support, ni des colorants,
    • pas de récupération de substances colorantes en excès,
    • pas de pollution,
    • utilisation d'un laser infrarouge standard,
    • procédé très flexible, numérisation des marquages, rapidité de mise en oeuvre.
    The method and the device according to the invention have the following advantages:
    • production of colored markings on finished parts,
    • no limitation as to the number of colors allowed,
    • resistant and durable marking,
    • high resolution of the marking (> 360 dpi),
    • does not require specific materials - applicable on a large number of polymers,
    • no initial preparation of surfaces before marking,
    • no degradation of the support, nor of the dyes,
    • no recovery of excess coloring substances,
    • no pollution,
    • use of a standard infrared laser,
    • very flexible process, digitization of markings, speed of implementation.

    Parmi les applications possibles de l'invention on peut notamment citer :

    • réalisation de logos ou de sigles sur des produits finis,
    • marquage indélébile de consignes de sécurités,
    • marquage couleur de claviers d'ordinateurs,
    • marquage d'instrumentations automobile sur des parois transparentes (exemple compteur),
    • marquages publicitaires,
    • marquage décoratif (par exemple sur du textile),
    • réalisation de circuits imprimés ou souple par technologie jet d'encre + fixation,
    • réalisation de zones magnétisées.
    Among the possible applications of the invention, there may be mentioned in particular:
    • creation of logos or acronyms on finished products,
    • indelible marking of safety instructions,
    • color marking of computer keyboards,
    • automotive instrumentation marking on transparent walls (example meter),
    • advertising markings,
    • decorative marking (for example on textiles),
    • realization of printed or flexible circuits by inkjet technology + fixing,
    • realization of magnetized zones.

    Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.Of course, the invention is not limited to the modes of realization described and represented in the attached drawings. Modifications remain possible, especially from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without leaving for as much of the scope of protection of the invention.

    Claims (14)

    Procédé de marquage ou d'impression couleur de supports transparents ou opaques, caractérisé en ce qu'il consiste à : fournir des substances colorantes liquides différentes (2), correspondant par exemple aux trois couleurs primaires, ces substances (2) étant adaptées pour une projection contrôlée sur un support (1) ; déposer lesdites substances colorantes (2) sur le support (1) concerné par l'intermédiaire de moyens de projection (3) à jets directifs, en fonction des couleurs et des motifs à obtenir ; soumettre les dépôts résultants de substances colorantes (2) à l'action d'un faisceau laser infrarouge (4) pour fixer par irradiation lesdits dépôts audit support (1) ; à répéter les opérations précitées jusqu'à achèvement de l'impression du motif à obtenir et/ou recouvrement de la totalité de la surface (1') du support (1) à imprimer ou à marquer. Method of marking or color printing of transparent or opaque supports, characterized in that it consists of: supplying different liquid coloring substances (2), corresponding for example to the three primary colors, these substances (2) being suitable for controlled projection onto a support (1); depositing said coloring substances (2) on the support (1) concerned by means of projection (3) with directional jets, depending on the colors and patterns to be obtained; subjecting the resulting deposits of coloring substances (2) to the action of an infrared laser beam (4) to fix said deposits by irradiation to said support (1); repeating the above operations until completion of the printing of the pattern to be obtained and / or covering of the entire surface (1 ′) of the support (1) to be printed or marked. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépôt par projection des substances colorantes liquides (2) est réalisé par l'intermédiaire de buses directives (3), par exemple montées dans une tête d'impression (3') se déplaçant de manière relative au-dessus de la surface (1') du support (1) à marquer et fonctionnant selon le principe dit du jet d'encre.Method according to claim 1, characterized in that the deposition by projection of the liquid coloring substances (2) is carried out by means of directional nozzles (3), for example mounted in a printing head (3 ') moving from relative way above the surface (1 ') of the support (1) to be marked and operating according to the so-called inkjet principle. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les substances colorantes liquides (2) projetées consistent en des mélanges d'un agent colorant liquide, par exemple sous forme d'encre ou de poudre en suspension compatible avec le matériau de la surface (1') du support (1), et d'un agent absorbeur de rayonnements infrarouges, apte à transformer une partie au moins de l'énergie photonique reçue par les substances colorantes (2) déposées sur la surface (1') du support (1) en chaleur.Process according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the sprayed liquid coloring substances (2) consist of mixtures of a liquid coloring agent, for example in the form of ink or powder in suspension compatible with the material of the surface (1 ′) of the support (1), and of an infrared radiation absorbing agent, capable of transforming at least part of the photonic energy received by the coloring substances (2) deposited on the surface (1 ') of the support (1) in heat. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la zone de dépôt mobile (5) de chaque substance colorante (2) sur le support (1) est, en permanence, comprise dans la zone d'irradiation (6) d'un faisceau laser infrarouge (4) correspondant, ce dernier étant appliqué en continu ou uniquement pendant les phases de dépôt effectif de la substance colorante concernée, sous la forme d'un rayonnement permanent ou impulsionnel.Method according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the mobile deposition zone (5) of each coloring substance (2) on the support (1) is permanently included in the irradiation zone ( 6) a corresponding infrared laser beam (4), the latter being applied continuously or only during the actual deposition phases of the coloring substance concerned, in the form of permanent or pulsed radiation. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacun des emplacements occupés successivement par la zone de dépôt mobile (5) de chaque substance colorante (2) sur le support (1) est irradiée par un faisceau laser (4) postérieurement à l'opération de dépôt au niveau de cet emplacement, la zone d'irradiation (6) suivant le tracé préalablement défini sur la surface (1') du support (1) par la projection dirigée de la substance colorante (2) concernée ou parcourant de manière systématique la totalité de la zone du support (1) ayant subi un dépôt de substance colorante (2).Method according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that each of the locations successively occupied by the mobile deposition zone (5) of each coloring substance (2) on the support (1) is irradiated by a laser beam ( 4) after the deposition operation at this location, the irradiation zone (6) following the path previously defined on the surface (1 ') of the support (1) by the directed projection of the coloring substance (2 ) concerned or systematically traversing the entire area of the support (1) having undergone a deposition of coloring substance (2). Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (1) consiste en une pièce à surface continue ou pleine en un matériau polymère ou revêtue de matériau polymère.Method according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the support (1) consists of a part with a continuous or solid surface made of a polymer material or coated with a polymer material. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (1) consiste en un matériau textile, tissé ou non-tissé, en fibres ou filaments polymères ou naturels.Method according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the support (1) consists of a textile material, woven or nonwoven, of polymeric or natural fibers or filaments. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, des moyens (3) de projection dirigés de substances colorantes liquides (2), alimentés chacun avec une substance déterminée, et adaptés pour être déplacés au-dessus de la surface (1') d'un support (1) à marquer ou à imprimer, ledit support (1) étant fixe ou mobile, d'autre part, des moyens (7, 7') de génération et d'application d'au moins un faisceau laser (4) infrarouge, continu ou non, dirigé vers la surface (1') du support (1) de manière à suivre en permanence et en temps réel la ou les zone(s) de dépôt mobile(s) (5) des moyens de (3) de projection dirigés ou à irradier postérieurement le ou les tracé(s) défini(s) préalablement sur la surface (1') du support (1) par les projections dirigées de substances colorantes (2) et, enfin, des moyens (8) de commande et de contrôle des moyens (3) de projection, des moyens (7, 7') de génération et d'application de faisceau(x) laser (4) et, éventuellement, des moyens de déplacement du support (1), le ou les faisceau(x) (4) émis par les moyens (7, 7') de génération et d'application présentant une puissance adaptée pour réaliser une fixation des agents colorants des différentes substances colorantes liquides (2) avec le matériau du support (1).Device for implementing the method according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that it comprises, on the one hand, means (3) for directed spraying of liquid coloring substances (2), each supplied with a determined substance, and adapted to be moved above the surface (1 ') of a support (1) to be marked or printed, said support (1) being fixed or movable, on the other hand, means (7, 7 ') for generating and applying at least one infrared laser beam (4), continuous or not, directed towards the surface (1') of the support (1) so as to follow continuously and in time real the mobile deposit zone (s) (5) of the projection means (3) directed or to irradiate subsequently the line (s) defined previously on the surface (1 ′) of the support (1) by directed projections of coloring substances (2) and, finally, means (8) for command and control of the means (3) of projection, means (7 , 7 ′) for generating and applying laser beam (s) (4) and, optionally, means for moving the support (1), the beam (s) (4) emitted by the means (7, 7 ') of generation and application having a power suitable for fixing the coloring agents of the various liquid coloring substances (2) with the support material (1). Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de projection consistent en au moins une, préférentiellement trois, buses (3) montées dans une tête d'impression (3') fixe ou mobile en translation dans au moins une direction, avantageusement au moins deux directions perpendiculaires, et projetant chacune une substance colorante liquide (2) donnée, éventuellement chargée en agent absorbeur de rayonnements infrarouges, en mettant en oeuvre une technique de projection du type dit du jet d'encre ou analogue, le support (1) étant fixe ou mobile.Device according to claim 8, characterized in that the projection means consist of at least one, preferably three, nozzles (3) mounted in a print head (3 ') fixed or movable in translation in at least one direction, advantageously at least two perpendicular directions, and each projecting a given liquid coloring substance (2), optionally charged with an absorbent agent for infrared radiation, using a projection technique of the type known as inkjet or the like, the support (1 ) being fixed or mobile. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à chaque buse de projection (3) sont associés, par solidarisation rigide, des moyens (7, 7') de génération et/ou d'application de rayonnement laser dont le faisceau émis (4) est orienté de manière à former une zone d'irradiation (6) sur la surface (1') du support (1) qui renferme en permanence la zone de dépôt mobile (5) de la buse (3) concernée.Device according to Claim 9, characterized in that each projection nozzle (3) is associated, by rigid attachment, means (7, 7 ') for generating and / or applying laser radiation, the emitted beam of which ( 4) is oriented so as to form an irradiation zone (6) on the surface (1 ') of the support (1) which permanently contains the mobile deposition zone (5) of the nozzle (3) concerned. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à chaque buse de projection (3) sont associés, par solidarisation rigide, des moyens (7, 7') de génération et/ou d'application de rayonnement laser dont le faisceau émis (4) est orienté de telle manière que sa zone d'irradiation (6) sur la surface (1') du support (1) suive, avec un décalage spatial et temporel déterminé fixe, la zone de dépôt mobile (5) de la buse de projection (3) concerné.Device according to Claim 9, characterized in that each projection nozzle (3) is associated, by rigid attachment, means (7, 7 ') for generating and / or applying laser radiation, the emitted beam of which ( 4) is oriented in such a way that its irradiation zone (6) on the surface (1 ′) of the support (1) follows, with a fixed fixed spatial and temporal offset, the mobile deposition zone (5) of the nozzle projection (3) concerned. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à chaque buse de projection (3) ou à l'ensemble des buses de projection (3), sont associés des moyens (7, 7') de génération et/ou d'application de rayonnement laser infrarouge, séparés physiquement de ladite ou desdites buse(s) (3) et déplacés indépendamment de celle(s)-ci, dont le faisceau émis (4) balaie la surface (1') du support (1) en suivant le ou les tracé(s) résultant du dépôt par projection de substance(s) colorante(s) liquide(s) (2) par la ou les buse(s) (3) concernées.Device according to claim 9, characterized in that each projection nozzle (3) or all of the projection nozzles (3) are associated with means (7, 7 ') for generation and / or application of infrared laser radiation, physically separated from said nozzle (s) (3) and moved independently of it (s), the emitted beam (4) scans the surface (1 ') of the support (1) following the line (s) resulting from the deposition by spraying of liquid coloring substance (s) (2) by the concerned nozzle (s) (3). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les moyens (7, 7') de génération et d'application de rayonnement laser, unique ou associés à chaque moyen de projection, consistent en une unité mobile renfermée dans un boítier (9) correspondant.Device according to any one of Claims 8 to 12, characterized in that the means (7, 7 ') for generating and applying laser radiation, unique or associated with each projection means, consist of a mobile unit enclosed in a corresponding housing (9). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les moyens (7, 7') de génération et d'application de rayonnement laser infrarouge consistent en une unité génératrice fixe (7), éventuellement commune à l'ensemble desdits moyens de génération et d'application du dispositif, et en une structure (7') de transmission et d'application du faisceau (4) issu de ladite unité (7), comportant une partie terminale (7") mobile pour déplacer la zone d'irradiation (6) sur la surface (1') du support (1) à balayer.Device according to any one of Claims 8 to 12, characterized in that the means (7, 7 ') for generating and applying infrared laser radiation consist of a fixed generating unit (7), possibly common to the assembly said means for generating and applying the device, and in a structure (7 ′) for transmitting and applying the beam (4) coming from said unit (7), comprising a movable end portion (7 ") for moving the irradiation zone (6) on the surface (1 ') of the support (1) to be scanned.
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