EP1625895A2 - Procédé de fabrication en continu d'un support flocké et coloré - Google Patents

Procédé de fabrication en continu d'un support flocké et coloré Download PDF

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EP1625895A2
EP1625895A2 EP20050291581 EP05291581A EP1625895A2 EP 1625895 A2 EP1625895 A2 EP 1625895A2 EP 20050291581 EP20050291581 EP 20050291581 EP 05291581 A EP05291581 A EP 05291581A EP 1625895 A2 EP1625895 A2 EP 1625895A2
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flocked
resin
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support
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Jean-Pierre Lion
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Societe dEnduction et de Flockage SAS
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    • Y10T428/23907—Pile or nap type surface or component
    • Y10T428/23943—Flock surface

Definitions

  • the present invention relates to a continuous manufacturing process of a flocked and colored sheet support.
  • the sublimation printing which is applicable to certain synthetic fibers allows the continuous manufacture (in rolls) of flocked and colored products, either united or reproducing a given single color or multicolor design.
  • This operation is usually done in recovery. More precisely, after the flocked product has been manufactured, a provisional paper pre-printed with sublimable inks is brought into contact with the flocked product and the assembly is worn for several seconds at a temperature of about 200 ° C. which can trigger the sublimation of the pigments contained in the ink used.
  • the impression carried by the temporary paper is thus faithfully "transferred” hot on the flocked support, giving the latter a colorful, plain or multicolored, depending on the graphic characteristics of the preprinted temporary paper.
  • the polyamide fibers for example "nylon 6” or “nylon 6-6” (registered trademarks) are quite resistant to the crushing imposed by the sublimation printing operation, during which the "flock" fibers are subjected to the combined effect of heat - about 200 ° C to 210 ° C - and the pressure of support of the pre-printed paper on the flocked support.
  • resistance to washing and rubbing, dry and wet The colors thus obtained on the polyamide fibers and the liveliness of these colors are low.
  • polyester fibers lead to prints having very good fastness or resistance to washing, friction, light ... and they make it possible to obtain sustained and lively colors.
  • polyester flock fibers have the disadvantage of lying down under the combined action of temperature and pressure during the sublimation printing operation.
  • the "flock" fibers on the surface of the flocked and colored support have a crush and general orientation unpleasant.
  • the touch of the flocked surface is rough, at least in one direction, that is to say in the direction corresponding to the passage of a finger in the direction to "fur-back", and the printed surface is flat and crushed.
  • This crushing phenomenon could be limited by decreasing the intensity of the pressure exerted during the sublimation printing operation.
  • a perfect and stable contact must be maintained between the flocked support and the preprinted temporary paper throughout the duration of the sublimation printing operation. If it were not so, any movement, even small, of one of the two elements relative to the other during this operation would give the impression obtained on the flocked medium a blurred or "drooled" appearance.
  • the fact of having to maintain a close contact between the pre-printed paper and the flocked medium during the entire printing-sublimation operation obviously involves exerting a certain pressure on the assembly and to ensure that this pressure perfect consistency and a very good regularity.
  • a compromise must therefore be found between, on the one hand, a sufficiently strong pressure to maintain a close contact between the preprinted paper and the flocked support and, on the other hand, a sufficiently low pressure to avoid crushing the flock fibers of the flocked support during the sublimation printing operation.
  • Such a compromise is difficult to find and, in any case, it does not allow to give complete satisfaction both in terms of the sharpness of the impression obtained and in terms of a soft touch of the flocked surface of the support .
  • the negative effect of crushing caused by the sublimation printing operation could be limited by the use, as a flocking adhesive, of a polymer resin with a high softening point and melting point, or by the choice polyester fibers having improved temperature resistance, such as for example "PCT" type fibers.
  • the improvement obtained with low temperature-sensitive polymer resins is significant, but it does not prevent the preferred orientation of the "flock" fibers. Fibers with improved thermal resistance exist, but they are only available in titers higher than 1.5 Dtex and the printed flocked product obtained with these fibers still retains a "rough" feel. The use of such fibers is therefore possible, but the result obtained is not satisfactory in terms of the "touch" of the flocked product.
  • the present invention therefore aims to provide a method for obtaining, from white or unbleached fibers, a flocked and colored product having an extremely soft feel, without orientation and insensitive to the action of temperature (this method does not does not interfere with any orientation of the flock fibers imparted to the flocked layer before the sublimation operation).
  • the subject of the invention is a process for the continuous production of a flocked and colored sheet support, comprising the steps successive application of a layer of polymerizable resin on at least one side of the sheet support, projection of polyester flock fibers, white or unbleached, on said resin layer, polymerization of the resin to fix the flock fibers at web support, depositing at least one sublimable dye on the flocked face of the web support and sublimation of the dye deposited to color the flock fibers, characterized in that for the projection step super micro-fibers are used polyester having a titer of less than 0.5Dtex, and a length of between 0.2 and 0.5mm.
  • these super microfibers give the flocked surface an exceptionally soft feel and have the advantage of being virtually insensitive to crushing when subjected to the combined action of heat and heat.
  • the pressure during the deposition and sublimation step of the dye (s) transfer printing and sublimation. This property is surprising and unexpected because until now it was commonly and logically admitted that fibers of greater diameter (title) have a higher resilience.
  • thermo-bonding thermoforming or thermo-compression (hot molding of parts covered with a flocked support) or the mold decoration, better known to those skilled in the art under the designation "decoration in mold”, or other similar operations without the crushing of the flock fibers and without altering the visual appearance or the very soft touch of the flocked product.
  • decoration in mold a plastic material is injected into a mold whose cavity has a surface which is at least partially covered with a flocked plastic film whose flock fibers are turned towards the inner surface of the mold cavity.
  • the method according to the invention comprises a first step 1 of applying a layer of an adhesive A (polymerizable resin RP) on one side of a support S which is continuously moving in the direction indicated by the arrow F, a second step 2 or flocking step of projecting flock fibers FF on the polymerizable resin layer RP, a third step 3 or fixing step of polymerizing the resin of the adhesive A for fixing the foot of the flock fibers FF in the resin, the free portion of said flock fibers FF extending substantially perpendicularly to the surface of the resin layer, and a fourth step 4 or printing-sublimation step of depositing at least one ink E containing at least one sublimable dye and sublimating the sublimable dye (s) contained in the ink in order to color the flock fibers FF.
  • an adhesive A polymerizable resin RP
  • the support S can be chosen from a wide range of flockable media, such as paper, cardboard, plastic film, fabric or nonwoven.
  • the support may, in some cases, before treatment by the process of the invention or before step 4 thereof, be advantageously stabilized by thermal bonding of the film plastic on a temporary support in a manner similar to that described in EP-A-0 993 963 already mentioned above.
  • the support S may be in the form of a roll which is placed on a supply reel (not shown in the figure) from which the roll is unrolled continuously to carry out the operations of steps 1 to 4 of the process according to the invention.
  • the polymer resin RP used as adhesive A can be deposited in thickened and / or thixotropic aqueous emulsion (acrylic resins or polyurethanes), in the form of plastisols, or, in a preferred version of in the form of liquid resins 100% solid or "high solid", polymerizable thermally or by irradiation (ultraviolet or electron beam).
  • the latter resins, 100% solids or "high solid” have the advantage of being able to present a very high softening point, which may be useful when the support S, once flocked, is subsequently subjected to heat treatments at high temperature. relatively high temperatures.
  • An example of a "high solid” resin that can be used for step 1 is the "IMPRANIL-IMPRAFIX" system from Bayer, Germany.
  • the flock fibers FF must be fixed temporarily to the support S, for example when the flock fibers FF of the flocked and colored support obtained by the process of the invention must be able to be transferred in whole or in part to another support, for example a textile support, after having been completely covered or selectively depending on the case, by a coating operation or by a screen printing operation, a heat-activatable adhesive layer (hot-melt-based system in the course of a subsequent treatment of the flocked and colored support, a resin having a low adhesive capacity is used as the polymerizable resin R.
  • a heat-activatable adhesive layer hot-melt-based system in the course of a subsequent treatment of the flocked and colored support, a resin having a low adhesive capacity is used as the polymerizable resin R.
  • an acrylic resin which is deposited in modified aqueous dispersion in a limited amount, for example from 30 to 60 g / m 2 (weight of dry resin).
  • the polymeric resin layer RP used as adhesive A may be uniformly coated or a given drawing, for example by screen printing to the frame, rotary.
  • the resin layer has a final thickness of between 15 and 100 ⁇ m, depending on the nature of the flock fibers FF used for the second stage (flocking step 2). In general, the more the flock fibers used have a fine title and a short length, the more the thickness of the polymerizable resin layer may be low.
  • step 2 white or unbleached FF flock fibers are projected into the polymer resin layer RP by any of the conventional flocking techniques, which are well known and therefore do not need to be used. to be described in detail.
  • polyester microfibers standard polyester of the PET type with a titre of less than 0.5 Dtex and a length of between 0.2 and 0.5 mm are used as flock fibers. , so as to obtain a flocked medium having a very soft feel.
  • super micro-PET fibers having a title close to 0, 3Dtex and cut to a length of 0.3 or 0.4 mm are used. These fibers are sold by VELUTEX-FLOCK S.A. in GRANOLLERS, Spain.
  • step 3 the polymerizable resin RP is polymerized by irradiation (UV or electron beam) or by thermal means.
  • the thermal polymerization can be carried out for example by passing the support S in a tunnel furnace or on the peripheral surface of a rotating heating drum, at a temperature between 100 ° C and 180 ° C.
  • step 4 the deposition and sublimation of the sublimable dye (s) contained in the ink E may be carried out for example by a transfer printing and sublimation operation in a manner similar to that described in EP-A-0 993 963 already mentioned above.
  • transfer printing and sublimation is here preferred, other known techniques can of course be used in step 4 for the deposition and sublimation of the ink E on the flocked face of the support S without as far beyond the scope of the present invention, as will be seen later on the second embodiment.
  • step 4 the sublimable dyes contained in the ink E are activated. They pass in the vapor phase and are fixed permanently on the FF flock fibers which have been implanted and fixed to the support S in steps 2 and 3. If, in step 4, the ink E has been deposited in a uniform manner and monocolore, the product flocked with white or unbleached fibers then takes the uniform color corresponding to the chosen coloring formula. On the other hand, if in step 4, the ink E has been printed in a multicolored pattern, the surface of the flocked product will accurately and sharply reproduce the original pattern, the path of the gaseous dyes being unidirectional.
  • the assembly composed of the support S and the layer of colored "flock" fibers is cooled by natural cooling or, preferably by forced cooling, for example by passing on the peripheral surface of one or more rotary drums cooled by a circulation of water.
  • the support S is a plastic film stabilized by a temporary support
  • the latter is separated from the plastic film and wound on a reel winding for eventual re-use as a temporary support.
  • the support S flocked and colored, can be wound on a reel (not shown in the figure) for later use or for possible subsequent processing for example "decoration in mold", thermoforming, thermo-compression, thermo-bonding or others.
  • the support S consisted of a film made of a plastic material such as polyurethane, having a basis weight of 150 gr / m 2 ;
  • the polymerizable resin layer RP for fixing the flock fibers had a basis weight of 100g / m 2 in the case of 0,3Dtex fibers according to the invention and a basis weight of 150g / m 2 in the case of conventional fiber 1.7Dtex;
  • the polyester fibers fixed in the resin were super micro-fibers of 0.3Dtex (diameter of approximately 2 ⁇ m) cut at 0.3 and 0.4 mm for the fibers of the process according to the invention and fibers of 1.7 Dtex (diameter of about 10 ⁇ m) cut to 0.5 and 0.6mm for the fibers of the conventional process; measurements under the microscope made it possible to measure the length of the fibers
  • the thickness of the flocked product before and after printing was measured at the plateau comparator under a constant pressure of 20 g / cm 2 (identical crushing of the fibers in all cases); the touch of the flocked surface was evaluated subjectively by three different people, the score of 10/10 being attributed to the flocked layer with the super-softest micro-fibers (0.3Dtex, 0.4mm) before any treatment.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the method of the invention.
  • steps 1 to 3 are identical to the corresponding steps 1 to 3 of the method of the first embodiment illustrated in FIG. 1 and they will therefore not be described again.
  • the process illustrated in FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that, in step 4, the deposition of the sublimable dye (s) on the flocked face of the support S is carried out by a jet printing operation. 'ink.
  • the sublimable ink or inks are no longer deposited by transfer, but by direct projection of the sublimable ink or inks on the microfibers covering the flocked support S with the aid of a jet printing machine ink, for example a model machine TX2 manufactured by the company MIMAKI, Japan, or a model machine VIPER manufactured by MUTOH Japan.
  • the printing is done without contact or pressure on the flocked medium, so without any risk of crushing flock fibers.
  • the printing can be carried out in a single color or multicolored manner, on all or part of the flocked surface and in a uniform manner or in a desired pattern.
  • This embodiment makes it possible to avoid the cost of the preliminary printing operation of the preprinted temporary paper which, in the first embodiment, is necessary for the operation of transfer / sublimation of the ink to the ink. step 4 of Figure 1.
  • the sublimation of the inks or projected on the flocked surface of the support S is performed in step 5 which preferably takes place continuously immediately after the printing step 4.
  • the flocked and printed support S may be passed through a heating device, such as for example in a tunnel oven, under a ramp of infrared radiation lamps or on the peripheral surface of a heating cylinder, which carries said support S and the ink at a temperature of about 200 ° C for 30 to 40 seconds.
  • the sublimation is carried out without contact or pressure on the flocked support, so without any risk of crushing flock fibers.
  • the length required for the heater may be relatively limited. For example, for a printing speed of 0.5 meters per minute, a heating zone having a 25 cm dimension in the direction of travel of the support S will give a temperature exposure time of 30 seconds, so that the heater can be relatively compact.

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Abstract

Dans ce procédé de fabrication en continu d'un support en nappe (S) flocké et coloré, comprenant. les étapes successives d'application (1) d'une couche de résine polymérisable (RP) sur au moins une face du support en nappe, de projection (2) de fibres flocks (FF) de polyester, blanches ou écrues, sur ladite couche de résine, de polymérisation (3) de la résine pour fixer les fibres flocks au support en nappe, de dépôt (4) d'au moins un colorant sublimable (E) sur la face flockée du support en nappe et de sublimation (4) du colorant déposé pour colorer les fibres flocks, on utilise, pour l'étape projection (2), des super micro-fibres de polyester ayant un titre inférieur à 0,5Dtex, et une longueur comprise entre 0,2 et 0,5mm

Description

  • La présente invention concerne un procédé de fabrication en continu d'un support en nappe flockée et colorée.
  • L'obtention de surfaces flockées monochromes présentant un coloris donné est bien connue et maîtrisée. Des fibres "flocks" sont préparées par leur fabricant et teintes dans la nuance souhaitée par les procédés conventionnels de teinture textile. Ces fibres teintes sont ensuite appliquées par le procédé classique de "flockage" et fixées sur un support par implantation dans une couche de résine polymère. La teinte finale du produit flocké est alors obtenue par la combinaison du coloris initial des fibres "flocks", de la densité de ces fibres appliquées sur le support et de la pigmentation de la résine dans laquelle les fibres sont implantées. Ce procédé d'obtention de surfaces flockées monochromes est largement répandu. Il présente, cependant, plusieurs inconvénients, tant pour le fabricant des flocks que pour l'applicateur industriel:
    • pour le fabricant des flocks, des fabrications en quantités moyennes de quelques milliers de mètres de produits flockés dans une teinte uniforme donnée font appel à quelques centaines de kilogrammes de fibres "flocks", qui sont teintes dans le coloris donné voulu (environ 200Kg de fibres "flocks" pour 2000m2 de produit flocké fabriqué) ; la teinture et la finition d'une telle quantité de fibres textiles conduit à des rejets importants de colorants et d'agents de finition textile, qui imposent eux-mêmes des opérations onéreuses de traitement des eaux usées, ainsi qu'à des opérations fréquentes de vidange et de nettoyage des matériels de fabrication et de teinture ;
    • chez l'applicateur industriel de fibres "flocks", ces mêmes fabrications en quantités moyennes entraînent des temps morts importants dans la production en conséquence des opérations de nettoyage des machines qui sont indispensables entre chaque changement de coloris ; à titre d'exemple, une fabrication de 2000m2 de produit flocké, dans un coloris donné, peut occuper un temps de production de 3 à 4 heures et un temps de préparation et de nettoyage de la machine pouvant atteindre la moitié de la durée de production; des fabrications segmentées augmentent par ailleurs les pertes systématiques engendrées par le processus de fabrication.
  • D'autre part, il est connu d'utiliser des fibres blanches ou écrues pour fabriquer des produits flockés. L'utilisation de fibres blanches ou écrues présente de multiples avantages tant pour le fabricant des fibres "flocks" que pour l'applicateur industriel :
    • pour le fabricant des fibres "flocks", élimination des opérations de teinture textile et suppression de l'utilisation de matières colorantes, ce qui conduit à des économies de matière et d'énergie, à une réduction des rejets, à l'élimination des opérations de traitement des eaux usées et à une forte amélioration des performances industrielles par accroissement significatif des quantités produites par référence de fibres :
    • pour l'applicateur industriel des fibres "flocks", forte amélioration de la productivité par réduction des temps de nettoyage et d'immobilisation des machines (temps pouvant représenter 50% des temps de production) ; réduction des pertes et des rejets engendrés par ces changements de couleur et par les nettoyages ; et élimination de taches salissantes pour le personnel.
  • L'obtention d'un produit flocké et coloré à partir de fibres blanches ou écrues est évidemment possible grâce à une opération complémentaire d'impression effectuée en reprise sur le produit flocké blanc ou écru.
  • Parmi les techniques d'impression, l'impression-sublimation qui est applicable à certaines fibres synthétiques permet la fabrication en continu (en rouleaux) de produits flockés et colorés, soit unis soit reproduisant un dessin unicolore ou multicolore donné.
  • Cette opération s'effectue habituellement en reprise. Plus précisément, après que le produit flocké a été fabriqué, un papier provisoire pré-imprimé avec des encres sublimables est mis en contact avec le produit flocké et l'ensemble est porté pendant plusieurs secondes à une température voisine de 200°C susceptible de déclencher la sublimation des pigments contenus dans l'encre utilisée. L'impression portée par le papier provisoire est ainsi fidèlement "transférée" à chaud sur le support flocké, en conférant à ce dernier un aspect coloré, uni ou multicolore, en fonction des caractéristiques graphiques du papier provisoire pré-imprimé.
  • Ce procédé d'impression-sublimation, utilisé par le titulaire de la présente demande de brevet pour imprimer ses articles flockés en continu, est décrit notamment dans les documents EP-A-0 913 271 (ou US-B-6 224 707), et EP-A-0 993 963 (ou US-B-6 249 297). Ces deux documents prévoient d'utiliser des fibres "flocks" en polyamide ou en polyester, dont le " titre " (diamètre) est compris entre 0,5 Dtex et 20 Dtex, et dont la longueur est comprise entre 0,3mm et 3mm.
  • Les fibres en polyamide, par exemple en "Nylon 6" ou en "Nylon 6-6" (marques déposées) résistent assez bien à l'écrasement imposé par l'opération d'impression-sublimation, pendant laquelle les fibres "flocks" sont soumises à l'effet combiné de la chaleur - environ 200°C à 210°C - et de la pression d'appui du papier pré-imprimé sur le support flocké. Par contre, les résistances au lavage et au frottement, secs et humides, des coloris ainsi obtenus sur les fibres en polyamide, ainsi que la vivacité de ces coloris sont faibles.
  • D'un autre côté, les fibres en polyester conduisent à des impressions présentant de très bonnes solidités ou résistances au lavage, au frottement, à la lumière ... et elles permettent d'obtenir des coloris soutenus et vifs. Dans les conditions décrites dans les documents précités, les fibres "flocks" en polyester présentent cependant l'inconvénient de se coucher sous l'action combinée de la température et de la pression lors de l'opération d'impression-sublimation. Il en résulte que les fibres "flocks" à la surface du support flocké et coloré présentent un écrasement et une orientation générale peu agréables. Le toucher de la surface flockée est rêche, au moins dans un sens, c'est à dire dans le sens correspondant au passage d'un doigt dans le sens à "rebrousse-poil", et la surface imprimée est plate et écrasée.
  • Ce phénomène d'écrasement pourrait être limité en diminuant l'intensité de la pression exercée pendant l'opération d'impression-sublimation. Cependant, un contact parfait et stable doit être maintenu entre le support flocké et le papier provisoire pré-imprimé pendant toute la durée de l'opération d'impression-sublimation. S'il n'en était pas ainsi, tout mouvement, même infime, de l'un des deux éléments par rapport à l'autre pendant cette opération donnerait à l'impression obtenue sur le support flocké un aspect flou ou "bavé". Or, le fait de devoir maintenir un contact étroit entre le papier pré-imprimé et le support flocké pendant toute l'opération d'impression-sublimation implique évidemment d'exercer une certaine pression sur l'ensemble et d'assurer à cette pression une parfaite constance et une très bonne régularité. Un compromis doit donc être trouvé entre, d'une part, une pression suffisamment forte pour maintenir un contact étroit entre le papier prèimprimé et le support flocké et, d'autre part, une pression suffisamment faible pour éviter l'écrasement des fibres "flocks" du support flocké pendant l'opération d'impression-sublimation. Un tel compromis est difficile à trouver et, de toute façon, il ne permet pas de donner complètement satisfaction à la fois sur le plan de la netteté de l'impression obtenue et sur le plan d'un toucher doux de la surface flockée du support.
  • L'effet négatif de l'écrasement provoqué par l'opération d'impression-sublimation pourrait être limité par l'utilisation, comme adhésif de flockage, d'une résine polymère à point de ramollissement et point de fusion élevés, ou par le choix de fibres polyesters présentant une résistance améliorée à la température, comme par exemple des fibres de type "PCT". L'amélioration obtenue avec des résines polymère peu thermosensibles est significative, mais elle n'empêche pas l'orientation privilégiée des fibres "flocks". Des fibres à résistance thermique améliorée existent, mais elles ne sont disponibles que dans des titres supérieurs à 1,5 Dtex et le produit flocké imprimé obtenu avec ces fibres conserve encore un toucher "rêche". L'utilisation de telles fibres est donc possible, mais le résultat obtenu n'est pas satisfaisant sur le plan du "toucher" du produit flocké.
  • La présente invention a donc pour but de fournir un procédé permettant d'obtenir, à partir de fibres blanches ou écrues, un produit flocké et coloré présentant un toucher extrêmement doux, sans orientation et insensible à l'action de la température (ce procédé ne perturbe pas une éventuelle orientation des fibres "flocks" conférée à la couche flockée avant l'opération de sublimation).
  • A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication en continu d'un support en nappe flocké et coloré, comprenant les étapes successives d'application d'une couche de résine polymérisable sur au moins une face du support en nappe, de projection de fibres flocks de polyester, blanches ou écrues, sur ladite couche de résine, de polymérisation de la résine pour fixer les fibres flocks au support en nappe, de dépôt d'au moins un colorant sublimable sur la face flockée du support en nappe et de sublimation du colorant déposé pour colorer les fibres flocks, caractérisé en ce que pour l'étape de projection on utilise des super micro-fibres de polyester ayant un titre inférieur à 0,5Dtex, et une longueur comprise entre 0,2 et 0,5mm.
  • Comme on le verra en détails plus loin, ces super microfibres confèrent à la surface flockée un toucher exceptionnellement doux et présentent l'avantage d'être pratiquement insensibles à l'écrasement lorsqu'elles sont soumises à l'action combinée de la chaleur et de la pression au cours de l'étape de dépôt et de sublimation du ou des colorant(s) (impression par transfert et sublimation). Cette propriété est surprenante et inattendue car jusqu'à présent il était couramment et logiquement admis que des fibres de plus fort diamètre (titre) présentent une résilience plus élevée. En outre cette propriété permet l'utilisation des produits flockés avec ces super micro-fibres dans des applications telles que le thermo-collage, le thermo-formage ou la thermo-compression (moulage à chaud de pièces recouvertes d'un support flocké) ou la décoration en moule, mieux connue des hommes de l'art sous la désignation "décoration in mold", ou autres opérations similaires sans qu'il se produise un écrasement des fibres flocks et sans altérer l'aspect visuel ni le toucher très doux du produit flocké. Dans la "décoration in mold" une matière plastique est injectée dans un moule dont la cavité a une surface qui est au moins en partie recouverte d'un film plastique flocké dont les fibres flocks sont tournées vers la surface interne de la cavité du moule.
  • Le procédé de la présente invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • les super micro-fibres utilisées ont un titre d'environ 0,3 Dtex ;
    • les super micro-fibres utilisées ont une longueur d'environ 0,3mm ;
    • les super micro-fibres utilisées ont une longueur d'environ 0,4mm ;
    • on utilise à titre de résine polymérisable une résine 100% solide, à point de ramollissement élevé, de préférence à point de ramollissement supérieur à 170°C, par exemple une résine polyuréthane ;
    • on utilise à titre de résine polymérisable, une résine à faible pouvoir adhésif, par exemple une résine acrylique en dispersion aqueuse modifiée ;
    • dans un mode de réalisation du procédé de l'invention, l'étape de dépôt d'au moins un colorant sublimable consiste en une opération d'impression par transfert ;
    • dans un autre mode de réalisation du procédé de l'invention, l'étape de dépôt d'au moins un colorant sublimable consiste en une opération d'impression par jet d'encre ;
  • D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de deux modes de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est un schéma de principe illustrant les principales étapes du procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 est un schéma de principe illustrant les principales étapes du procédé selon un second mode de réalisation de l'invention.
  • En se reportant à la figure 1, on peut voir que le procédé selon l'invention comporte une première étape 1 consistant à appliquer une couche d'un adhésif A (résine polymérisable RP) sur une face d'un support S défilant en continu dans le sens indiqué par la flèche F, une deuxième étape 2 ou étape de flockage consistant à projeter des fibres "flocks" FF sur la couche de résine polymérisable RP, une troisième étape 3 ou étape de fixation consistant à faire polymériser la résine de l'adhésif A afin de fixer le pied des fibres flocks FF dans la résine, la partie libre desdites fibres flocks FF s'étendant sensiblement perpendiculairement à la surface de la couche de résine, et une quatrième étape 4 ou étape d'impression-sublimation consistant à déposer au moins une encre E contenant au moins un colorant sublimable et à faire sublimer le ou les colorant(s) sublimable(s) contenu(s) dans l'encre afin de colorer les fibres flocks FF.
  • Le support S peut être choisi dans une large gamme de supports pouvant être flockés, tels que papier, carton, film plastique, tissu ou non-tissé. Dans le cas où le support S est constitué par un film plastique, le support peut, dans certains cas, avant traitement par le procédé de l'invention ou avant l'étape 4 de celui-ci, être avantageusement stabilisé par collage thermique du film plastique sur un support provisoire d'une manière semblable à celle décrite dans le document EP-A-0 993 963 déjà mentionné plus haut. Dans tous les cas, le support S peut se présenter sous la forme d'un rouleau qui est placé sur une bobine débitrice (non montrée dans la figure) à partir de laquelle le rouleau est déroulé en continu pour effectuer les opérations des étapes 1 à 4 du procédé selon l'invention.
  • Dans l'étape 1, la résine polymère RP utilisée à titre d'adhésif A peut être déposée en émulsion aqueuse épaissie et/ou thixotropique (résines acryliques ou polyuréthanes), sous la forme de plastisols, ou encore, dans une version préférée de l'invention, sous forme de résines liquides 100% solides ou "high solid", polymérisables par voie thermique ou par irradiation (par ultraviolets ou par faisceaux électroniques). Ces dernières résines, 100% solides ou "high solid" ont l'avantage de pouvoir présenter un point de ramollissement très élevé, ce qui peut s'avérer utile lorsque le support S, une fois flocké est ultérieurement soumis à des traitements à chaud à des températures relativement élevées. Un exemple de résine "high solid" utilisable pour l'étape 1 est le système "IMPRANIL-IMPRAFIX" de la société BAYER, Allemagne.
  • Dans le cas où les fibres flocks FF doivent être fixées de façon temporaire au support S, par exemple lorsque les fibres flocks FF du support flocké et coloré obtenu par le procédé de l'invention doivent pouvoir être transférées en totalité ou en partie sur un autre support, par exemple un support textile, après avoir été recouvertes en totalité ou sélectivement selon le cas, par une opération d'enduction ou par une opération d'impression sérigraphique, d'une couche adhésive thermoréactivable (système à base de "hot-melt thermofusible) au cours d'un traitement ultérieur du support flocké et coloré, on utilise à titre de résine polymérisable RP une résine à faible pouvoir adhésif. Pour cette fixation temporaire des fibres flocks, on peut utiliser par exemple une résine acrylique qui est déposée en dispersion aqueuse modifiée, en quantité limitée, par exemple de 30 à 60 gr/m2 (poids de résine sèche).
  • Selon les désirs ou les besoins, la couche de résine polymère RP utilisée à titre d'adhésif A peut être enduite de façon uniforme ou selon un dessin donné, par exemple par enduction sérigraphique au cadre, rotative. La couche de résine présente une épaisseur finale comprise entre 15 et 100µm, en fonction de la nature des fibres flocks FF utilisées pour la deuxième étape (étape de flockage 2). D'une manière générale, plus les fibres flocks utilisées ont un titre fin et une faible longueur, plus l'épaisseur de la couche de résine polymérisable pourra être faible.
  • Au cours de l'étape 2, des fibres flocks FF, blanches ou écrues, sont projetées dans la couche de résine polymère RP par l'une quelconque des techniques conventionnelles de flockage, qui sont bien connues et n'ont donc pas besoin d'être décrites en détail.
  • Dans le procédé de l'invention, on utilise à titre de fibres flocks, des super micro-fibres en polyester (polyester standard de type PET) ayant un titre inférieur à 0,5Dtex et une longueur comprise entre 0,2 et 0,5mm, de manière à obtenir un support flocké ayant un toucher très doux.
  • Dans une version préférée de l'invention, on utilise des super micro-fibres de PET présentant un titre voisin de 0, 3Dtex et coupées à une longueur de 0,3 ou 0,4mm. Ces fibres sont commercialisées par la société VELUTEX-FLOCK S.A. à GRANOLLERS, Espagne.
  • Ces super micro-fibres de PET confèrent à la surface flockée un toucher exceptionnellement doux et présentent l'avantage d'être pratiquement insensibles à l'écrasement lorsqu'elles sont soumises à l'action combinée de la chaleur et de la pression. Cette propriété surprenante et inattendue (il est couramment et logiquement admis que des fibres de plus fort diamètre présentent une résilience plus élevée) permet l'utilisation des produits flockés avec ces fibres dans des applications telles que le thermo-collage, le thermo-formage, la thermo-compression ou la "décoration in mold", sans qu'il se produise un écrasement des fibres "flocks" et sans altérer l'aspect visuel ni le toucher très doux du produit flocké.
  • A l'étape 3, la résine polymérisable RP est polymérisée par irradiation (UV ou faisceau électronique) ou par voie thermique. La polymérisation par voie thermique peut être réalisée par exemple en faisant passer le support S dans un four-tunnel ou sur la surface périphérique d'un tambour rotatif chauffant, à une température comprise entre 100°C et 180°C.
  • A l'étape 4, le dépôt et la sublimation du ou des colorant(s) sublimable(s) contenus dans l'encre E peuvent être réalisés par exemple par une opération d'impression par transfert et sublimation d'une manière semblable à celle décrite dans le document EP-A-0 993 963 déjà mentionné plus haut. Bien que la technique d'impression par transfert et sublimation soit ici préférée, d'autres techniques connues peuvent bien sûr être utilisées à l'étape 4 pour le dépôt et la sublimation de l'encre E sur la face flockée du support S sans pour autant sortir du cadre de la présente invention, comme on le verra plus loin à propos du second mode de réalisation.
  • Au cours de l'étape 4, les colorants sublimables contenus dans l'encre E sont activés. Ils passent en phase vapeur et viennent se fixer de façon permanente sur les fibres flocks FF qui ont été implantées et fixées au support S aux étapes 2 et 3. Si, à l'étape 4, l'encre E a été déposée de façon uniforme et monocolore, le produit flocké avec des fibres blanches ou écrues prend alors le coloris uniforme correspondant à la formule colorante choisie. D'un autre côté, si à l'étape 4, l'encre E a été imprimée selon un dessin multicolore, la surface du produit flocké va reproduire avec précision et netteté le dessin original, le cheminement des colorants gazeux étant unidirectionnel.
  • Après l'étape 4, l'ensemble composé du support S et de la couche de fibres "flocks" colorées est refroidi par refroidissement naturel ou, de préférence par refroidissement forcé, par exemple par passage sur la surface périphérique d'un ou de plusieurs tambours rotatifs refroidis par une circulation d'eau. Dans le cas où le support S est un film plastique stabilisé par un support provisoire, ce dernier est séparé du film plastique et enroulé sur une bobine enrouleuse en vue d'être éventuellement réutilisé comme support provisoire.
  • D'un autre côté, quelle que soit sa nature, le support S, flocké et coloré, peut être enroulé sur une bobine enrouleuse (non montrée sur la figure) en vue d'une utilisation ultérieure ou en vue d'un éventuel traitement ultérieur, par exemple "décoration in mold", thermo-formage, thermo-compression, thermo-collage ou autres.
  • A des fins de comparaison, des essais d'impression de produits flockés avec des fibres polyester classiques (1,7Dtex) et avec des super micro-fibres de PET selon l'invention (0,3Dtex) ont été réalisés dans les conditions suivantes :
    - le support S était constitué par un film en une matière plastique telle que le polyuréthane, ayant un poids surfacique de 150gr/m2 ;
    - la couche de résine polymérisable RP destinée à fixer les fibres flocks avait un poids surfacique de 100gr/m2 dans le cas des fibres de 0,3Dtex selon l'invention et un poids surfacique de 150gr/m2 dans le cas des fibres classiques de 1,7Dtex ;
    - les fibres polyester fixées dans la résine étaient des super micro-fibres de 0,3Dtex (diamètre d'environ 2µm) coupées à 0,3 et 0,4mm pour les fibres du procédé selon l'invention et des fibres de 1,7Dtex (diamètre d'environ 10µm) coupées à 0,5 et 0,6mm pour les fibres du procédé classique ; des mesures au microscope ont permis de mesurer la longueur des fibres qui restait « libre », la partie ayant pénétré dans la couche adhésive étant de 0,1mm pour les fibres les plus courtes et de 0,15mm pour les fibres de 0,6mm ; toutes ces valeurs sont mesurées avec une précision de +/-12% ;
    - dans tous les cas, l'impression de la face flockée du support S par le procédé de transfert et sublimation a eu lieu sous une pression de 2 bars (0,2Mpa) et une température de 210°C pendant 25 secondes ; l'épaisseur du produit flocké avant et après impression a été mesurée au comparateur à plateau, sous une pression constante de 20gr/cm2 (écrasement identique des fibres dans tous les cas) ;
    - le toucher de la surface flockée a été évalué subjectivement par trois personnes différentes, la note de 10/10 étant attribuée à la couche flockée avec les super micro-fibres les plus douces (0,3Dtex, 0,4mm) avant tout traitement.
    flocks polyester PET poids résine polymère poids flocks épaisseur avant impression résine + flocks libres épaisseur après impression résine + flocks libres perte sur épaisseur flocks libres toucher avant impression toucher après impression
    g/m2 g/m2 µm µm
    0,3Dtex 0,3mm 250 40- 45 300 + 200 = 500 300 + 150 = 450 - 50 µm = 25% 9/10 8/10
    0,3Dtex 0,4mm 250 40-45 300 + 300 = 600 300 + 210 = 510 - 90 µm = 30% 10/10 9/10
    1,7Dtex 0,5mm 300 70-75 350 + 400 = 750 350 + 210 = 560 - 190 µm = 48% 6/10 3/10
    1,7Dtex 0,6mm 300 70-75 350+470=820 350+250=600 - 220 µm = 47% 6/10 3/10
  • Les résultats des essais sont consignés dans le tableau ci-dessus.
    • Conclusions :
    • les super micro-fibres de 0,3Dtex, coupées à 0,3 et 0,4mm, présentent un ratio diamètre/longueur compris entre 0,75 et 1, alors que le ratio des fibres classiques de 1,7Dtex, coupées à 0,5 et 0,6mm, est compris entre 2,8 et 3,4, c'est à dire qu'il est environ 3,5 fois plus grand que celui des super micro-fibres, et que les fibres classiques sont donc 3 à 4 fois plus « fortes » que les super micro-fibres ;
    • après impression, la perte d'épaisseur de la couche correspondant à la partie « libre » des fibres flocks est de 25 à 30% dans le cas des super micro-fibres, alors qu'elle est voisine de 50% dans le cas des fibres classiques qui sont pourtant 3,5 fois plus « fortes » ;
    • les super micro-fibres gardent, après impression, un toucher très doux, alors que les fibres classiques, qui avait déjà avant impression un toucher moins doux que celui des super micro-fibres, ont un toucher nettement dégradé après impression (50%).
  • On se reportera maintenant à la figure 2 qui montre un second mode de réalisation du procédé de l'invention. Dans la figure 2, les étapes 1 à 3 sont identiques aux étapes correspondantes 1 à 3 du procédé du premier mode de réalisation illustré sur la figure 1 et elles ne seront donc pas décrites à nouveau. Le procédé illustré par la figure 2 diffère de celui de la figure 1 par le fait que, à l'étape 4, le dépôt du ou des colorants sublimables sur la face flockée du support S est effectué par une opération d'impression par jet d'encre. Autrement dit, dans ce second mode de réalisation, la ou les encres sublimables ne sont plus déposées par transfert, mais par projection directe de la ou des encres sublimables sur les micro-fibres recouvrant le support flocké S à l'aide d'une machine d'impression à jet d'encre, par exemple une machine modèle TX2 fabriquée par la société MIMAKI, Japon, ou encore une machine modèle VIPER fabriquée par la société MUTOH Japon. L'impression est effectuée sans contact ni pression sur le support flocké, donc sans aucun risque d'écrasement des fibres flocks. L'impression peut être effectuée au choix de façon unicolore ou multicolore, sur toute ou partie de la surface flockée et d'une façon uniforme ou selon un motif désiré. Ce mode de réalisation permet d'éviter le coût de l'opération préalable d'impression du papier provisoire pré-imprimé qui, dans le premier mode de réalisation, est nécessaire pour l'opération de transfert/sublimation de l'encre à l'étape 4 de la figure 1.
  • Dans le second de mode réalisation, la sublimation de la ou des encres projetées sur la surface flockée du support S est effectuée à l'étape 5 qui a lieu de préférence en continu immédiatement après l'étape 4 d'impression. A cet effet, on peut faire passer le support S flocké et imprimé dans un dispositif de chauffage, tel que par exemple dans un four tunnel, sous une rampe de lampes à rayonnement infrarouge ou sur la surface périphérique d'un cylindre chauffant, qui porte ledit support S et l'encre à une température d'environ 200°C pendant 30 à 40 secondes. Là encore, la sublimation est réalisée sans contact ni pression sur le support flocké, donc sans aucun risque d'écrasement des fibres flocks. Etant donné que les machines d'impression à jet d'encre ont une vitesse relativement limitée, la longueur nécessaire pour le dispositif de chauffage peut être relativement limitée. Par exemple, pour une vitesse d'impression de 0,5 mètre par minute, une zone de chauffe ayant une dimension de 25 cm dans le sens de défilement du support S donnera un temps d'exposition à la température de 30 secondes, de sorte que le dispositif de chauffage peut être relativement compact.
  • Il va de soi que les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre d'exemples purement indicatifs et nullement limitatifs, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, bien que dans les modes de réalisation décrits une seule des deux faces du support en nappe S soit revêtue de fibres "flocks" et colorée, le procédé décrit pourrait être appliqué aux deux faces du support S.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication en continu d'un support en nappe (S) flocké et coloré, comprenant les étapes successives d'application (1) d'une couche de résine polymérisable (RP) sur au moins une face du support en nappe, de projection (2) de fibres flocks (FF) de polyester, blanches ou écrues, sur ladite couche de résine, de polymérisation (3) de la résine pour fixer les fibres flocks au support en nappe, de dépôt (4) d'au moins un colorant sublimable (E) sur la face flockée du support en nappe et de sublimation (4) du colorant déposé pour colorer les fibres flocks, caractérisé en ce que pour l'étape de projection (2) on utilise des super micro-fibres de polyester ayant un titre inférieur à 0,5Dtex, et une longueur comprise entre 0,2 et 0,5mm.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les super micro-fibres utilisées ont un titre d'environ 0,3 Dtex .
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les super micro-fibres utilisées ont une longueur d'environ 0,3mm.
  4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les super micro-fibres utilisées ont une longueur d'environ 0,4mm.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise à titre de résine polymérisable (RP) une résine 100% solide, à point de ramollissement élevé, de préférence à point de ramollissement supérieur à 170°C.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résine polymérisable (RP) est une résine polyuréthane.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise à titre de résine polymérisable (RP) une résine à faible pouvoir adhésif.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la résine polymérisable (RP) est une résine acrylique déposée en dispersion aqueuse modifiée.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape de dépôt d'au moins un colorant sublimable consiste en une opération d'impression par transfert.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape de dépôt d'au moins un colorant sublimable est consiste en une opération d'impression par jet d'encre.
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