DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
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La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce de bijouterie, de joaillerie, de maroquinerie ou d'écriture et notamment un tel procédé comportant une étape de dépôt en gouttes d'un fluide sur une surface de la pièce de bijouterie, de joaillerie, de maroquinerie ou d'écriture.
ARRIÈRE-PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION
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Pour former, par exemple, une décoration d'une pièce de bijouterie, de joaillerie, de maroquinerie ou d'écriture, il est habituel d'utiliser une tampographie, c'est-à-dire un tampon qui reçoit un motif d'encre pour le déposer sur une pièce. Un exemple typique est l'impression d'une marque ou d'un motif sur une surface externe de la pièce. Le dépôt par tampographie est très précis et reproductible ce qui offre une esthétique très prisée. Toutefois, il faut un outil par motif ce qui peut rendre la tampographie difficilement rentable pour une petite série. En outre, s'il y a plusieurs couleurs nécessaires, il faut multiplier les outillages.
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Des impressions par jet d'encre de pièces ont déjà été tentées pour réaliser des petites séries difficiles à rentabiliser avec la tampographie. Toutefois, les têtes d'impression connues forment des gouttes dont le diamètre supérieur à 25 µm est incompatible par rapport à l'esthétique avantageuse de la tampographie. En effet, les lignes courbes ne sont pas nettes et présentent un effet de pixélisation incompatible avec une pièce de qualité. En outre, seule une viscosité relativement faible est compatible avec une telle tête d'impression ce qui limite le type de fluide utilisable. Enfin, la brillance et l'état de surface non lisse (peau d'orange) sont beaucoup moins qualitatifs que la tampographie.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
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L'invention a pour but de proposer un nouveau type de fabrication d'une pièce comportant une étape de dépôt qui offre une précision et un rendu équivalents voire supérieurs à la tampographie tout en limitant l'investissement nécessaire quels que soient le nombre de pièces à fabriquer, le nombre de fluide différents à déposer ou la nature du fluide à déposer.
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À cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce de maroquinerie, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- se munir d'une ébauche de la pièce de maroquinerie à décorer ;
- déposer un revêtement sur au moins une partie de l'ébauche d'un fluide en goutte par jet d'encre du type électrohydrodynamique destiné à former au moins une décoration de la pièce de maroquinerie.
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Avantageusement, le procédé selon l'invention utilise un dépôt jet d'encre du type électrohydrodynamique qui permet une versatilité de dépôt à la demande (continu, semi-continu, ponctuel, etc.) et de type de fluide (métallique, aqueux, polymère, céramique, colle, huile) avec une précision idéale pour une grande variété d'applications. Typiquement, un même type de pièce avec un même outillage peut fabriquer en série un nombre de dépôts différents sur chaque pièce sans limite réelle. Ainsi, suivant le type de fluide présent sur chaque buse d'éjection, une première pièce peut recevoir un premier motif de dépôt avec un premier type de fluide, une deuxième pièce de même type peut recevoir un deuxième motif de dépôt avec le premier type de fluide, une troisième pièce de même type peut recevoir le premier motif de dépôt avec un deuxième type de fluide, une quatrième pièce de même type peut recevoir le premier motif de dépôt avec le premier type de fluide et le deuxième motif de dépôt avec le deuxième type de fluide, etc. sans que chaque pièce soit beaucoup plus chère à produire qu'une autre.
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En outre, une buse électrohydrodynamique utilise une simple différence de potentiel pour éjecter une goutte beaucoup plus petite que le ménisque de fluide à la sortie de la buse. En contrôlant sélectivement la différence de potentiel, il est donc très simple de paramétrer la fréquence et le moment où les gouttes sont éjectées selon une dimension (diamètre ou hauteur) environ dix fois plus petite qu'avec les têtes d'éjection connues comme celle du type piézo-électrique. On obtient ainsi un dépôt qui devient compatible à une grande variété de pièces de plus ou moins grande taille avec des résolution et rendu au moins équivalents à ceux d'une tampographie sans en avoir les limitations en termes coûts de production et de fluides.
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Enfin, tout type de pièce de maroquinerie peut avantageusement recevoir, sur tout ou partie de sa surface externe, le revêtement ainsi formé par un dépôt sous forme de gouttes selon l'invention. On comprend notamment qu'une grande variété de fluides déposés en gouttes - matériau de la pièce de maroquinerie peut être envisagée pour former le revêtement de décoration sans être limitée à une impression uniquement par jet d'encre du type électrohydrodynamique, c'est-à-dire notamment combinée à un autre type d'impression, tout en gardant un rendu au moins équivalent à la tampographie, avec l'avantage de pouvoir, par exemple, personnaliser une pièce à la demande (mot, signature, dessins, etc.), mais également des applications combinées autant techniques qu'esthétiques telles que la lubrification, le collage, la métallisation ou plus généralement un dépôt sélectif d'un revêtement très précis qui n'est pas forcément destiné à être visible sur l'application finale de la pièce tel que, par exemple, pour former un motif d'authentification qui n'est pas visible à l'oeil nu sans grossissement et / ou sans illumination particulière.
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L'invention peut également comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison.
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Ladite au moins une décoration de la pièce de maroquinerie peut être formée uniquement par l'étape de dépôt du revêtement à l'aide d'un fluide en goutte par jet d'encre du type électrohydrodynamique. On obtient alors une résolution optimale de l'ensemble de chaque décoration formée et il est possible d'obtenir une décoration avec une grande variété de couleurs avec un rendu de meilleure qualité qu'une tampographie ou qu'une impression à jet d'encre classique (du type piézo-électrique ou thermique).
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L'étape d'un tel dépôt peut former un revêtement d'une épaisseur (direction verticale) inférieure à 5 µm. Avantageusement selon l'invention, le dépôt du revêtement peut être d'une épaisseur très fine. En effet, suivant l'effet esthétique recherché, il peut être souhaité qu'une partie de la lumière incidente soit transmise (transparence partielle) à travers l'épaisseur du revêtement pour partiellement reprendre la teinte de la partie sous le revêtement pour donner une esthétique particulière. Inversement, il peut être souhaité qu'aucune partie de la lumière incidente ne soit transmise (opaque) à travers l'épaisseur du revêtement pour donner uniquement la teinte du revêtement. L'étape de dépôt peut donc former un revêtement d'une épaisseur (direction verticale) égale, par exemple, à 0,5 µm, 1 µm, 1,5 µm, 2 µm, 2,5 µm, 3 µm, 3,5 µm, 4 µm ou 4,5 µm. Bien entendu, suivant l'application, l'épaisseur pourrait être supérieure telle que, par exemple, comprise entre 5 µm et 10 µm, sans sortir du cadre de l'invention.
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Au moins un contour au moins partiellement fermé de ladite au moins une décoration de la pièce de maroquinerie peut être formé uniquement par l'étape de dépôt du revêtement à l'aide d'un fluide en goutte par jet d'encre du type électrohydrodynamique et l'intérieur de chaque contour au moins partiellement fermé de ladite au moins une décoration de la pièce de maroquinerie peut être formé uniquement par une étape de dépôt d'un autre revêtement à l'aide d'un fluide en goutte par jet d'encre (du type piézo-électrique ou thermique).
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Cette variante est préférée dans le cas d'une décoration étendue comme, par exemple, d'une dimension horizontale au moins égale à 15 µm. En effet, pour une même surface, un dépôt par jet d'encre du type électrohydrodynamique est plus long et plus cher à mettre en oeuvre par rapport à un dépôt par jet d'encre tel que du type piézo-électrique ou thermique. À la manière d'un émail cloisonné, le (ou les) contour(s) fermé(s) (un contour peut entourer un (ou plusieurs) autre(s) contour(s)) sont imprimés en haute résolution puis l'intérieur (surface principale) de chaque contour est ensuite imprimé en basse résolution ce qui permet un compromis entre un rendu équivalent à une tampographie et une durée globale d'impression plus courte tout en gardant les avantages cités ci-dessus comme notamment personnaliser une pièce de maroquinerie à la demande (mot, signature, dessins, etc.) à coût avantageux. Bien entendu, le contour peut également être partiel par dépôt par jet d'encre du type électrohydrodynamique afin que la partie manquante du contour et l'intérieur du contour soit réalisée par dépôt par jet d'encre classique afin d'obtenir des coûts et temps de production plus bas.
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L'étape de dépôt peut être destinée à appliquer plusieurs gouttes adjacentes pour former le revêtement selon une couche sensiblement plane sur la pièce de maroquinerie. On comprend que les gouttes vont former un motif sous la forme d'une couche d'une épaisseur (direction verticale) sensiblement constante. Un tel dépôt peut permettre de former une décoration telle qu'un motif en Superluminova®, de former une piste électrique sur la pièce ou encore pour déposer sélectivement un fluide adhésif pour autoriser le collage de la pièce de maroquinerie.
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En substitution ou en complément du dépôt précédent, l'étape de dépôt peut être destinée à appliquer plusieurs gouttes superposées pour former le revêtement selon une couche en relief sur la pièce de maroquinerie. On comprend que les gouttes vont former au moins un motif sous la forme d'un empilement de couches d'une épaisseur (direction verticale) variable en fonction du fluide et du nombre de gouttes empilées au même endroit. Un tel empilement peut permettre d'offrir une épaisseur souhaitée, par exemple, par rapport à une section de conduction électrique ou thermique pour autoriser le soudage ou le brasage, pour offrir une épaisseur bombée pour améliorer l'esthétique (monochromatique ou polychromatique) tel que, par exemple, pour offrir des nuances de couleurs, des différences de saturation ou encore des textures ou effet artistiques à partir d'un même fluide (au moins une première goutte étant plus grande qu'au moins une deuxième goutte et déposées au même endroit) ou encore pour activer une colle époxy en déposant selon la même localisation les deux constituants l'un sur l'autre pour autoriser le collage de la pièce ou encore pour déposer un premier constituant sur un premier organe et un deuxième constituant sur un deuxième organe, une activation tel qu'un collage des premier et deuxième organes de la pièce étant obtenu par mise en contact des premier et deuxième constituants.
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L'étape de dépôt peut appliquer des gouttes chacune d'une dimension (diamètre ou hauteur) inférieure ou égale à 10 µm qui est déterminé comme la dimension à partir de laquelle un oeil humain, sans instrument de grossissement, n'est plus capable de séparer deux points. Avantageusement, il a été obtenu une dimension (diamètre ou hauteur) de gouttes comprise entre 1 µm et 2 µm à l'aide d'un dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique. L'étape de dépôt peut donc appliquer (déposer) des gouttes chacune d'une dimension (diamètre ou hauteur) égale, par exemple, à 1 µm, 2 µm, 3 µm, 4 µm, 5 µm, 6 µm, 7 µm, 8 µm, 9 µm ou 10 µm. Bien entendu, suivant l'application telle que, par exemple, le collage ou la métallisation, la dimension des gouttes pourrait être supérieure telle que, par exemple, comprise entre 10 µm et 25 µm, sans sortir du cadre de l'invention.
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L'étape de dépôt peut présenter une résolution au moins égale à 2 500 dpi (points par pouce) avantageusement selon l'invention. Ce paramètre est déterminant pour former une décoration de qualité supérieure. Avantageusement, il a été obtenu une résolution sensiblement égale à 15 000 dpi à l'aide d'un dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique. Une telle résolution permet de repousser les limites actuelles et d'aller au-delà de la capacité de l'oeil à séparer les points. L'étape de dépôt peut donc appliquer (déposer) des gouttes selon une résolution égale, par exemple, à 2 500 dpi, 3 000 dpi, 3 500 dpi, 4 000 dpi, 4 500 dpi, 5 000 dpi, 5 500 dpi, 6 000 dpi, 6 500 dpi, 7 000 dpi, 7 500 dpi, 8 000 dpi, 8 500 dpi, 9 000 dpi, 9 500 dpi, 10 000 dpi, 11 000 dpi, 12 000 dpi, 13 000 dpi, 14 000 dpi ou 15 000 dpi. Bien entendu, suivant l'application telle que, par exemple, le collage ou la métallisation, dans laquelle l'esthétique n'est pas déterminante, la résolution pourrait être inférieure à 2 500 dpi sans sortir du cadre de l'invention.
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L'étape de dépôt peut appliquer (déposer) des gouttes chacune d'un volume inférieur ou égal à 1 pL (picolitres). Plus généralement, les gouttes obtenues avantageusement selon l'invention sont de l'ordre des femtolitres (fL) et non plus des picolitres (pL), c'est-à-dire au moins dix fois moins volumineuses qu'avec les têtes d'éjection connues. L'étape de dépôt peut donc appliquer (déposer) des gouttes d'un volume égale, par exemple, à 0,1 fL, 0,2 fL, 0,3 fL, 0,4 fL, 0,5 fL, 0,6 fL, 0,7 fL, 0,8 fL, 0,9 fL, 1 fL, 2 fL, 3 fL, 4 fL, 5 fL, 6 fL, 7 fL, 8 fL, 9 fL, 10 fL, 20 fL, 30 fL, 40 fL, 50 fL, 60 fL, 70 fL, 80 fL, 90 fL, 100 fL, 150 fL, 200 fL, 250 fL, 300 fL, 350 fL, 400 fL, 450 fL, 500 fL, 550 fL, 600 fL, 650 fL, 700 fL, 750 fL, 800 fL, 850 fL, 900 fL, 950 fL ou 1 000 fL. Bien entendu, suivant l'application telle que, par exemple, le collage ou la métallisation, le volume de chaque goutte pourrait être supérieur à 1 pL sans sortir du cadre de l'invention.
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Avantageusement, selon l'invention, l'étape de dépôt peut être destinée, par exemple, outre à former au moins une décoration sur la pièce, à former au moins une couche électriquement conductrice sur la pièce, à former au moins une couche lubrifiante sur la pièce ou même à former au moins une couche adhésive sur la pièce. Bien entendu, d'autres applications sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
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Le fluide est électriquement conducteur, c'est-à-dire, par exemple, présenter une conductivité électrique au moins égale à 0,1 µS·m-1.
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Le fluide peut comprendre des pigments colorés afin de donner au moins une couleur prédéterminée au(x) revêtement(s).
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Le revêtement peut être opaque sur le spectre visible humain, c'est-à-dire qu'aucune partie de la lumière incidente du spectre visible humain n'est transmise à travers l'épaisseur du revêtement pour obtenir uniquement la (ou les) teinte(s) du (ou des) revêtement(s).
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L'ébauche de la pièce de maroquinerie peut être à base de cuir. Avantageusement selon l'invention, le procédé peut ainsi être appliqué sur une ébauche neuve ou une ébauche appartenant à une pièce de maroquinerie déjà commercialisée afin de la personnaliser. On comprend que le procédé permet d'obtenir une pièce de maroquinerie décorée dont l'ébauche est souple.
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Enfin, l'invention a également pour objet une utilisation d'un dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique pour le dépôt d'un revêtement à l'aide d'un fluide en goutte sur une pièce de maroquinerie avec les avantages et résultats tels qu'expliqué ci-dessus pour le procédé de l'invention.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
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D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un exemple de pièce de bijouterie ou de joaillerie selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique d'un exemple de pièce de maroquinerie selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue schématique d'un exemple de pièce d'écriture selon l'invention ;
- la figure 4 est un schéma de principe d'une buse du type électrohydrodynamique selon l'invention ;
- la figure 5 est une vue schématique d'un exemple de dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique selon l'invention ;
- la figure 6 est une vue schématique en coupe d'un exemple de ceinture avec un revêtement obtenu par un dépôt à jet d'encre du type électrohydrodynamique selon l'invention ;
- la figure 7 est une vue schématique en coupe d'une variante de l'exemple de la figure 6.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'AU MOINS UN MODE DE RÉALISATION DE L'INVENTION
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Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références, éventuellement additionnés d'un indice. La description de leur structure et de leur fonction n'est donc pas systématiquement reprise.
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Dans tout ce qui suit, les orientations sont les orientations des figures. En particulier, les termes « supérieur », « inférieur », « gauche », « droit », « au-dessus », « en-dessous », « vers l'avant » et « vers l'arrière » s'entendent généralement par rapport au sens de représentation des figures.
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En outre, les termes d'orientation s'entendent par rapport au repère orthogonal pris en référence à l'orientation normale d'une buse 11 électrohydrodynamique, représenté sur la figure 5 et dans lequel on distingue :
- un axe longitudinal X, horizontal s'étendant de l'arrière vers l'avant ;
- un axe transversal Y, horizontal s'étendant de la gauche vers la droite ; et
- un axe vertical Z, s'étendant du bas vers le haut.
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Le terme « horizontal » est défini par rapport au plan XY, les termes « plan vertical » sont définis par rapport à une composante horizontale projetée selon l'axe vertical Z.
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Par « spectre visible humain », on entend le domaine de longueurs d'onde compris entre 380 et 780 nm au sens de la norme ISO/CIE 11664-3:2019 de la Commission internationale de l'éclairage « CIE ».
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Par « opaque », on entend qu'aucune partie de la lumière incidente n'est transmise comme, par exemple, à travers l'épaisseur du revêtement 2D pour donner à la pièce de maroquinerie 2 uniquement la (ou les) teinte(s) du revêtement 2D ou des revêtements 2D, 2E.
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Par « dépôt d'un fluide en goutte par jet d'encre », on entend l'étape d'éjection de goutte obtenu par un dispositif à jet d'encre classique comme, par exemple, du type piézo-électrique ou thermique. Par exemple, une tension est sélectivement envoyée à une buse piézo-électrique pour utiliser la contraction / expansion du matériau piézo-électrique afin d'éjecter une quantité prédéfinie de fluide (goutte) contenu buse piézo-électrique. Plus spécifiquement, la buse piézo-électrique va s'expanser sous l'effet de la tension appliquée ce qui diminue le volume de la cavité de la buse piézo-électrique pour obliger une quantité de fluide (goutte) à être expulsée par la sortie de la buse piézo-électrique.
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Par « dépôt d'un fluide en goutte par jet d'encre du type électrohydrodynamique », on entend l'étape d'éjection de goutte obtenu par un dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique. Une buse 11 électrohydrodynamique utilise la conductivité des fluides directement à l'intérieur de la buse 11 (alimentée par une conduite 14) et les interactions entre les forces électrostatiques et les fluides. Plus spécifiquement, les charges des éléments d'une solution (éventuellement colloïdale) sont divisées en ions positifs et négatifs ayant des caractéristiques électriques en raison de la différence de potentiel électrique entre la buse 11 et un substrat (qui peut être la pièce 1, 2, 4 comme dans l'exemple de la figure 4, une cible intermédiaire 3 entre la buse 11 et la pièce 1, 2, 4 comme dans l'exemple de la figure 5 ou encore une cible (non visible) positionnée de sorte à ce que la pièce 1, 2, 4 soit entre la buse 11 et la cible).
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Après application d'un potentiel par un générateur de tension 13, la différence de celui-ci entre la buse 11 et le substrat 1, 2, 3, 4 va amener les forces de répulsions électriques à créer une surface incurvée sensiblement sphérique (ménisque 12 aux figures 4 et 5) du fluide à la sortie de la buse 11. Les charges dans le fluide vont se séparer en ions positifs et négatifs en raison de la forte force électrique dans le ménisque 12, afin que de minuscules gouttes 12A se forment dans la partie la plus éloignée du ménisque 12 (dôme inférieur) par rapport à la buse 11. La résistance et l'énergie nécessaires à l'extraction (éjection) sont de ce fait basses et permettent un meilleur contrôle de la génération des gouttes 12A.
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Plusieurs types de modes d'éjection électrohydrodynamique existent grâce aux différentes propriétés des fluides et aux différents paramètres de potentiel (tension) appliqué. Par exemple, dans un mode microgoutte, la force du champ électrique à l'extrémité de la buse 11 est suffisamment importante ce qui provoque la formation d'un hémisphère ou d'une ellipse par le ménisque 12. Ensuite, les gouttes 12A beaucoup plus petites que le diamètre extérieur de la buse 11 se forment à la partie la plus basse du ménisque 12, où le champ électrique est concentré. Par conséquent, la dimension maximale, c'est-à-dire notamment le diamètre le plus grand ou la hauteur la plus grande, des gouttes 12A peut être limitée à quelques micromètres offrant ainsi une très grande précision et résolution de dépôt. D'autres modes d'éjection d'une buse 11 électrohydrodynamique sont également possibles tels que l'éjection conique pulsée (goutte à partir d'un ménisque conique) ou l'éjection continue (gouttes liées entre elles).
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Par « à base de », on entend un matériau ou alliage constituant au moins 50 % en masse totale ou poids d'un élément donné tel que notamment 51 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 % ou 100 % en masse totale. Bien entendu, dans le cas d'un matériau ou alliage comportant au moins trois éléments, l'expression « à base d'un premier élément » signifie un matériau ou alliage constitué majoritairement en masse totale ou poids dudit premier élément qui peut être dans ce cas inférieur à 50 % de la masse totale. Dans ce qui suit, sauf indication contraire, tous les pourcentages (%) indiqués sont des pourcentages en masse totale ou poids (en anglais « weight »).
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Par « polymère », on entend tous les matériaux formés à base d'au moins une chaîne polymère, parfois appelée fibre, plus ou moins longue qui peuvent être aussi bien d'origine naturelle que synthétique.
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Par « céramique », on entend tous les matériaux sous forme cristalline et/ou amorphe à base d'un oxyde, carbure, sulfure ou nitrure notamment métallique tels que l'oxyde d'aluminium (alumine, Al2O3), l'oxyde de silicium (SiO2), le nitrure de silicium (SiN) ou le carbure de silicium (SiC).
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Par « pièce de bijouterie », on entend tous les types d'articles de décoration ou d'ornement pouvant comporter une pierre d'apparat non précieuse comme un bracelet, un collier, une ceinture, etc.
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Par « pièce de joaillerie », on entend tous les types d'articles de décoration ou d'ornement pouvant comporter une pierre précieuse ou semi-précieuse comme un bracelet, un collier, une ceinture, etc.
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Par « pièce de maroquinerie », on entend tous les types d'articles à base de cuir comme un bracelet, un sac, une ceinture, une selle par exemple équestre, un harnachement par exemple équestre, etc.
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Par « pièce d'écriture », on entend tous les types d'articles portables permettant de manuellement tracer un motif sur un support tel qu'un porte-plume, un porte-mine, un compas, un stylo-plume, un stylo-bille, un stylo roller, etc.
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La pièce 1, 2, 4 selon l'invention a été développée pour être appliquée aux domaines de la bijouterie, de la joaillerie, de la maroquinerie ou de l'écriture comme, par exemple, illustré aux figures 1 à 3. Ainsi, la pièce 1 peut former tout ou partie d'un article de bijouterie ou de joaillerie comme tout ou partie d'un collier 1A, d'une chaîne, d'un bracelet, d'un pendentif 1B, d'une boucle d'oreille ou d'une bague. En outre, la pièce 2 peut former tout ou partie d'un article de maroquinerie comme tout ou partie d'un collier, d'un bracelet, d'une ceinture, d'une lanière 2A, d'un passant 2B, d'un fermoir 2C tel qu'un ensemble boucle - ardillon ou d'une bandoulière. Enfin, la pièce 4 peut former tout ou partie d'un article d'écriture comme tout ou partie d'un corps principal 4A, une tête 4B telle qu'une plume, d'un bouchon 4C ou d'une agrafe 4D.
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Pour répondre au but de l'invention, le procédé comporte une première étape destinée à se munir d'une ébauche 2' de la pièce de maroquinerie 2 à décorer, puis une deuxième étape destinée à déposer un revêtement 2D sur au moins une partie de l'ébauche 2' pour former la pièce de maroquinerie 2 décorée qui offre une précision et un rendu équivalents voire supérieurs à une tampographie tout en limitant l'investissement nécessaire sans réelle limite esthétique.
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De préférence, l'ébauche 2' est à base de cuir tel que, par exemple, à base de cuir de bovidé ou d'ovidé et qui comprend une surface au moins partielle à décorer. L'ébauche 2' est ainsi souple mais suffisamment ferme pour le revêtement 2D, 2E de décoration. Avantageusement selon l'invention, le procédé peut ainsi être appliqué sur une ébauche 2' neuve ou une ébauche 1' appartenant à une pièce de maroquinerie 2 déjà commercialisée afin de la personnaliser. Cette rigidité suffisante peut être obtenue, par exemple, à partir d'une épaisseur (direction verticale Z) de l'ébauche 2' au moins égale à 0,5 mm.
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Bien entendu, une couche intermédiaire (entre le cuir et le revêtement 2D, 2E) peut être utilisée pour améliorer l'adhérence (meilleure accroche entre le cuir et le revêtement 2D, 2E) et / ou l'esthétique (meilleur contraste entre le cuir et le revêtement 2D, 2E) de la décoration. Une telle couche intermédiaire peut être, par exemple, à base de polymère transparent, semi-transparent ou opaque.
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L'invention a généralement pour objet l'utilisation d'un dispositif 10 à jet d'encre du type électrohydrodynamique pour le dépôt d'un fluide en goutte 12A sur une pièce de maroquinerie 2. Typiquement, l'invention a notamment pour objet un procédé de fabrication d'une pièce de maroquinerie 2 comportant une étape de dépôt d'un revêtement 2D sur au moins une partie de l'ébauche 2' à l'aide d'un fluide en goutte par jet d'encre du type électrohydrodynamique destinée à former au moins une décoration de la pièce de maroquinerie 2.
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Avantageusement, le procédé selon l'invention utilise un dépôt jet d'encre (connu en anglais sous le nom « inkjet ») du type électrohydrodynamique (parfois abrégé « EHD ») qui permet une versatilité de dépôt à la demande (continu, semi-continu, ponctuel, etc.), c'est-à-dire que le type de gouttes 12A (formes, fréquence, dimensions, etc.) peut être facilement adapté à la demande. Le dispositif 10 est simplement commandé par le générateur 13 de tension induisant des impulsions ayant une amplitude de tension relativement élevée comme, par exemple, comprise entre de 1 kV et 5 kV, c'est-à-dire par exemple égale à 1 kV, 1,5 kV, 2 kV, 2,5 kV, 3 kV, 3,5 kV, 4 kV, 4,5 kV ou 5 kV.
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Ainsi, la buse 11 électrohydrodynamique utilise une simple différence de potentiel pour éjecter une goutte 12A beaucoup plus petite que le ménisque 12 de fluide à la sortie de la buse 11 comme notamment illustré à la figure 5. En contrôlant sélectivement la différence de potentiel, il est donc très simple de paramétrer la fréquence et le moment où les gouttes 12A sont éjectées selon une dimension (diamètre ou hauteur) environ dix fois plus petite qu'avec les têtes d'éjection connues comme celle du type piézo-électrique. On obtient ainsi un dépôt qui devient compatible à la bijouterie, la joaillerie, la maroquinerie ou l'écriture en général avec des résolution et rendu au moins équivalents à ceux d'une tampographie sans en avoir les limitations en termes coûts de production et de fluides.
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Dans l'exemple illustré à la figure 5, le dispositif 10 à jet d'encre du type électrohydrodynamique comporte une cible intermédiaire 3 entre la buse 11 et la pièce 1, 2, 4. Ce dispositif 10 est préféré car il permet de rendre totalement indépendant la pièce 1, 2, 4 par rapport au dispositif 10. Le dispositif 10 peut ainsi être déplacé au-dessus de la pièce 1, 2, 4, ou inversement, la pièce 1, 2, 4 peut être déplacée en dessous du dispositif 10 ou encore aussi bien la pièce 1, 2, 4 que le dispositif 10 peuvent être mobiles l'un par rapport à l'autre pour obtenir le motif de dépôt souhaité pour chaque pièce 1, 2, 4 ce qui autorise notamment une production à la chaîne (série) à coût plus faible tout en permettant une très grande variété de dépôts différents possibles entre chaque pièce 1, 2, 4.
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Chaque goutte 12A éjectée de la buse 11 traverse la cible intermédiaire 3 par au moins un trou 3A traversant afin d'être déposée sur la pièce 1, 2, 4. Dans une telle configuration, la distance verticale (axe Z) de travail entre la pièce 1, 2, 4 et la cible intermédiaire 3 peut être, par exemple, comprise entre 0,2 mm et 2 mm, c'est-à-dire par exemple égale à 0,2 mm, 0,3 mm, 0,4 mm, 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm, 0,9 mm, 1,0 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,6 mm, 1,7 mm, 1,8 mm, 1,9 mm ou 2,0 mm. Bien entendu, suivant les applications, la distance pourrait inférieure ou supérieure sans sortir du cadre de l'invention.
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Le type de fluide est très varié (métallique, aqueuse, polymère, céramique). De manière générale, le fluide utilisé peut comprendre des pigments colorés (voire une substance chimique colorante en une variété de matériaux) dans un milieu ou liant conducteur. Le liant peut être aqueux. Selon une variante, un fluide sensible aux UV peut être formulé pour durcir lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette (UV) afin de figer le dépôt réalisé sur la pièce 1, 2, 4. Une autre variante peut consister à prévoir un fluide sensible à un gaz tel que l'air (oxydation) afin de figer le dépôt réalisé sur la pièce 1, 2, 4. Préférentiellement, les fluides sensibles aux UV sont utilisés car ils sèchent très rapidement, ce qui permet d'obtenir des motifs plus nets et plus éclatants. Des fluides à solvants qui sèchent rapidement par l'évaporation d'un ou plusieurs solvants peuvent aussi être utilisés.
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Avantageusement, le dépôt jet d'encre du type électrohydrodynamique selon l'invention peut utiliser des fluides à quasiment n'importe quelle viscosité. Typiquement, des viscosités comprises entre 0,5 et 10 000 cP (1 centiPoise = 1·10-3 Pa·s) ont été testées avec succès. Cependant, les fluides utilisés doivent nécessairement être électriquement conducteurs, même avec une très faible polarité, pour que le procédé selon l'invention fonctionne. À titre d'exemple nullement limitatif, le fluide peut présenter une conductivité électrique au moins égale à 0,1 µS·m-1.
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Typiquement, un même type de pièce 1, 2, 4 ou non avec un même outillage (même dispositif 10) peut fabriquer en série un nombre de dépôts différents sur chaque pièce 1, 2, 4 sans limite réelle. Ainsi, par exemple, suivant le type de fluide présent sur chaque buse 11 d'éjection, une première pièce 1, 2, 4 peut recevoir un premier motif de dépôt avec un premier type de fluide, une deuxième pièce 1, 2, 4 peut recevoir un deuxième motif de dépôt avec le premier type de fluide, une troisième pièce 1, 2, 4 peut recevoir le premier motif de dépôt avec un deuxième type de fluide, une quatrième pièce 1, 2, 4 peut recevoir le premier motif de dépôt avec le premier type de fluide et le deuxième motif de dépôt avec le deuxième type de fluide, etc. sans que chaque pièce 1, 2, 4 soit beaucoup plus chère à produire qu'une autre.
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Le procédé selon l'invention offre un changement technologique sans précédent en repoussant les limites traditionnelles et en redessinant le champ des possibles par sa tolérance de viscosité des gouttes 12A jusqu'à 10 000 cP, des tailles de gouttes 12A inférieures à 1 µm (micromètre) et des têtes d'impressions à plusieurs centaines (voire milliers) de buses 11 comportant un fluide (ou plusieurs fluides différents).
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Enfin, tout type de pièce 1, 2, 4 (plane ou en relief) peuvent avantageusement comporter, sur tout ou partie de sa surface externe, le revêtement 2D ainsi formé par un dépôt sous forme de gouttes selon l'invention. On comprend notamment qu'une grande variété de fluides déposés en gouttes - matériau de la pièce 1, 2, 4 peut être envisagée pour former le revêtement de décoration sans être limitée à une impression uniquement par jet d'encre du type électrohydrodynamique, c'est-à-dire notamment combinée à un autre type d'impression, tout en gardant un rendu au moins équivalent à la tampographie, avec l'avantage de pouvoir, par exemple, personnaliser une pièce 1, 2, 4 à la demande (mot, signature, dessins, etc.), mais également des applications combinées autant techniques qu'esthétiques telles que la lubrification, le collage, la métallisation ou plus généralement un dépôt sélectif d'un revêtement très précis qui n'est pas forcément destiné à être visible sur l'application finale de la pièce 1, 2, 4 tel que, par exemple, pour former un motif d'authentification qui n'est pas visible à l'oeil nu sans grossissement et / ou sans illumination particulière.
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Avantageusement selon l'invention, l'étape de dépôt peut être destinée, par exemple, outre à former au moins une décoration sur la pièce 1, 2, 4 telle qu'un motif 5 de la pièce 1 de joaillerie de la figure 1, un motif 5 de la pièce 2 de maroquinerie de la figure 2, à former au moins un anneau métallique 9 sur la pièce 4 d'écriture à la figure 3, à former au moins une couche lubrifiante de décoration sur la pièce 2 de maroquinerie telle qu'entre le fermoir 2C et la lanière 2A de la figure 2 ou même à former au moins une couche adhésive luminescente sur la pièce 1, 2, 4 telle qu'entre le passant 2B et la lanière 2A de la pièce 2. Bien entendu, d'autres applications sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
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Ladite au moins une décoration de la pièce de maroquinerie 2 est préférentiellement formée uniquement, c'est-à-dire exclusivement, par l'étape de dépôt du revêtement 2D à l'aide d'un fluide en goutte 12A par jet d'encre du type électrohydrodynamique comme, par exemple, illustré à la figure 6 pour une ceinture. On obtient alors une résolution optimale de l'ensemble de chaque décoration formée et il est possible d'obtenir une décoration avec une grande variété de couleurs avec un rendu de meilleure qualité qu'une tampographie ou qu'une impression à jet d'encre classique (du type piézo-électrique ou thermique).
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Selon une variante illustrée à la figure 7 pour un exemple d'application à une ceinture, ladite au moins une décoration de la pièce de maroquinerie 2 est formée par au moins un contour fermé dont l'intérieur est rempli. Ainsi, préférentiellement, ledit au moins un contour fermé de ladite au moins une décoration de la pièce de maroquinerie 2 est formé uniquement par l'étape de dépôt du revêtement 2D à l'aide d'un fluide en goutte par jet d'encre du type électrohydrodynamique et l'intérieur de chaque contour fermé de ladite au moins une décoration de la pièce de maroquinerie 2 peut être formé uniquement par une étape de dépôt d'un autre revêtement 2E à l'aide d'un fluide en goutte par jet d'encre comme, par exemple, du type piézo-électrique ou thermique.
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Cette variante est préférée dans le cas d'une décoration étendue comme, par exemple, d'une dimension horizontale (axe X et / ou Y) au moins égale à 15 µm. En effet, pour une même surface, un dépôt par jet d'encre du type électrohydrodynamique est plus long et plus cher à mettre en œuvre par rapport à un dépôt par jet d'encre tel que du type piézo-électrique ou thermique. À la manière d'un émail cloisonné, le (ou les) contour(s) fermé(s) (un contour peut entourer un (ou plusieurs) autre(s) contour(s)) sont imprimés en haute résolution puis l'intérieur (surface principale) de chaque contour est ensuite imprimé en basse résolution ce qui permet un compromis entre un rendu équivalent à une tampographie et une durée globale d'impression plus courte tout en gardant les avantages cités ci-dessus comme notamment personnaliser une pièce de maroquinerie 2 à la demande (mot, signature, dessins, etc.) à coût avantageux.
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L'étape de dépôt peut former un revêtement 2D d'une épaisseur E (direction verticale Z) inférieure à 5 µm. Avantageusement selon l'invention, le dépôt du revêtement 2D peut être d'une épaisseur très fine ce qui permet, notamment, de pouvoir reproduire fidèlement les reliefs de la surface supérieure de l'ébauche 2'. En effet, suivant l'effet esthétique recherché, il peut être souhaité qu'une partie de la lumière incidente soit transmise (transparence partielle) à travers l'épaisseur E du revêtement 2D, 2E pour partiellement reprendre la teinte de la partie sous le revêtement 2D, 2E (telle que l'ébauche 2' de la pièce de maroquinerie 2) pour donner une esthétique particulière. Inversement, il peut être souhaité qu'aucune partie de la lumière incidente ne soit transmise (revêtement 2D opaque) à travers l'épaisseur du revêtement 2D pour donner uniquement la (ou les) teinte(s) du revêtement 2D ou des revêtements 2D, 2E. L'étape de dépôt peut donc former un revêtement 2D d'une épaisseur E (direction verticale) égale, par exemple, à 0,5 µm, 1 µm, 1,5 µm, 2 µm, 2,5 µm, 3 µm, 3,5 µm, 4 µm ou 4,5 µm. Bien entendu, suivant l'application, l'épaisseur E pourrait être supérieure telle que, par exemple, comprise entre 5 µm et 10 µm, sans sortir du cadre de l'invention.
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Ainsi, en fonction de l'épaisseur E et la composition de l'encre, le revêtement 2D, 2E de décoration peut être sensiblement opaque, c'est-à-dire laisse une transmission sur tout le spectre visible humain à travers le revêtement 2D, 2E d'au plus 10 %, telle que, par exemple, 0,5 %, 1 %, 1,5 %, 2 %, 2,5 %, 3 %, 3,5 %, 4 %, 4,5 %, 5 %, 5,5 %, 6 %, 6,5 %, 7 %, 7,5 %, 8 %, 8,5 %, 9 %, 9,5 % ou 10 % et de préférence d'au plus 5 % telle que, par exemple, 0,25 %, 0,5 %, 0,75 %, 1 %, 1,25 %, 1,5 %, 1,75 %, 2 %, 2,25 %, 2,5 %, 2,75 %, 3 %, 3,25 %, 3,5 %, 3,75 %, 4 %, 4,25 %, 4,5 %, 4,75 %, ou 5 %.
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L'étape de dépôt peut être destinée à appliquer plusieurs gouttes 12A adjacentes pour former le revêtement 2D, 2E selon une couche sensiblement plane sur la pièce de maroquinerie 2. On comprend que les gouttes 12A vont former un motif sensiblement horizontal (plan XY) sous la forme d'une couche d'une épaisseur E (direction Z verticale) sensiblement constante. Un tel dépôt peut permettre de former une décoration telle qu'un motif 5 en Superluminova® sur la pièce 1, 2, de former un anneau métallique 9 sur la pièce 4 ou encore pour déposer sélectivement un fluide adhésif pour autoriser le collage de la pièce 2.
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En substitution ou en complément du dépôt précédent, l'étape de dépôt peut être destinée à appliquer plusieurs gouttes 12A superposées pour former le revêtement 2D, 2E selon une couche en relief (épaisseur selon l'axe Z non constante) sur la pièce 1, 2, 4. On comprend que les gouttes 12A vont former au moins un motif sensiblement horizontal (plan XY) sous la forme d'un empilement de couches d'une épaisseur (direction Z verticale) variable en fonction du fluide et du nombre de gouttes 12A empilées au même endroit. Un tel empilement peut permettre d'offrir une épaisseur souhaitée, par exemple, par rapport à une section de conduction électrique ou thermique pour autoriser le soudage ou le brasage, pour offrir une épaisseur bombée pour améliorer l'esthétique (monochromatique ou polychromatique) tel que, par exemple, pour offrir un dégradé de couleurs à partir d'un même fluide (au moins une première goutte étant plus grande qu'au moins une deuxième goutte et déposées au même endroit), pour activer une colle époxy en déposant selon la même localisation les deux constituants de la colle époxy l'un sur l'autre pour autoriser le collage de la pièce 1, 2, 4 ou encore pour déposer un premier constituant sur un premier organe et un deuxième constituant sur un deuxième organe, une activation tel qu'un collage des premier et deuxième organes de la pièce 1, 2, 4 étant obtenu par mise en contact des premier et deuxième constituants.
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L'étape de dépôt peut appliquer des gouttes 12A chacune d'une dimension (diamètre ou hauteur) inférieure ou égale à 10 µm qui est déterminé comme la dimension à partir de laquelle un œil humain, sans instrument de grossissement, n'est plus capable de séparer deux points. Avantageusement, il a été obtenu une dimension (diamètre ou hauteur) de gouttes 12A comprise entre 1 µm et 2 µm à l'aide d'un dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique. L'étape de dépôt peut donc appliquer (déposer) des gouttes 12A chacune d'une dimension (diamètre ou hauteur) égale, par exemple, à 1 µm, 2 µm, 3 µm, 4 µm, 5 µm, 6 µm, 7 µm, 8 µm, 9 µm ou 10 µm. Bien entendu, suivant l'application telle que, par exemple, le collage ou la métallisation, la dimension des gouttes 12A pourrait être supérieure telle que, par exemple, comprise entre 10 µm et 25 µm, sans sortir du cadre de l'invention.
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En réalisant le dépôt du revêtement 2D à l'aide d'un fluide en goutte 12A par jet d'encre du type électrohydrodynamique en un seul passage sur la surface à décorer, l'épaisseur E (direction verticale Z) du revêtement 2D est typiquement de plusieurs centaines de nanomètres (par exemple, entre 400 et 600 nm), car les gouttes 12A s'étalent sur la surface après leur dépôt. Bien entendu, l'épaisseur E (direction verticale Z) du revêtement 2D devient plus importante à chaque passage supplémentaire de dépôt. On comprend l'étape de dépôt du revêtement 2D peut donc comprendre deux passages ou plus afin, par exemple, d'obtenir une épaisseur E (direction verticale Z) du revêtement 2D supérieure à 1 µm.
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L'étape de dépôt peut présenter une résolution au moins égale à 2 500 dpi (points par pouce) avantageusement selon l'invention. Ce paramètre est déterminant pour former une décoration de qualité supérieure. Avantageusement, il a été obtenu une résolution sensiblement égale à 15 000 dpi à l'aide d'un dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique. Une telle résolution permet de repousser les limites actuelles et d'aller au-delà de la capacité de l'oeil à séparer les points. L'étape de dépôt peut donc appliquer (déposer) des gouttes 12A selon une résolution égale, par exemple, à 2 500 dpi, 3 000 dpi, 3 500 dpi, 4 000 dpi, 4 500 dpi, 5 000 dpi, 5 500 dpi, 6 000 dpi, 6 500 dpi, 7 000 dpi, 7 500 dpi, 8 000 dpi, 8 500 dpi, 9 000 dpi, 9 500 dpi, 10 000 dpi, 11 000 dpi, 12 000 dpi, 13 000 dpi, 14 000 dpi ou 15 000 dpi. Bien entendu, suivant l'application telle que, par exemple, le collage ou la métallisation, dans laquelle l'esthétique n'est pas déterminante, la résolution pourrait être inférieure à 2 500 dpi sans sortir du cadre de l'invention.
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L'étape de dépôt peut appliquer (déposer) des gouttes 12A chacune d'un volume inférieur ou égal à 1 pL (picolitres). Plus généralement, les gouttes obtenues avantageusement selon l'invention sont de l'ordre des femtolitres (fL) et non plus des picolitres (pL), c'est-à-dire au moins dix fois moins volumineuses qu'avec les têtes d'éjection connues. L'étape de dépôt peut donc appliquer (déposer) des gouttes 12A d'un volume égal, par exemple, à 0,1 fL, 0,2 fL, 0,3 fL, 0,4 fL, 0,5 fL, 0,6 fL, 0,7 fL, 0,8 fL, 0,9 fL, 1 fL, 2 fL, 3 fL, 4 fL, 5 fL, 6 fL, 7 fL, 8 fL, 9 fL, 10 fL, 20 fL, 30 fL, 40 fL, 50 fL, 60 fL, 70 fL, 80 fL, 90 fL, 100 fL, 150 fL, 200 fL, 250 fL, 300 fL, 350 fL, 400 fL, 450 fL, 500 fL, 550 fL, 600 fL, 650 fL, 700 fL, 750 fL, 800 fL, 850 fL, 900 fL, 950 fL ou 1 000 fL. Bien entendu, suivant l'application telle que, par exemple, le collage ou la métallisation, le volume de chaque goutte 12A pourrait être supérieur à 1 pL sans sortir du cadre de l'invention.
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Les premiers résultats ont pu mettre en avant avec des essais de routine de paramétrage du dispositif 10 en fonction du fluide à déposer devrait permettre d'obtenir des tailles de gouttes plus fines de l'ordre de 0,2 µm.
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À titre d'exemple nullement limitatif, on peut donc imaginer pouvoir obtenir, à l'aide du procédé selon l'invention, des décors en relief ou plat, des impressions sur des surfaces planes ou bombées, des métallisations sélectives, des distributions de lubrifiants, des applications de colles, des personnalisations à la demande, des authentifications, etc. sans changer de dispositif 10. Il est ainsi possible notamment de réalisations des décors diffractifs par l'impression directe sur une ébauche 2' de pièce 1, 2, 4 telle qu'un bouchon 4C de pièce 4 d'écriture ou qu'un fermoir 2C de pièce de maroquinerie 2 de structures submicroniques. On peut aussi imaginer de réalisation des impressions de type OLED par le biais de fluides spéciaux (par exemple quantum dots) sur une pièce 1, 2, 4. Il est également envisageable de réaliser une impression directe de pistes électriques submicrométriques (ou de quelques micromètres) invisible à l'oeil nu permettant le rechargement inductif d'une batterie, la réalisation de dispositifs RFID ou solaires. Enfin, le procédé selon l'invention autorise également l'impression directe de semi-conducteurs et / ou de microlentilles de focalisation pour un dispositif solaire comportant, par exemple, au moins une cellule photovoltaïque.
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L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et variantes présentés et d'autres modes de réalisation et variantes apparaîtront clairement à l'homme du métier. Ainsi, les réalisations ci-dessus sont des exemples. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
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En outre, l'invention ne saurait se limiter aux domaines de la bijouterie, de la joaillerie, de la maroquinerie ou de l'écriture. Ainsi, l'invention pourrait également être appliquée dans d'autres domaines tels que, par exemple, l'horlogerie, les arts de la table, les instruments d'optique ou les armes à feu.
LISTE DES RÉFÉRENCES
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- 1 - pièce de bijouterie ou de joaillerie
- 1A - collier
- 1B -pendentif
- 2 - pièce de maroquinerie
- 2A - lanière
- 2B -passant
- 2C -fermoir
- 2D -revêtement
- 2E -autre revêtement
- 3 - cible intermédiaire
- 3A - trou traversant
- 4 - pièce d'écriture
- 4A - corps principal
- 4B -tête
- 4C -bouchon
- 4D -agrafe
- 5 - motif de décoration
- 9 - anneau métallique
- 10 - dispositif à jet d'encre du type électrohydrodynamique
- 11 - buse
- 12 - ménisque
- 12A - goutte
- 13 - générateur de tension à impulsion
- 14 - conduite d'alimentation en fluide
- E - épaisseur du dépôt