FR2714331A1 - Procédé de traitement et d'impression d'un film en matière plastique, dispositif pour sa mise en Óoeuvre, applicatioons du film plastique coloré et imprimé obtenu par ce procédé. - Google Patents

Abstract

L'invention est relative à un procédé de traitement et d'impression d'un film en matière plastique. Selon l'invention, on prévoit un support (2, 4, 5; 9; 23; 33) comportant des colorants sublimables, et on mène une étape d'impression par transfert en chauffant et en pressant le dit support (2, 4, 5; 9; 23; 33) et le film (1; 11; 21; 31). En outre, on agit sur le film (1; 11; 21; 31) en contrôlant sa micro-porosité pour assurer un transfert et une diffusion homogène et régulière d'au moins une couche de colorant sublimable sur au moins l'une des faces du film.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de traitement et d'impression d'un film en matière plastique, un dispositif pour sa mise en oeuvre, ainsi que des applications du film plastique coloré et imprimé obtenu par ce procédé. Elle trouvera son application dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels il est nécessaire d'imprimer et de traiter superficiellement un film plastique de nature et de dimensions variées.

L'emploi très répandu des films plastiques pose dans un très grand nombre d'applications le double problème de la décoration de ces films, et de la tenue de cette décoration dans le temps, en particulier aux rayons ultraviolets (ut).

Par ailleurs, l'impression d'un décor sur un film plastique pose également le problème du positionnement de ce décor par rapport aux faces dudit film.

Si le décor est placé "dessus", vers l'extérieur, il doit être résistant aux agressions extérieures, dont notamment aux ultra-violets. Une solution réside dans la mise en place d'un vernis, plus ou moins épais, qui va créer une lame de diffraction et rendre ainsi le décor flou. Ce vernis doit aussi être parfaitement transparent.

Par contre, si le décor est placé "dessous", vers l'intérieur, le film plastique, dont la transparence est rarement parfaite, et l'indice de réfraction du film, font obstacle à la bonne visibilité du dit décor.

Par ailleurs, lorsque le film est disposé sur un support, ce qui est souvent le cas, les colorants utilisés pour la confection du décor doivent résister aux agents collants, et aux résines ; c'est le cas par exemple lors de placage ou de coextrusion de stratifiés. En outre, on ne peut pas non plus utiliser dans ce cas de films blancs ou métallisés.

L'utilisation de films plastiques en extérieur, et en particulier dans le domaine du bâtiment, requiert des films, de plastique comme de peinture possédant une structure physique et des couleurs, à haute tenue à la fois aux rayons ultra-violets et aux conditions extérieures climatiques telles que pluie, givre, brouillard salin, ...

Les films plastiques susceptibles d'être utilisés en extérieur doivent donc présenter des caractéristiques très spécifiques.

Cela étant, la technique d'impression par transfert à chaud de colorants dispersés sublimables est un procédé connu qui est notamment exploité industriellement pour permettre l'impression de textiles.

Plus précisément, ce procédé de transfert, encore appelé "impression sublistatique" est surtout utilisé pour l'impression de tissus synthétiques, tels que polyester, polyamides ou acryliques. Il consiste à imprimer en héliographie, flexographie, sérigraphie, ou cadre rotatif, voire même en offset, un papier, présentant des qualités différentes selon le procédé d'impression, avec des encres à base de colorants dispersés qui présentent la capacité de se sublimer à des températures de 190 à 240 OC à la pression atmosphérique.

En posant le papier imprimé sur le tissu, avec une légère pression, et en chauffant le papier et le tissu, à l'aide d'un cylindre chauffant ou d'une calandre chauffante, on obtient la sublimation des colorants générant la création d'un flux gazeux coloré qui va pénétrer à l'intérieur de chaque fibre du tissu.

Plus précisément, l'ensemble papier transferttissu, les encres étant dirigées vers le tissu, est pris en sandwich entre une source de chaleur, placée côté papier, et un tapis presseur, placé côté tissu. Ainsi, le papier et les encres sont chauffés avant le tissu.

L'analyse de ce procédé montre que la chaleur provoque simultanément à la sublimation, l'ouverture de micro-pores de fibres, et de ce fait la pénétration du flux gazeux dans les espaces intermoléculaires de la fibre. Ce phénomène est quasi-instantané compte tenu de la très faible épaisseur de chaque fibre. La durée de l'opération de transfert, dépendant aussi de la vitesse de sublimation des colorants utilisés, est maintenue pendant une durée comprise entre 20 et 35 secondes de manière à permettre la coloration de toutes les fibres y compris les moins accessibles.

Il faut rappeler enfin que ce procédé est utilisé de façon industrielle grâce à des machines de transfert dont la technologique s'apparente beaucoup à des machines de contrecollage comprenant un cylindre chauffant et un tapis presseur ou deux tapis presseur et chauffant.

Or, ce procédé n'a pas trouvé jusqu'à ce jour d'application dans le domaine du traitement des films plastiques puisque cela pose de nombreux problèmes parmi lesquels
- la mauvaise tenue aux ultra-violets de beaucoup de ces films plastiques nécessite de leur faire subir un traitement de surface pour leur conférer une meilleure résistance, ce qui fait obstacle aux possibilités d'impression par transfert,
- l'absence de l'étude détaillée sur les mécanismes de diffusion et de transfert de colorants dans l'épaisseur de ces films plastiques,
- la grande diversité des matériaux utilisés dans la constitution de ces films plastiques qui présentent chacun des propriétés physico-chimiques propres,
- la difficulté d'agir sur les propriétés de ces films pour obtenir une diffusion homogène et régulière d'au moins un colorant en vue de réaliser une impression et/ou une coloration qui tiennent dans le temps.

La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes en proposant un procédé de traitement et d'impression d'un film en matière plastique, qui permette d'obtenir une impression par la technique de transfert de colorants dispersés et sublimables, de manière simple et rapide, quel que soit le type de matériau utilisé, afin de parvenir à la décoration des films plastiques dans leur épaisseur et/ou à un traitement anti-ultra-violets de ce décor et du film traité, ce également dans l'épaisseur.

Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de traitement d'un film plastique par transfert qui utilise un support tel que du papier.

Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de traitement d'un film plastique par transfert qui utilise un support tel qu'une résine.

Un avantage du procédé de traitement et d'impression conforme à l'invention, réside dans le fait qu'il peut être utilisé pour imprimer des films quelle que soit leur épaisseur.

Un autre avantage du procédé de traitement et d'impression d'un film, conforme à l'invention, réside dans le fait qu'il permet également l'impression de films plastiques chargés, armés ou bien encore dont l'une des faces présente un traitement de surface, par exemple aluminisée.

Un autre avantage du procédé de traitement et d'impression, conforme à l'invention, réside dans le fait qu'il permet d'obtenir une impression des deux faces du film, ce qui accroît ses capacités d'utilisation.

Un autre avantage du procédé de traitement et d'impression du film plastique conforme à l'invention réside dans le fait qu'il permet également un traitement de ce film de manière à lui conférer une résistance accrue aux rayonnements ultra-violets.

Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositf, pour la mise en oeuvre du procédé de traitement et d'impression d'un film plastique, conforme à l'invention, qui ne nécessite pas la mise en place de moyens complexes de sorte qu'il peut équiper des chaînes de fabrication d'un type classique et connu actuellement mis en oeuvre pour la fabrication de tels films plastiques.

D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.

Selon l'invention, le procédé de traitement et d'impression d'un film en matières plastiques, dans lequel on prévoit un support comportant des colorants sublimables, et on mène une étape d'impression par transfert en chauffant et en pressant ledit support et le film à traiter, est caractérisé par le fait que l'on agit sur le film plastique en contrôlant sa micro-porosité pour assurer un transfert et une diffusion homogène et régulière d'au moins une couche de colorants sublimables sur au moins l'une des faces du film.

Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé, on prévoit d'utiliser un papier transfert au titre de support des encres sublimables.

Selon une variante de réalisation, on prévoit un support constitué par une résine compatible avec les colorants sublimables.

En outre, selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, on prévoit un traitement du film par des agents anti-ultra-violets lors de l'étape d'impression par transfert.

Par ailleurs, selon l'invention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de traitement et d'impression d'un film en matière plastique, comportant un poste de transfert qui présente des moyens pour chauffer et des moyens pour mettre en contact sous pression d'une part un support comportant des colorants sublimables, et d'autre part, le film, est caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour agir sur ledit film et des moyens pour contrôler la micro-porosité du film, préalablement au transfert, en vue d'assurer une diffusion et une impression homogène et régulière des colorants sur au moins l'une des faces du film.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante et parmi lesquels
- la figure 1 représente schématiquement un premier mode de mise en oeuvre du procédé de la présente invention avec un support transfert du type papier,
- la figure 2 représente une variante du procédé de traitement et d'impression de la présente invention dans lequel le support des colorants sublimables est constitué par une résine,
- la figure 3 montre une variante de réalisation du procédé de la présente invention dans lequel les encres sont supportées par de la résine dans lequel le film est contrecollé sur un autre substrat,
- la figure 4 montre une variante du procédé de la figure 3 dans lequel le produit contrecollé est solidarisé sur le film imprimé par une couche de colle intermédiaire.

La présente invention a pour objet un procédé de traitement et d'impression d'un film à base de matière plastique, un dispositif pour sa mise en oeuvre et des applications du film plastique imprimé obtenu par ce procédé. Elle trouvera son application dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels il est nécessaire de traiter et d'imprimer un tel film.

A titre d'exemple, les films obtenus par la présente invention trouvent des applications qu'ils soient utilisés seuls notamment pour la constitution de voiles, rideaux, stores, revêtements, ... ou qu'ils entrent dans une technique connue d'utilisation des films plastiques tels que plaxage, contrecollage, pelliculage, coextrusion, thermoformage, assemblage sur stratifiés polyester et phénolique, décoration "in mould" et autres.

Cela étant, pour qu'un film plastique puisse être traité et imprimé par le procédé conforme à l'invention, la sélection du film et des résines est basée sur les critères suivants
- résistance à une température de 180 à 240 "C pendant une période de 30 à 40 secondes, sans se déformer, ni se modifier, notamment en ce qui concerne sa couleur, son opacification, ses propriétés physico-chimiques,
- présence d'une structure micro-poreuse présentant des caractéristiques de perméabilité vis-à-vis de la vapeur d'eau et des gaz.

En effet, le transfert est un flux de gaz coloré qui ne peut s'opérer que si le film plastique a une perméabilité
- à l'oxygène de l'ordre de 40 gr/m2/24 H selon les normes ASTME 96,
- à la vapeur d'eau de l'ordre de 80 cm3/m2/24
H selon les normes SLC.

- pour des épaisseurs de films de l'ordre de 12 à 23 microns.

risque le transfert des colorants dans l'épaisseur du film s'apparente à la fois à une diffusion de gaz et de liquide , ces valeurs sont essentielles car
- dans le cas de films très épais, dont l'épaisseur est d'au moins 150 microns, plus le gaz pénètre, plus il risque de se condenser,
- dans le cas de l'utilisation de produits anti-ultra-violets ou d'autres additifs, ceux-ci n'ont pas la capacité de se sublimer. De sorte qu'ils sont portés par le flux gazeux dans un phénomène de diffusion liquide en étant entraînés par l'intermédiaire des gaz colorés sublimés.

Dans le cas de la mise en oeuvre des procédés d'impression par transfert, connus dans le domaine du textile, le transfert s'effectue au niveau de chaque fibre épaisse de quelques 5 à 7 microns en une opération quasiinstantanée. La simple transposition d'un tel procédé au traitement de films plastiques dont l'épaisseur est comprise entre 3 et 250 microns n'est pas envisageable.

En revanche, la présente invention permet le traitement de tels films ce qui repose essentiellement au plan physique sur les trois principes suivants
- la perméabilité d'un film plastique est une fonction exponentielle de la température (loi d'Arrhenius).

Dans ce cas, la température élevée de la sublimation facilite le phénomène de diffusion,
- la quantité de gaz susceptible de diffuser à travers la masse d'un polymère est proportionnelle à la pression du gaz (loi de Henry). Cette pression de gaz est elle-même linéairement fonction de la quantité de colorants disponibles.

La perméabilité d'un film est inversement proportionnelle à son épaisseur, ce qui explique que le poids de colorants étant limité, au-delà d'une certaine épaisseur de films, le phénomène de diffusion va s'interrompre, et qu'en sens inverse, le flux coloré va passer à travers les films les plus minces.

Cela étant, il y a lieu de distinguer le cas des films minces, c'est-à-dire ceux dont l'épaisseur est inférieure ou égale à 50 microns, et le cas des films plus épais, c'est-à-dire ceux dont l'épaisseur est supérieure à 50 microns pour aller jusque 250 microns.

Selon le procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la présente invention, on prévoit un support apte à comporter les encres d'impression constituées à base de colorants dispersés sublimables puis, on va mener une étape d'impression par transfert en chauffant et en pressant ledit support et le film à traiter afin de permettre l'impression.

Selon la caractéristique de la présente invention, on va agir sur le film en contrôlant sa microporosité pour assurer un transfert et une diffusion homogène et régulière d'au moins une couche de colorant sublimable sur au moins l'une des faces du film. En outre, selon une première variante du procédé, on prévoit un support d'encres d'impression à base de colorants sublimables constitué par un papier transfert, apte à être enlevé après le traitement, comme c'est le cas dans les procédés de transfert classiques utilisés dans le domaine du textile.

Dans le cas des films minces, la perméabilité maximale est obtenue dans toute l'épaisseur du film de façon rapide, dans un temps de l'ordre de 3 à 5 secondes.

Si, comme dans les procédés de transfert connus, on place le support papier sur le film plastique, et entre le cylindre chauffant et le film, alors le papier et les colorants seront chauffés avant le film et on ne parviendra pas au résultat recherché puisque les gaz colorés sublimés traversent le film plastique et viennent colorer le tapis transfert.

Pour éviter ce phénomène, selon la présente invention, préalablement on contrôle la micro-porosité du film afin d'éviter les déperditions de couleur.

Dans ce cas, comme le montre la figure 1, le support papier transfert 2 est placé sous le film plastique 1 à l'opposé du cylindre chauffant 3 par rapport au film 1.

Autrement dit, le cylindre chauffant 3, amené à une température de l'ordre de 180 à 210 "C, chauffe préalablement le film 1, et le cylindre chauffant, fait écran réflecteur aux vapeurs colorées et permet la saturation des couleurs dans le film mince en même temps que la meilleure diffusion possible des adjuvants.

Il est à noter que cette façon de procéder évite les pertes de colorants, sensibles en particulier dans les teintes très claires ou très foncées.

Les encres sublimables 4 sont dans ce cas placées entre le film 1 et la feuille de papier 5 du dit support 2. Le tapis pressant 6, lorsqu'il sera placé en contact avec le papier 5 permettra d'engendrer une pression telle que simulée par la flèche 7, tandis que le flux thermique est lui simulé par la flèche 8.

Cela étant, dans le cas des films plus épais, la porosité optimale n'est atteinte qu'après plusieurs secondes. Dans ces conditions, pour obtenir une ouverture préalable des pores, il est nécessaire de placer le support papier transfert 2, 4, 5, aussi sous le film plastique 1, à l'opposé du film 1 par rapport au cylindre chauffant 3.

Cela est illustré à la figure 1.

Dans ces conditions, la sublimation ne commence pas avant l'ouverture des pores dans toute l'épaisseur, et la diffusion n'est pas freinée ni contrariée. En revanche, la diffusion est plus homogène et on évite la présence de zones sur ou sous colorées.

Il est à noter que dans certains cas d'épaisseurs importantes, ou selon la matière du film, il pourra être envisagé de faire un préchauffage du film 1 avant les phases d'impression proprement dites telles que rappelées ci-dessus.

Ainsi, on remarque, bien que cela est inhérent à des raisons différentes, dans le cas des films minces ou dans le cas des films plus épais, c'est toujours le film 1 qui est contigü à la source de chaleur 3, tandis que le support des colorants 2 est placé côté organe de pression 6.

A ce stade, l'invention permet un transfert de gaz colorés sublimés dans l'épaisseur du film plastique.

Pour garantir la fiabilité de la reproduction des couleurs dans des films d'épaisseur variable, ou tout simplement différente, il faut pouvoir maitriser le transfert. Cet objectif passe par la mesure de la profondeur du transfert dans le film plastique dans les conditions habituelles de travail des machines industrielles.

Le transfert dans des films d'épaisseur croissante montre que le flux de gaz sublimé cesse de traverser le film plastique au-delà de 40 à 50 microns, et ce pour des durées de transfert correspondant au fonctionnement industriel, c'est-à-dire de 15 à 30 secondes et de 180 à 230 "C.

Cette épaisseur pourrait être augmentée par des calandres fonctionnant sous vide. Cette limitation a deux conséquences particulières pour les films épais, c'est-àdire supérieurs à 50 microns, à savoir que ces films ont un sens avec un côté saturé de couleur et un côté vierge.

De ce fait, il est possible de
- faire des impressions recto-verso avec deux décors différents pour obtenir des effets de surimposition ou en imprimant un décor d'un côté et un fond de l'autre.

La double impression sur une même face est aussi possible,
- d'obtenir des couleurs unies plus foncées et soutenues en imprimant simultanément les deux faces et en transférant de chaque côté la même densité de colorant.

L'obtention de la couleur souhaitée, c'est-àdire la quantité des vapeurs sublimées et colorées qui doit entrer dans l'épaisseur du film plastique, doit prendre en compte l'épaisseur de ce film et de ce fait la loi de Berr
Lambert qui énonce que pour une concentration donnée de colorants, diffusés dans un produit translucide, la couleur obtenue est une fonction exponentielle de l'épaisseur.

Ceci s'applique de façon différente pour des films minces ou épais et aussi selon la nature du procédé d'impression du film transfert.

En effet, dans le cas d'héliographie, flexographie ou offset la quantité de colorants déposée sur le papier est limitée. En revanche, elle ne l'est pas dans le cas de sérigraphie ou cadre rotatif.

Dans le cas des films minces, la répartition des colorants sera homogène pour des films de 40 à 50 microns. En dessous, dans la configuration de transfert définie ici avant, le film risque d'être saturé et l'intensité de la couleur augmentée.

Dans ces conditions, pour la technique d'héliographie, on procèdera à un encrage plus faible et on règlera la durée du transfert jusqu'à sublimation de tous les colorants.

Dans le cas de sérigraphie ou en cadre rotatif, où l'impression se fait à refus, on pourrait minorer le temps de transfert, ou recueillir l'excédent de couleur dans un papier buvard de protection.

Dans le cas des films plus épais, le flux gazeux ne traversera pas le film et ne dépassera pas la profondeur de 50 microns. En revanche, le préchauffage du film se faisant avant la sublimation, sa durée, fonction de l'épaisseur, augmentera d'autant la durée globale du transfert. C'est pour cela qu'un préchauffage préalable en ligne permet de minorer cette durée.

En outre, on prévoit une mise sous tension du film 1, préalablement à la mise en contact avec le support 2, pour favoriser l'action sur la micro-porosité surfacique du film.

Avantageusement, on régule la température de préchauffage ainsi que la tension du film, la température de préchauffage étant de préférence voisine de la température de sublimation des colorants.

Il faut noter également que la loi de Berr
Lambert ne s'applique pas dans le cas des films épais, car il est certain que la densité de colorants n'est plus la même à 50 microns de profondeur qu'en surface et que du seul point de vue de la couleur, on peut considérer, à densité de colorants constante, tous les films épais, comme un film d'environ 30 microns d'épaisseur thermique et 50 microns d'épaisseur réelle à densité variable de colorant.

La couleur souhaitée peut être obtenue dans la pratique
- en héliographie, lorsque la plus grande partie des colorants a quitté le papier transfert : c'est la même chose pour la flexographie ou l'offset,
- en cadre rotatif et en sérigraphie quand la couleur est obtenue.

Dans ces deux cas, il faut régler la durée du transfert sur la machine report. En outre, que l'on soit en film mince ou en film épais, on peut constater que l'évolution de la température, c 'est-à-dire un accroissement du flux calorifique, entraîne un léger accroissement de la vitesse de transfert.

Cela étant, selon une autre caractéristique du procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la présente invention, on peut prévoir un traitement du film par des agents anti-ultra-violets, lors de l'étape d'impression par transfert. Ce traitement anti-ultra-violet des colorants et du film plastique est réalisable dans l'épaisseur du film à traiter.

Certes, les agents anti-ultra-violets ne sont pas sublimables, mais à la température de sublimation des colorants, et si le film a été préchauffé comme défini ciavant, les agents anti-ultra-violets vont être assez fluides pour être entraînés par le flux de gaz des colorants sublimés et venir comme les colorants sublimés se loger dans les espaces inter-moléculaires du plastique.

Cela amène ainsi une protection simultanée du film dans toute l'épaisseur où il a été décoré mais également une protection des colorants utilisés pour cela.

Pour la mise en oeuvre de ces agents ultraviolets, il est à noter qu'il est possible de les ajouter aux encres d'impression, et on pourra utiliser à titre d'exemple des produits anti-ultra-violets, commercialisés par la Société Ciba Geigy, tels que ceux de la gamme de "Tinuvins".

Cela étant, les "Tinuvins" doivent être utilisés par paire composée d'un absorbeur d'ultra-violets tel que par exemple la référence 1130, à raison de 2 % en sec, et d'un réflecteur d'W tel que par exemple la référence 292 à raison de 1 %. Ces produits ont des poids moléculaires de l'ordre de 600.

En outre, ils résistent aux températures de sublimation et présentent l'avantage de protéger des W autant le film plastique que les colorants qui y sont transférés.

Des premiers tests, réalisés en "weather o meter" montrent que l'on peut atteindre 2.000 à 2.500 heures avant première altération.

Par ailleurs, il est à remarquer que ces produits sont compatibles avec les produits alimentaires.

Il est en outre possible d'utiliser d'autres agents additifs de caractéristiques analogues agissant comme azurants, anti-jaunissement, algicides, bactéricides, inifugeants, ou autres.

Les caractéristiques de la présente invention, décrites ci-dessus, permettent de produire de façon industrielle des films très différents.

EXEMPLE 1 : Film plastique de 6 à 200 microns, transparent.

L'application du procédé de la présente invention tel que schématisé à la figure 1, permet de décorer de tels films dans leur épaisseur, et jusqu'à 40 à 50 microns pour les plus épais.

Ce film, peut être du polyester bi-étiré, du
PVC rigide ou semi-rigide, du PVDF, enduit avec des résines de type epoxy, polyacrylate, méthacrylate, polyester UP, polyester et silicone, polyuréthane. Naturellement, cette liste de films et de résines n'est pas exhaustive.

Dans cet exemple, le film a été décoré à partir d'un papier transfert supportant les encres sublimables.

Sur le plan décoratif, on obtient une grande brillance de couleur et une grande netteté des détails. La répartition des colorants dans toute l'épaisseur du film donne une profondeur de l'impression inégalable par tout autre procédé d'impression.

La nature des colorants dispersés utilisés apporte une parfaite transparence aux couleurs et particulièrement dans les teintes pastels.

Au plan physique, le film auto-protège la décoration car celle-ci se trouve totalement ou en partie dans toute l'épaisseur du film, à savoir 40 à 50 microns, elle résistera très bien aux agressions classiques ou plus spécifiques telles que les agressions chimiques, physiques que n importe quelle impression où l'épaisseur d'impression est limitée à 3 ou 4 microns.

EXEMPLE 2 : Il est à noter que même s'il n'y a pas de traitement anti UV, le seul fait du transfert des colorants apporte une amélioration de la tenue aux UV par rapport au film nu.

Néanmoins, dans ce deuxième exemple, on a repris les caractéristiques de l'exemple 1 avec les différences que l'encre utilisée pour imprimer le papier transfert est traitée anti W comme décrite précédemment avec des produits Ciba Geigy de la gamme des Tinuvins.

EXEMPLE 3 : Les deux exemples précédents ont été menés également avec satisfaction sur un film plastique transparent et brillant ayant subi un traitement chimique ou physico-chimique de matage entraînant une opacification partielle du film.

EXEMPLE 4 : Le procédé de la présente invention a été parfaitement appliqué avec des films aluminisés, et en particulier au polyester bi-étiré et métallisé sous vide. Le transfert des colorants et des produits anti W se fait dans la partie plastique sans détériorer ou détruire la couche métallisée.

Néanmoins, il faut minorer la durée du transfert car la couche aluminisée fait écran thermique et de ce fait peut créer une surchauffe et donner un effet de flou.

La mise en oeuvre de tels films permet d'obtenir des tons métalliques or, bronze, cuivre, ou autre. Elle permet également une impression sans avoir recours à une métallisation ultérieure.

Dans ce cas, on prévoit une métallisation simultanément au transfert en imprimant par exemple, en à plat, un uni jaune pour avoir en final des zones imprimées métallisées or.

EXEMPLE 5 : Dans ce cas, on a traité des films blancs obtenus par incorporation dans la masse de TiO2, de
SiO2, ou de CaCO3, ces films pouvant être brillants ou mâts.

Il est à noter qu'il est également possible de prévoir le traitement anti W, mais néanmoins avec une pénétration des colorants et des additifs légèrement inférieure à celle obtenue dans les films translucides.

En revanche, ces films permettent d'obtenir des noirs profonds ou des couleurs très opaques. En particulier, dans les stratifiés phénoliques, ils peuvent masquer le brunissement inéluctable dans le temps du support phénolique.

EXEMPLE 6 : Dans ce cas, on a imprimé les deux faces du film.

Plus précisément, l'invention permet de décorer un film plastique simultanément recto et verso avec un décor en recto et un fond en verso. Il est en outre possible aussi d'imprimer le recto et le verso avec la même couleur pour obtenir une intensité de couleur plus soutenue, et une protection anti W plus forte.

EXEMPLE 7 : Dans ce cas, le procédé de la présente invention a été mis en oeuvre pour faire de la surimpression, en faisant une deuxième opération de transfert par-dessus la première avec l'emploi de tons plus foncés.

EXEMPLE 8 : Des essais ont été réalisés avec satisfaction en reprenant les films traités tels que décrits précédemment et en leur faisant subir un gaufrage ou tout autre traitement analogue, ce sans détruire ni altérer le décor.

En résumé, il est à noter que le procédé de la présente invention peut être mis en oeuvre sur tous films minces, jusque 250 microns, qui en outre peuvent être bobinables.

Néanmoins, la présente invention peut être également appliquée pour la création de films ou complexes plastiques décorés dans leur épaisseur à l'aide d'un support de colorant du type papier. Néanmoins, selon la caractéristique additionnelle de la présente invention, ledit support peut être constitué par une résine compatible avec les colorants sublimables.

Dans la variante du procédé décrite en regard de la figure 1, au moment de l'impression, la résine de l'encre vient se loger dans les pores du papier, et au moment du transfert, cette résine libère les colorants, tout au moins en partie vers le film. Après le transfert, le papier sur lequel on trouve les excédents de colorants non transférés sont enlevés et jetés.

Dans la seconde variante illustrée à la figure 2, on supprime le recours au papier transfert en imprimant directement le film plastique 11.

Pour ce, préalablement au transfert, on dépose une couche de résine d'impression comportant lesdits colorants sublimables. Cette couche est illustrée par le repère 9 à la figure 2, dans laquelle on a gardé le repère 3 pour la source de chaleur, 6 pour le plateau pressant, 7 pour la simulation de la pression et 8 pour la visualisation du flux thermique.

Comme dans le cas précédent, c'est le film plastique 11 à traiter qui est placé en regard de la source de chaleur, et autrement dit, la couche de résine d'impression 9 est placée à l'opposé de la source.

Outre l'économie réalisée du papier par rapport au cas précédent, on constate que
- les colorants se subliment dans la résine d'impression et migrent de façon naturelle dans les volumes disponibles du film de façon homogène entre la résine et le film. Il en est en outre de même des produits anti W ou autre additif ajouté à la résine d'impression,
- la résine d'impression réagit, selon sa nature, soit en se surréticulant et en optimisant ses caractéristiques, et dans ce cas, cela signifie que son point de ramollissement est supérieur à la température de sublimation des colorants.

Dans le cas contraire, la résine d'impression va se comporter comme une colle réactive à chaud et permettre de façon simultanée au transfert des colorants et produits anti W dans la résine et le film, le collage du film sur son support.

Dans un troisième cas, on peut aussi envisager d'éliminer la résine après qu'elle ait fait son office de support des colorants sublimables. On obtient ainsi à nouveau le film plastique d'origine seul mais décoré (et traité anti ultra violet) dans l'épaisseur.

Dans ce cas, le phénomène de transfert peut être considéré comme un "auto transfert", cela étant simulé à la figure 2 par la flèche 10.

Ce principe d'auto transfert associé à un choix judicieux de la résine d'impression donne naissance à de nombreux films complexes. Différents exemples dans ce sens sont repris ci-dessous.

EXEMPLE 9 : Le procédé de la présente invention permet d'imprimer un film plastique avec une résine, tel qu'un polyacrylate par exemple, dont l'adhésivité au film est parfaite. Cette résine est transparente, autant que le film lui-même. Traitée entre 180 et 200 OC dans les conditions du transfert, elle optimise ses caractéristiques naturelles de brillance, de résistance à la rayure, aux chocs et à un très grand nombre d'agresseurs chimiques.

Les colorants se subliment parfaitement dans la résine et dans le film. Il peut en être de même pour la diffusion des adhésifs anti UV.

Dans ces conditions, on obtient un composite film-résine décoré et traité anti W dans toute son épaisseur. Il est à remarquer également que la résine d'impression utilisée modifie la face du film où elle a été posée lui apportant les caractéristiques souhaitées pour une application qui n'est pas forcément le fait du film plastique.

Cette façon de procéder permet aussi d'optimiser la quantité de colorants pour obtenir les intensités des couleurs souhaitées.

Grâce à l'invention, il est également permis aussi d'accroître l'épaisseur de la résine incolore. On constate que les colorants et produits anti W diffusent également dans cette couche de résine surajoutée.

En ce qui concerne l'impression du film, c'està-dire l'impression de la couche de résine à partir de colorants sublimables, elle peut être réalisée par tout moyens connus tel qu'héliographie, flexographie, sérigraphie, cadre rotatif, ou encore offset.

EXEMPLE 10 : Cet exemple est analogue au précédent mais la résine d'impression à base de polyacrylate est remplacée par un ensemble "Desmodur/Desmophen", commercialisé par la Société Bayer.

On obtient ainsi, mais en phase solvant une résine de surface, qui, lorsqu'elle est réticulée, confère au composite de très grandes qualités de dureté, de résistance à la rayure, à la température et aux ultra-violets, ce dernier point est amélioré par l'incorporation d'additifs anti UV.

Dans les deux exemples précédents, il est à noter que la résine d'impression présentait une température de ramollissement supérieure à la température de sublimation. Cependant, il peut se présenter le cas où la résine d'impression a une température de ramollissement inférieure à la température de sublimation, et où elle se comporte au moment du transfert comme une colle réactivable à chaud.

La figure 4 montre schématiquement une telle mise en oeuvre et dans ce cas, on dispose sous le film repéré 21, au moins un support contrecollé 22, simultanément au transfert et à la diffusion homogène régulière des colorants et/ou des agents.

A la figure 3, on a en outre repéré les éléments communs aux variantes précédentes à savoir la source de chaleur 3, le tapis pressant 6, la flèche de simulation de la pression 7 et la flèche de flux thermique 8.

Lors de la mise en oeuvre de ce procédé, il est à noter que l'on réalise un complexage de la résine 23 et du film 21 simultanément au transfert des colorants et/ou des agents.

Comme on l'a vu précédemment, on agit sur le film et la résine en fonction de sa température de fusion ou de ramollissement et/ou de la température de sublimation des colorants.

Comme les cas précédents, on dispose le film 21 associé à une couche de résine 23, en le plaçant la face supportant les colorants et/ou les agents à diffuser, à l'opposé des organes chauffants 3, puis on exerce sur l'ensemble une pression, le support à contrecoller étant intercalé entre le tapis pressant et la couche de résine 23.

EXEMPLE 11 : La présente invention permet de répondre au cas des films qui doivent présenter des caractéristiques élevées de tenue en extérieur et aux intempéries.

Il convient pour cela d'utiliser une résine fluorée dont les qualités dans ce domaine sont admises sans contester mais dans le cas précis cette résine doit aussi avoir
- une excellente accroche sur les films plastiques traités par le procédé transfert de la présente invention, en particulier PET ou PVC,
- la capacité d'être utilisée comme résine d'impression ou résine de surimpression et d'être à cet égard parfaitement transparente,
- la capacité d'être décorée par transfert de façon parfaite c'est-à-dire d'avoir une tenue en température suffisante,
- la capacité d'avoir une parfaite résistance aux trv par adjonction de "Tinuvins" comme défini précédemment et avec des résultats d'exposition qui permettent d'envisager une tenue aux W en extérieur de 8 à 10 ans pour des épaisseurs de 12 à 20 microns,
- de recevoir le cas échéant d'autres additifs tels qu'azurants ou autres.

A titre d'exemple une résine répondant à l'ensemble de ces critères est celle commercialisée par la
Société ELF ATOCHEM sous l'appellation "XC2000" mais aussi des produits appelés fluorobase de Enichem ou Lumiflon de
Zeneca. L'association de cette résine avec un film polymère, en polyester par exemple, permet ainsi de créer une composition décorable dans toute son épaisseur, totalement anti W et possédant des qualités de tenue en extérieur et aux intempéries de très haut niveau.

La qualité de cette résine permet aussi de l'utiliser dans le procédé de la présente invention. Dans ce cas, le film à protéger est enduit de résine fluorée avant d'être décoré et traité anti UV dans l'épaisseur totale du film de résine et du film plastique comme évoqué ci-dessus.

L'expérience montre que dans ce dernier cas, si l'épaisseur totale du complexe n'excède pas 40 microns, le transfert peut être fait aussi bien par le côté film plastique que par le côté résine fluorée.

Ces deux manières de faire aboutissent à la création d'un composite plastique décoré et traité anti W dans la masse et possédant une très haute tenue aux conditions extérieures. La présence de produits fluorés dans la résine confère au composite obtenu de bonnes qualités anti graffiti.

EXEMPLE 12 : L'impression sur le film plastique 21 est réalisée avec des colorants sublimables et une résine 23 présentant une bonne adhérence avec les papiers et les produits à base de cellulose en général.

Au moment du transfert pratiqué comme rappelé ci-dessus, c'est-à-dire face du film 21 non imprimée contre le cylindre chauffant 3, la résine d'impression 23 se ramollit et va se placer dans les pores des papiers et cartons du support papier 22 à contrecoller.

Dans le même temps, les colorants qui n'ont pas d'affinité naturelle avec la cellulose, et la plupart des adjuvants de papeterie, vont se placer dans l'épaisseur de la résine 23 pour la part non captée par le papier et surtout dans l'épaisseur du film plastique 21.

On peut ainsi considérer qu'en contrecollant un film plastique 21, dont l'épaisseur peut descendre jusqu'à 6 microns, tout en décorant et en traitant ce film plastique, on procède à une opération analogue à celle du couchage du papier dont l'objectif est justement de remplacer la macro-porosité naturelle du papier par une micro-porosité du film de couchage.

On peut parler ainsi d'un "néo-couchage" de type écologique, de façon qu'à ce qu'au recyclage la seule opération de dépelliculage du film de surface laisse le papier support quasi-vierge de colorant et de résine sans qu'il soit besoin de recourir à un désencrage du papier dans la masse, qui est une opération lourde et coûteuse.

Le procédé de la présente invention apporte ici une valorisation du pelliculage en lui donnant une qualité écologique inexistante aujourd'hui et qui consisterait à imprimer d'abord le film puis à contrecoller sur le support papier ou carton 22 au lieu du contraire effectué jusqu'à présent.

Il est à noter que cette façon de faire aurait l'avantage de standardiser l'impression sur un même type de film, de 12 microns par exemple, pour le contrecollage sur des papiers et cartons différents. Il est toutefois à remarquer que l'aspect écologique est de loin le plus attrayant car il évite le désencrage.

EXEMPLE 13 : La présente invention permet également de réaliser un contrecollage simultané à la décoration et/ou au traitement anti W dans l'épaisseur avec d'autres films plastiques.

Ces plastiques doivent répondre aux contraintes déjà évoquées pour le transfert et dans ce cas on constate que les colorants pour une petite part peuvent traverser la colle et venir se placer dans des espaces intermoléculaires du film plastique contrecollé.

Alors, comme dans l'exemple précédent, la quantité de résine d'impression est très suffisante pour assurer, si elle est compatible avec le deuxième film, un contrecollage de qualité sans nuire à la qualité du décor.

Le cas échéant, il est toujours possible de rajouter à l'impression, comme déjà décrit, un "vernis machine" en couleur supplémentaire, incolore, de même nature, ou de nature différente de la résine d'impression.

Dans ce cas, une faible partie des additifs anti W ou autres suit les colorants dans le deuxième film plastique.

EXEMPLE 14 : Le contrecollage, tel que défini dans les deux exemples précédents, peut aussi se faire avec d'autres produits pourvu qu'ils soient bobinables à savoir tissu, voile de verre par exemple.

Dans ce cas, il arrive souvent que la quantité de résine d'impression même augmentée d'un "vernis machine" ne suffise pas à assurer un bon collage.

Alors, et sans nuire à la qualité de la décoration et/ou au traitement anti W du film plastique, il est possible d'utiliser pour le collage un film colle sec compatible avec la résine et le produit à contrecoller.

La figure 4 montre la mise en oeuvre d'un tel procédé dans laquelle on retrouve en 3 le cylindre chauffant, en 6 le plateau presseur, en 7 la flèche simulant la pression et en 8 celle simulant le flux thermique.

Le film plastique est repéré 31 et la couche de résine d'impression, disposée sur le film 31 est repéré à la figure 4 en 33.

La couche de colle 34 est insérée entre le film 31 côté résine 33 et le produit à contrecoller 32.

Naturellement, tous les exemples donnés cides sus ne sont en aucun cas limitatif de la présente invention.

Les applications de ces films sont multiples.

Pour les films associant le contrecollage à la décoration et au traitement anti UV, ces applications sont évidentes.

Par exemple, elles permettent la protection et la décoration du support sur lequel le film décoré et traité est contrecollé.

Dans le cas des autres films, si le film est utilisé seul, les applications concernent le revêtement mural amovible ou non, les rideaux, les stores à lames, abats-jour, voiles de bâteaux ou de planches à voile, ...

Par ailleurs, on peut noter également de nombreuses applications du film dans diverses opérations d'association telles que : coextrusion ou plaxage, contrecollage ou pelliculage, films découpés pour positionnement "in mould".

Avec des films thermoformables et une préparation adaptée du décor, le procédé de la présente invention trouve son application pour la préparation de "peaux" ou "coques" préformées.

En outre, dans la technique des stratifiés, le film polyester, qui servait d'agent de démoulage en film épais réutilisable est intégré au produit une fois décoré et traité anti W. Il se substitue notamment au gel coat.

Une des applications du procédé dans ce sens concerne la fabrication de plaques et/ou de tôles dans le domaine de la construction.

Cela étant, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de traitement et d'impression d'un film à base de matière plastique, selon l'invention, comme le montrent les différentes figures, comporte un poste de transfert qui présente des moyens 3 pour chauffer, et des moyens 4, 6 pour mettre en contact sous pression d'une part un support 2, 4, 5; 9; 23; 33 comportant des colorants sublimables et d'autre part le film 1; 11; 21; 31.

Il comprend en outre des moyens pour agir sur ledit film et des moyens pour contrôler la micro-porosité du film préalablement en transfert, en vue d'assurer une diffusion et une impression homogène et régulière des colorants sur au moins une des faces du film.

Selon la présente invention, les moyens 3 sont constitués par des moyens de préchauffage du film.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement et d'impression d'un film en matière plastique, dans lequel on prévoit un support (2, 4, 5; 9; 23; 33) comportant des colorants sublimables, et on mène une étape d'impression par transfert en chauffant et en pressant ledit support (2, 4, 5; 9; 23; 33) et le film (1; 11; 21; 31), caractérisé en ce que l'on agit sur le film (1; 11; 21; 31) en contrôlant sa micro-porosité pour assurer un transfert et une diffusion homogène et régulière d'au moins une couche de colorant sublimable sur au moins l'une des faces du film.

2. Procédé de traitement et d'impression d'un film support selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit un support (2, 4, 5)) constitué par un papier transfert apte à être enlevé.

3. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit un support (9; 23; 33) constitué par une résine compatible avec les colorants sublimables.

4. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit un préchauffage du film (1; 11; 21; 31) préalablement à sa mise en contact avec le support (2, 4, 5; 9; 23; 33), pour agir sur sa micro-porosité.

5. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on régule la température de préchauffage du film (1; 11; 21; 31) à une température voisine de la température de sublimation des colorants.

6. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (2, 4, 5; 9; 23; 33) est placé sous le film plastique (1; 11; 21; 31) à l'opposé du cylindre du support (3) par rapport au film.

7. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dispose le film (21; 31) associé à une couche de résine (23; 33) en plaçant la face supportant les colorants et/ou les agents à diffuser à l'opposé des organes chauffants (3) puis on exerce sur l'ensemble une pression, un support (22; 32) à contrecoller étant intercalé entre le plateau presseur (6) et la couche de résine (23; 33).

8. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on dispose le support (22) à contrecoller simultanément au transfert et à la diffusion homogène et régulière des colorants et/ou des agents.

9. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on réalise un complexage de la résine (23; 33) et du film (21; 31) simultanément au transfert des colorants et/ou des agents.

10. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on agit sur le film (21; 31) et sur la résine en fonction de sa température de fusion ou de ramollissement et/ou de la température de sublimation des colorants.

11. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on prévoit une métallisation simultanément au transfert.

12. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on imprime les deus faces du film.

13. Procédé de traitement et d'impression d'un film plastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prévoit un traitement du film par des agents antiultra-violets lors de l'étape d'impression par transfert, lesdits agents étant portés par le flux gazeux, dans un phénomène de diffusion liquide entraîné par les gaz colorés sublimables.

14. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de traitement et d'impression d'un film à base de matière plastique selon la revendication 1, comportant un poste de transfert qui présente des moyens pour chauffer (3) et des moyens (6) pour mettre en contact sous pression d'une part un support (2, 4, 5; 9; 23; 33), comportant des colorants sublimables et d'autre part le film (1; 21; 31), caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (5) pour agir sur ledit film et des moyens pour contrôler la microporosité du film préalablement au transfert, en vue d'assurer une diffusion et une impression homogène et régulière des colorants sur au moins l'une des faces du film.

15. Dispositif de traitement et d'impression d'un film support selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens (5) sont constitués par des moyens de préchauffage du film.

16. Application du procédé selon la revendication 1 pour la fabrication de films en matière plastique imprimée.

17. Application du procédé selon la revendication 1 pour la fabrication de plaques et/ou de tôles stratifiées, dans le domaine de la fabrication des matériaux de construction.