FR2719805A1 - Method of printing on rigid articles - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne l'impression d'objets par sublimation d'au moins une encre sublimable. The present invention relates to the printing of objects by sublimation of at least one sublimable ink.
Le terme "impression" doit être compris dans un sens large dans le cadre de l'invention, c'est-à-dire englobant tous types de dessins figuratifs, inscriptions, signes, servant à décorer et/ou personnaliser un objet, aussi bien dans un but esthétique qu'informatif. On utilisera dans la suite du texte le terme générique de "motif" pour désigner ces divers types. The term "impression" must be understood in a broad sense within the scope of the invention, that is to say encompassing all types of figurative drawings, inscriptions, signs, used to decorate and / or personalize an object, as well for aesthetic than informative purposes. In the following text, the generic term "motif" will be used to designate these various types.
Lorsqu'il s'agit d'objets dont la forme est stable, qu'ils soient rigides, ou encore déformables (comme des flacons utilisés dans le domaine de la cosmétique, ou autre bouteilles), on peut utiliser une technique d' impres- sion directe de l'objet par exemple par tampographie, sérigraphie, offset), ou une technique d'impression indirecte, selon laquelle un support plan préalablement imprimé du motif désiré est fixé sur l'objet. La technique d'impression indirecte se subdivise en deux familles, la première englobant les techniques d'étiquetage dans lesquelles le support est imprimé sur sa face externe et fixé sur l'objet par sa face interne, et la deuxième utilisant un support essentiellement transparent imprimé sur sa face interne par laquelle ledit support est fixé sur l'objet, ce qui présente l'avantage de protéger le motif imprimé contre les agressions extérieures. On sait en particulier utiliser pour cette deuxième famille des manchons en matière plastique thermorétractable imprimés à plat par héliogravure, flexographie ou sérigraphie. When it comes to objects whose shape is stable, whether rigid, or even deformable (such as bottles used in the field of cosmetics, or other bottles), one can use a printing technique. direct printing of the object, for example by pad printing, screen printing, offset), or an indirect printing technique, according to which a plane support previously printed with the desired pattern is fixed on the object. The indirect printing technique is subdivided into two families, the first encompassing labeling techniques in which the support is printed on its external face and fixed on the object by its internal face, and the second using an essentially transparent support printed on its internal face by which said support is fixed on the object, which has the advantage of protecting the printed pattern against external aggressions. It is known in particular to use for this second family of sleeves made of heat shrinkable plastic printed flat by rotogravure, flexography or serigraphy.
On peut encore faire appel à des techniques de transfert, telles que la décalcomanie, en utilisant un film imprimé et un vernis de transfert, ou encore un transfert à chaud, soit par moletage si le motif est en bande, soit par banderolage si le motif est circonférentiel (en utilisant un support papier imprimé à l'envers et une colle thermofusible, le support jetant banderole sur l'objet, puis chauffé pour transférer le motif)
Dans toutes ces techniques, soit l'objet porte le support du motif imprimé, soit ledit objet est imprimé sur sa surface extérieure.Transfer techniques can also be used, such as decalcomania, using a printed film and transfer varnish, or even hot transfer, either by knurling if the pattern is in a strip, or by wrapping if the pattern is circumferential (using a paper support printed upside down and a hot-melt adhesive, the support throwing a banner on the object, then heated to transfer the pattern)
In all these techniques, either the object carries the support of the printed pattern, or said object is printed on its outer surface.
Les spécialistes de l'impression cherchent de plus en plus à rationaliser les techniques utilisées, pour obtenir de façon industrielle des modes d'impression permettant d'obtenir des motifs à la fois détaillés et fins, et qui résistent aux agressions extérieures, tant mécaniques que chimiques. Printing specialists are increasingly seeking to rationalize the techniques used, in order to obtain printing methods on an industrial scale which make it possible to obtain patterns that are both detailed and fine, and which resist external aggressions, both mechanical and chemicals.
C'est ainsi que des recherches sont actuellement menées sur des techniques d'impression dans la masse, en particulier l'impression par sublimation. This is how research is currently being carried out on mass printing techniques, in particular sublimation printing.
Selon cette technique, un motif imprimé sur un support en utilisant au moins une encre sublimable est transféré à chaud sur une zone prédéterminée d'un objet en pénétrant en profondeur dans la matière de l'objet les composants solides sont vaporisés par la chaleur, et pénètrent dans le réseau moléculaire de la matière de l'objet, en réalisent une impression ou une coloration en se condensant. Ceci suppose naturellement que la matière de l'objet soit compatible avec cette pénétration, ce qui exclut de ce fait certains matériaux tels que les métaux ou le verre, sauf à prévoir un revêtement préalable réalisé en un matériau compatible. According to this technique, a pattern printed on a support using at least one sublimable ink is transferred hot to a predetermined area of an object by penetrating deep into the material of the object, the solid components are vaporized by heat, and penetrate into the molecular network of the object's material, achieve an impression or coloring by condensing. This naturally assumes that the material of the object is compatible with this penetration, which therefore excludes certain materials such as metals or glass, unless a prior coating made of a compatible material is provided.
La technique de sublimation a été surtout développée pour l'impression de matériaux textiles, dans le domaine de l'habillement le transfert est en effet dans ce cas relativement aisé à mettre en oeuvre en utilisant des rouleaux chauffants entre lesquels passent le tissu et le support de motif associé, ledit motif étant en général pré imprimé sur le support avec une encre qui a la propriété de se sublimer à la pression atmosphérique à des températures comprises entre 1400C et 1800C. L'encre est alors imprimée par un procédé offset humide si le support du motif est en papier, ou par sérigraphie Si le support est un tissu tricoté déformable ou une feuille d'aluminium. The sublimation technique was especially developed for the printing of textile materials, in the field of clothing the transfer is indeed in this case relatively easy to implement using heated rollers between which pass the fabric and the support associated pattern, said pattern being generally pre-printed on the support with an ink which has the property of sublimating at atmospheric pressure at temperatures between 1400C and 1800C. The ink is then printed by a wet offset process if the support for the pattern is made of paper, or by screen printing If the support is a deformable knitted fabric or aluminum foil.
Lorsqu'il s'agit par contre d'objets que l'on peut qualifier d'objets "essentiellement rigides", c'est -a- dire rigides, semi-rigides, ou déformables, avec une forme stable, les spécialistes se heurtent à des difficultés importantes pour utiliser cette technique de sublimation, car l'application précise du support devient très délicate, et ce a fortiori si l'objet a une forme complexe, car le support se plisse et déforme le motif avant que celui-ci soit transféré sur l'objet, et l'application d'une pression uniforme est complexe à mette en oeuvre
La technique la plus récente consiste à utiliser comme support de motif un tissu tricoté très déformable, et à placer l'objet ainsi oct-e loppé entre deux membranes élastiques entre lesquelles on fait le vide, le tout étant placé plusieurs minutes dans une enceinte dans laquelle circule de l'air à 200 C. When, on the other hand, they are objects that can be described as "essentially rigid", that is to say rigid, semi-rigid, or deformable objects, with a stable shape, specialists collide to significant difficulties in using this sublimation technique, because the precise application of the support becomes very delicate, and this a fortiori if the object has a complex shape, because the support wrinkles and deforms the pattern before it is transferred to the object, and the application of uniform pressure is complex to implement
The most recent technique consists in using as a pattern support a very deformable knitted fabric, and in placing the object thus oct-e lopped between two elastic membranes between which a vacuum is created, the whole being placed for several minutes in an enclosure in which circulates air at 200 C.
Cette technique permet d'obtenir une pression et une température relativement régulières sur toute la surface de l'objet à imprimer, grâce aux membranes élastiques, mais elle présente l'inconvénient d'être essentiellement manuelle et non automatisable, et donc onéreuse et mal adaptée à une production inoustrielle. De plus, l'exposi- tion systématique de l'objet à une température élevée pendant un temps qui est en général d'au moins une dizaine de minutes limite de facto les types d'objets concernés pour ne pas avoir de risque de déformation dudit objet
Enfin, le tissu servant de support au motif laisse inévitablement apparaître une trace de maillage sur la surface de l'objet, de sorte que la netteté de l'impression n'est jamais parfaite.This technique makes it possible to obtain a relatively regular pressure and temperature over the entire surface of the object to be printed, thanks to the elastic membranes, but it has the disadvantage of being essentially manual and not automatable, and therefore expensive and ill-suited. to an incredible production. In addition, the systematic exposure of the object to a high temperature for a time which is generally at least ten minutes de facto limits the types of objects concerned so as not to have any risk of deformation of said object. object
Finally, the fabric used to support the pattern inevitably reveals a trace of mesh on the surface of the object, so that the sharpness of the impression is never perfect.
L'invention a précisément pour but de proposer une technique d'impression d'objets essentiellement rigides par sublimation qui ne présente pas les inconvénients et limitations précités. The object of the invention is precisely to propose a technique for printing essentially rigid objects by sublimation which does not have the aforementioned drawbacks and limitations.
L' invention a ainsi pour but de réaliser un procédé d'impression de tels objets par sublimation permettant une mise en oeuvre aisément automatisable, avec un résultat d'excellente qualité tant pour la netteté du motif transféré que pour la précision du positionnement de ce motif sur l'objet. The object of the invention is therefore to carry out a process for printing such objects by sublimation allowing an easily automated implementation, with a result of excellent quality both for the clarity of the transferred pattern and for the precision of the positioning of this pattern. on the object.
I1 s'agit plus particulièrement d'un procédé d'impression d'objets essentiellement rigides par sublimation, selon lequel un motif imprimé sur un support en utilisant au moins une encre sublimable est transféré à chaud sur une zone prédéterminée de l'objet en pénétrant en profondeur dans la matière de l'objet, caractérisé en ce qu'on utilise comme support un manchon en matière plastique thermorétractable essentiellement orientée dans le sens transversal, sur la surface interne duquel est imprimé le motif à transférer, et en ce qu ' on chauffe le manchon enfilé sur l'objet pour rétracter ledit manchon et ainsi plaquer le motif contre la zone prédéterminée de l'objet, et on chauffe le manchon rétracté pour l'amener à la température de sublimation de la ou des encres formant le motif et réaliser le transfert dudit motif
Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé, le manchon est enfilé à plat sur l'objet avant d'être rétracté sur ledit objet.It is more particularly a process for printing essentially rigid objects by sublimation, according to which a pattern printed on a support using at least one sublimable ink is transferred hot to a predetermined area of the object by penetrating deep in the material of the object, characterized in that a heat-shrinkable plastic sleeve essentially oriented in the transverse direction is used as support, on the internal surface of which the pattern to be transferred is printed, and in that heats the sleeve threaded on the object to retract said sleeve and thus press the pattern against the predetermined area of the object, and the retracted sleeve is heated to bring it to the sublimation temperature of the ink or inks forming the pattern and transfer the said motif
According to a first embodiment of the method, the sleeve is threaded flat on the object before being retracted on said object.
On peut alors prévoir que le chauffage du manchon est réalisé avec une montée progressive en température, en une étape unique, jusqu'à ce que soit atteinte la température de sublimation. En particulier, le manchon rétracté est maintenu pendant une durée prédéterminée à la température de sublimation, jusqu'à obtention du transfert complet du motif sur l'objet. En variante, on peut prévoir que le manchon est préalablement rétracté sur l'objet dans une première étape, puis dans une étape ultérieure chauffé avec une montée quasi-immédiate en température pour être amené très rapidement à la température de sublimation. It can then be provided that the heating of the sleeve is carried out with a gradual rise in temperature, in a single step, until the sublimation temperature is reached. In particular, the retracted sleeve is maintained for a predetermined period at the sublimation temperature, until the complete transfer of the pattern onto the object. As a variant, it is possible to provide that the sleeve is previously retracted on the object in a first step, then in a subsequent heated step with an almost immediate rise in temperature so as to be brought very quickly to the sublimation temperature.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé, on utilise un gabarit homothétique de l'objet, dont les dimensions sont légèrement supérieures à celles dudit objet, et le manchon est enfilé à plat sur ce gabarit puis chauffé pour être rétracté sur celui-ci, puis retiré à chaud dudit gabarit, ce qui permet de réaliser un manchon thermoformé qui est ultérieurement enfilé sur l'objet puis chauffé pour être rétracté sur ledit objet et être amené à la température de sublimat;on. According to a second embodiment of the method, a homothetic template of the object is used, the dimensions of which are slightly greater than those of said object, and the sleeve is threaded flat on this template then heated to be retracted thereon. ci, then hot removed from said template, which makes it possible to produce a thermoformed sleeve which is subsequently threaded onto the object and then heated to be retracted on said object and brought to the sublimation temperature;
Avantageusement alors, le manchon thermoformé enfilé sur l'objet est chauffé, en une étape unique, avec une montée quasi-immédiate en température pour être amené très rapidement à la température de sublimation. Advantageously then, the thermoformed sleeve threaded onto the object is heated, in a single step, with an almost immediate rise in temperature to be brought very quickly to the sublimation temperature.
Lorsqu'on utilise une montée quasi-immédiate en température, il est intéressant de prévoir que le manchon, éventuellement thermoformé, soit chauffé à une température notablement supérieure à la température de sublimation, et que ce manchon soit maintenu à cette température pendant une durée courte prédéterminée, jusqu à obtention du transfert complet du motif sur l'objet. When using an almost immediate rise in temperature, it is advantageous to provide that the sleeve, possibly thermoformed, is heated to a temperature appreciably higher than the sublimation temperature, and that this sleeve is maintained at this temperature for a short time. predetermined, until the complete transfer of the pattern on the object.
I1 peut s'avérer intéressant d'utiliser un gabarit ayant une extrémité pointue, de façon que le manchon thermoformé présente une queue ou cheminée d'extre- mité permettant d'imprimer une éventuelle partie terminale de l'objet non couverte par le manchon rétracté. It may be advantageous to use a template having a pointed end, so that the thermoformed sleeve has an end tail or chimney making it possible to print a possible end part of the object not covered by the retracted sleeve. .
I1 est par ailleurs possible de prévoir que le manchon est enlevé de l'objet après réalisation du transfert du motif sur ledit objet. I1 is also possible to provide that the sleeve is removed from the object after completion of the transfer of the pattern on said object.
Le manchon peut être alors enlevé à chaud, immédiatement après achèvement du transfert du motif sur l'objet, ou en variante être enlevé à froid, toujours après achèvement du transfert du motif sur l'objet, en tirant sur une languette de déchirement dans le sens longitudinal initialement prévue sur ledit manchon. The sleeve can then be removed hot, immediately after completion of the transfer of the pattern on the object, or alternatively be removed cold, always after completion of the transfer of the pattern on the object, by pulling a tear tab in the longitudinal direction initially provided on said sleeve.
L'invention concerne également un manchon en matière plastique thermorétractable essentiellement orientée dans le sens transversal, spécialement destiné à la mise en oeuvre du procédé d'impression par sublimation précité, ledit manchon portant sur sa surface interne un motif qui a été imprimé en utilisant au moins une encre sublimable. The invention also relates to a sleeve made of heat-shrinkable plastic essentially oriented in the transverse direction, specially intended for the implementation of the above-mentioned sublimation printing process, said sleeve carrying on its internal surface a pattern which has been printed using minus a sublimable ink.
Selon un mode d'exécution particulier, le manchon se présente sous la forme d'un manchon thermoformé homothétique de l'objet sur lequel le motif est à transférer, dont les dimensions sont légèrement supérieures, par exemple de quelques dixièmes de millimètre, à celles dudit objet. According to a particular embodiment, the sleeve is in the form of a thermoformed homothetic sleeve of the object onto which the pattern is to be transferred, the dimensions of which are slightly greater, for example a few tenths of a millimeter, than those said object.
I1 est alors possible de prévoir que ledit manchon présente une extension, par exemple une queue de préhension, destinée à faciliter sa mise en place et/ou son enlèvement à chaud, ou éventuellement imprimer la partie terminale de l'objet. I1 is then possible to provide that said sleeve has an extension, for example a gripping tail, intended to facilitate its positioning and / or its hot removal, or possibly to print the terminal part of the object.
I1 est également possible d'envisager que le manchon présente une languette de déchirement dans le sens longitudinal, disjointe du motif imprimé, destinée à faciliter l'enlèvement à froid dudit manchon. It is also possible to envisage that the sleeve has a tearing tab in the longitudinal direction, disjoined from the printed pattern, intended to facilitate the cold removal of said sleeve.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invent ion apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins schématiques annexés, illustrant des modes de mise en oeuvre particuliers, en référence aux figures où
- la figure 1 illustre un objet à imprimer et le manchon imprimé d'un motif à transférer (ici schématisé par un S)
- les figures 2a et 2b illustrent, en élévation et en vue de dessus, l'objet revêtu de son manchon enfilé à plat
- les figures 3a et 3b illustrent de même la rétraction du manchon suivie du transfert du motif sur l'objet, avec un chauffage réalisé dans un tunnel à défilement d'objets en continu
- la figure 4 illustre l'objet imprimé débarrassé de son manchon
- les figures 5a et 5b illustrent un manchon imprimé à languette de déchirement, respectivement avant d'être enfilé sur l'objet et après rétraction sur ledit objet (avant d'être enlevé de celui-ci)
- la figure 6 illustre un gabarit homologue de l'objet à imprimer et le manchon imprimé d'un motif à transférer, un tel gabarit étant utilisé dans le cadre d'une variante du procédé selon l'invention
- les figures a et 7b illustrent respectivement le gabarit précité, revêtu du manchon imprimé enfilé à plat, et la rétraction de ce manchon sur ledit gabarit
- la figure 8 illustre le manchon thermoformé ainsi obtenu, ici équipé d'une queue de préhension
- les figures 9 et 10 illustrent l'objet revêtu du manchon thermoformé précité, respectivement avant et après sa rétraction sur ledit objet, et la figure 11 illustre l'objet imprimé après enlèvement à chaud du manchon rétracté
- les figures 12a, 12b illustrent schématiquement, respectivement en position d'ouverture et en position de fermeture, deux mâchoires chauffantes utilisables pour effectuer une montée quasi-immédiate en température capable d'amener très rapidement le manchon, thermoformé ou non, à la température de sublimation, permettant d'opérer en quelques secondes seulement le transfert du motif sur l'objet ;
- les figures 13a, 13b illustrent de façon analogue deux mâchoires chauffantes multiples capables d'imprimer simultanément plusieurs objets (ici quatre objets) grâce à une duplication du procédé selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly in the light of the description which follows and the attached schematic drawings, illustrating particular modes of implementation, with reference to the figures where
- Figure 1 illustrates an object to be printed and the sleeve printed with a pattern to be transferred (here diagrammed by an S)
- Figures 2a and 2b illustrate, in elevation and in top view, the object coated with its sleeve threaded flat
- Figures 3a and 3b likewise illustrate the retraction of the sleeve followed by the transfer of the pattern on the object, with heating carried out in a tunnel with continuous scrolling of objects
- Figure 4 illustrates the printed object stripped of its sleeve
- Figures 5a and 5b illustrate a printed sleeve with tearing tab, respectively before being put on the object and after shrinking on said object (before being removed from it)
- Figure 6 illustrates a template homologous to the object to be printed and the sleeve printed with a pattern to be transferred, such a template being used in the context of a variant of the method according to the invention
- Figures a and 7b respectively illustrate the aforementioned template, coated with the printed sleeve threaded flat, and the retraction of this sleeve on said template
- Figure 8 illustrates the thermoformed sleeve thus obtained, here equipped with a gripping tail
- Figures 9 and 10 illustrate the object coated with the aforementioned thermoformed sleeve, respectively before and after its shrinkage on said object, and Figure 11 illustrates the printed object after hot removal of the shrunk sleeve
- Figures 12a, 12b schematically illustrate, respectively in the open position and in the closed position, two heating jaws used to perform an almost immediate rise in temperature capable of bringing the sleeve very quickly, thermoformed or not, to the temperature sublimation, allowing the transfer of the pattern on the object in just a few seconds;
- Figures 13a, 13b illustrate analogously two multiple heating jaws capable of printing several objects simultaneously (here four objects) by duplicating the method according to the invention.
La figure 1 illustre un objet à imprimer 10, réalisé ici sous la forme d'un corps de révolution, ledit objet étant essentiellement rigide. Une zone prédéterminée 12 de sa surface extérieure 11 est destinée à recevoir un motif prédéterminé qui sera transféré à partir d'un support réalisé sous la forme d'un manchon thermorétractable, par sublimation de la ou des encres constituant ledit motif. On distingue un tel manchon cylindrique 15, dont la face interne présente un motif 16, ici en forme de S vu par transparence, imprimé à plat. Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, le motif 16 est donc imprimé avec au moins une encre sublimable apte à un transfert à chaud dudit motif sur la zone prédéterminée 12 de l'objet 10. Le manchon 15 est en matière plastique thermorétractable essentiellement orientée dans le sens transversal. Il s'agit donc d'un manchon analogue à celui qu'on utilise déjà pour l'impression indirecte d'objets essentiellement rigides par thermorétraction d'un manchon transparent, à la différence essentielle près que le motif imprimé est ici réalisé en utilisant au moins une encre sublimable. FIG. 1 illustrates an object to be printed 10, produced here in the form of a body of revolution, said object being essentially rigid. A predetermined area 12 of its outer surface 11 is intended to receive a predetermined pattern which will be transferred from a support produced in the form of a heat-shrinkable sleeve, by sublimation of the ink or inks constituting said pattern. There is such a cylindrical sleeve 15, the internal face of which has a pattern 16, here in the form of an S seen by transparency, printed flat. In accordance with an essential characteristic of the invention, the pattern 16 is therefore printed with at least one sublimable ink capable of hot transfer of said pattern onto the predetermined area 12 of the object 10. The sleeve 15 is made of essentially heat-shrinkable plastic material oriented in the transverse direction. It is therefore a sleeve similar to that which is already used for the indirect printing of essentially rigid objects by heat-shrinking a transparent sleeve, with the essential difference that the printed pattern is here produced using minus a sublimable ink.
Les figures 2a et 2b illustrent le manchon 15 précité enfilé à plat sur l'objet 10, avec un positionnement dudit manchon organisé de telle façon que le motif à transférer 16 se trouve exactement en regard de la zone prédéterminée 12 de l'objet 10. FIGS. 2a and 2b illustrate the aforementioned sleeve 15 threaded flat on the object 10, with a positioning of said sleeve organized in such a way that the pattern to be transferred 16 is located exactly opposite the predetermined area 12 of the object 10.
Les figures 3a et 3b illustrent le chauffage du manchon 15 enfilé sur l'objet 10 pour rétracter ledit manchon, et ainsi plaquer le motif 16 contre la zone prédéterminée 12 de l'objet, puis le chauffage du manchon rétracté pour l'amener à la température de sublimation de la ou des encres formant le motif 16 et réaliser le transfert dudit motif sur l'objet 10. Sur la figure 3b, on a schématisé en 50 deux plaques chauffantes, par exemple des plaques à infrarouges, faisant partie d'un tunnel dans lequel défilent les objets à imprimer, comme schématisé par la flèche 100. Dans un tel mode d'exécution du procédé, le chauffage du manchon 15 est réalisé avec une montée progressive en température, en une étape unique, jusqu'à ce que soit atteinte la température de sublimation de la ou des encres constituant le motif à transférer. Plus précisément, une première étape de chauffage consiste à tout d'abord rétracter le manchon sur l'objet, cette rétraction étant parfaite lorsque l'on atteint une température qui peut être de l'ordre de 12G C, après quoi le manchon est chauffé à une température plus élevée pour atteindre la température de sublimation de la ou des encres constituant le motif, par exemple une température de l'ordre de 1600C. Figures 3a and 3b illustrate the heating of the sleeve 15 threaded onto the object 10 to retract said sleeve, and thus press the pattern 16 against the predetermined area 12 of the object, then the heating of the retracted sleeve to bring it to the sublimation temperature of the ink (s) forming the pattern 16 and carrying out the transfer of said pattern on the object 10. In FIG. 3b, two heating plates, for example infrared plates, are shown diagrammatically as 50 tunnel in which the objects to be printed pass, as shown by the arrow 100. In such an embodiment of the method, the sleeve 15 is heated with a gradual rise in temperature, in a single step, until either the sublimation temperature of the ink or inks constituting the pattern to be transferred is reached. More specifically, a first heating step consists in first retracting the sleeve on the object, this retraction being perfect when a temperature which can be of the order of 12 G C is reached, after which the sleeve is heated at a higher temperature to reach the sublimation temperature of the ink or inks constituting the pattern, for example a temperature of the order of 1600C.
La première phase de cette montée en température réalise ainsi le plaquage du mot If à transférer contre la surface de l'objet, alors que la deuxième phase de montée en température ne correspond plus à aucune déformation du manchon sur l'objet, mais à un apport calorifique et à une pression d'application exercée sur le motif à transférer, ce qui permet d'obtenir la sublimation du motif par un maintien pendant une durée prédéterminée à la température de sublimation, jusqu'à obtention du transfert complet du motif sur l'objet. A titre d'exemple, on pourra prévoir une phase de maintien à 1600C pendant un temps de l'ordre de 12 à 20 mn. Ceci suppose naturellement que le matériau constitutif de l'objet soit capable de supporter un tel traitement thermique sans présenter de déformation sensible de sa paroi. On verra plus loin que dans ce cas le transfert du motif peut encore s effectuer par l'intermédiaire d'un manchon thermoformé sur un gabarit homothétique.The first phase of this rise in temperature thus realizes the plating of the word If to be transferred against the surface of the object, while the second phase of rise in temperature no longer corresponds to any deformation of the sleeve on the object, but to a heat input and at an application pressure exerted on the pattern to be transferred, which makes it possible to obtain the sublimation of the pattern by maintaining it for a predetermined period at the sublimation temperature, until the complete transfer of the pattern onto the 'object. For example, a maintenance phase at 1600C could be provided for a time of the order of 12 to 20 minutes. This naturally presupposes that the material constituting the object is capable of withstanding such heat treatment without exhibiting significant deformation of its wall. We will see later that in this case the transfer of the pattern can still be carried out via a thermoformed sleeve on a homothetic template.
Bien que cela ne soit aucunement obligatoire, il sera en général prévu d'enlever le manchon une fois le transfert du motif sur l'objet réalisé, l'objet imprimé débarrassé de son manchon étant représenté sur la figure 4. Although this is in no way compulsory, provision will generally be made to remove the sleeve once the pattern has been transferred to the object produced, the printed object stripped of its sleeve being shown in FIG. 4.
Si ce retrait est effectué immédiatement après achèvement du transfert du motif, c'est-à-dire à chaud, cette opération est effectuée aisément dans la mesure où la paroi du manchon est encore relativement molle et adhère faiblement à l'objet. On peut toutefois préférer effectuer un enlèvement du manchon à froid après achèvement du transfert du motif sur l'objet. Dans ce cas, il est difficile d'extraire tel quel le manchon refroidi qui adhère alors contre la paroi de l'objet Il est alors avantageux de prévoir, comme cela est illustré sur les figures 5a et 5b, que le manchon 15 soit équlpé d'une languette 17 de déchirement dans le sens longitudinal, dont une extrémité 18 sert de bout de préhension pour réaliser le déchirement du manchon par simple traction sur ladite extrémité, ce qui permet alors d'effectuer aisément le retrait à froid du manchon rétracté par un simple pelage. If this removal is carried out immediately after completion of the transfer of the pattern, that is to say hot, this operation is easily carried out insofar as the wall of the sleeve is still relatively soft and adheres weakly to the object. It is however preferable to carry out a removal of the cold sleeve after completion of the transfer of the pattern on the object. In this case, it is difficult to extract as it is the cooled sleeve which then adheres against the wall of the object. It is then advantageous to provide, as illustrated in FIGS. 5a and 5b, that the sleeve 15 is fitted with 'a tearing tab 17 in the longitudinal direction, one end 18 of which serves as a gripping end for tearing the sleeve by simple pulling on said end, which then makes it easy to carry out the cold withdrawal of the sleeve retracted by a single coat.
Ainsi que cela a été représenté sur la figure 5b, il va de soi que le positionnement du manchon devra être alors tel que la languette 17 soit disjointe du motif 16 imprimé, de façon à ne pas affecter les particules de surface du motif transféré.As shown in FIG. 5b, it goes without saying that the positioning of the sleeve should then be such that the tongue 17 is disjoined from the printed pattern 16, so as not to affect the surface particles of the transferred pattern.
Si le matériau constitutif de l'objet n'est pas adapté pour supporter une exposition d'une dizaine de minutes à une température de 16C0C pour le transfert du motif par sublimation, i est possible de prévoir que l'impression est réalisée en deux temps successifs. Dans ce cas, on réalise tout d'abord la rétraction du manchon 15 sur l'objet 10 dans une première étape, sans dépasser la température nécessaire pour l'obtention d'une rétraction parfaite du manchon sur l'objet, c'est-à-dire par exemple une température de 120OC Ensuite, dans une étape ultérieu- re, on prévoit alors un chauffage avec une montée quasiimmédiate en température pour amener le manchon rétracté très rapidement à la température de sublimation, ce qui permet de limiter à une durée courte, par exemple quelques dizaines de secondes au maximum, l'exposition de l'objet à la température élevée nécessaire pour réaliser le transfert du motif sur l'objet. If the material constituting the object is not suitable for withstanding an exposure of ten minutes at a temperature of 16C0C for the transfer of the pattern by sublimation, it is possible to foresee that the printing is carried out in two stages successive. In this case, the sleeve 15 is retracted first on the object 10 in a first step, without exceeding the temperature necessary for obtaining perfect shrinkage of the sleeve on the object, that is to say ie for example a temperature of 120 ° C. Then, in a subsequent step, heating is then provided with an almost immediate rise in temperature to bring the shrunk sleeve very quickly to the sublimation temperature, which makes it possible to limit the duration short, for example a few tens of seconds maximum, the exposure of the object to the high temperature necessary to effect the transfer of the pattern on the object.
Cette montée quasi-immédiate en température pourra par exemple être réaiisee en utilisant des paires de mâchoires chauffantes telles que les mâchoires 30 illus trées aux figures lOa et iSb qui sont capables, lorsqu'elles sont fermées (figure lOb) d'appliquer une température de l'ordre de 3000C à la surface extérieure du manchon. On obtient ainsi un réchauffetnt très rapide de la paroi de l'objet, qui est favorable au bon transfert du motif sur celui-ci, mais qui ne peut encore initier un début de déformation de la paroi dudit objet. A la place des mâchoires simples des figures lOa et lOb, on pourra utiliser des mâchoires mutiples telles que les mâchoires 30' illustrées aux figures 13a et 13b, afin de traiter simultanément une pluralité d'objets convoyés (la direction du convoyage est là encore notée 100 sur ces figures). This almost immediate rise in temperature can for example be achieved by using pairs of heating jaws such as the jaws 30 illustrated in FIGS. 10a and iSb which are capable, when closed (FIG. 10b) of applying a temperature of around 3000C at the outer surface of the sleeve. A very rapid reheating of the wall of the object is thus obtained, which is favorable to the good transfer of the pattern thereon, but which cannot yet initiate the beginning of deformation of the wall of said object. Instead of the single jaws of Figures 10a and 10b, multiple jaws such as the jaws 30 'illustrated in Figures 13a and 13b can be used, in order to simultaneously process a plurality of conveyed objects (the direction of the conveyance is again noted 100 in these figures).
Conformément à une variante avantageuse du procédé de l'invention, il est prévu de réaliser un manchon imprimé qui est thermoformé dans une étape préliminaire, manchon dont la surface interne est homologue de celle de l'objet à imprimer, mais avec des dimensions légèrement supérieures à celles dudit objet, par exemple de quelques dixièmes de millimètre. Une telle variante est particulièrement intéressante pour obtenir un contact de sublimation parfait, et un contrôle total de lfanamorphisme du motif lors de la rétraction du manchon sur l'objet à imprimer. In accordance with an advantageous variant of the process of the invention, provision is made to produce a printed sleeve which is thermoformed in a preliminary step, a sleeve whose internal surface is homologous with that of the object to be printed, but with slightly larger dimensions. to those of said object, for example a few tenths of a millimeter. Such a variant is particularly advantageous for obtaining perfect sublimation contact, and total control of the anamorphism of the pattern during the retraction of the sleeve on the object to be printed.
Ainsi que cela est illustré sur la figure 6, on utilise alors un gabarit 20 homothétique de l'objet à imprimer, dont les dimensions sont légèrement supérieures à celles dudit objet. En l'espèce, le gabarit 20 présente une extrémité pointue 21, qui permet d'obtenir une extremité effilée du manchon 15 associé après rétraction de celui-ci sur ledit gabarit
Comme illustré sur ia figure 7a, on enfile alors le manchon 15 précédent sur le gabarit 20, manchon sur la surface interne duquel a dejà été imprimé le motif 16 à transférer en utilisant au moins une encre sublimable.As illustrated in FIG. 6, a homothetic template 20 of the object to be printed is then used, the dimensions of which are slightly greater than those of said object. In this case, the template 20 has a pointed end 21, which makes it possible to obtain a tapered end of the associated sleeve 15 after retraction of the latter on said template.
As illustrated in FIG. 7a, the preceding sleeve 15 is then threaded onto the template 20, sleeve on the internal surface of which the motif 16 to be transferred has already been printed using at least one sublimable ink.
Ensuite, on chauffe le manchon 15 pour provoquer sa rétraction sur le gabarit 20 comme cela est illustré sur la figure 7b. Le manchon ainsi rétracté peut être aisément enlevé à chaud du gabarit, et l'on obtient ainsi un manchon thermoformé 15.1 (représenté sur la figure 8) qui a déjà subi une rétraction capable de l amener à une forme très proche de la forme qu'il occupera finalement après rétraction sur l'objet à impritrer Le dégagement du manchon thermoformé 15.1 hors du gabarit 20 est en l'espèce grandement facilité du fait de la présence de l'extension 19, se présentant ici sous la forme d'une queue de préhension, obtenue grâce à l'extrémité effilée 21 du gabarit 20.Then, the sleeve 15 is heated to cause it to shrink on the template 20 as illustrated in FIG. 7b. The sleeve thus retracted can be easily removed when hot from the template, and one thus obtains a thermoformed sleeve 15.1 (shown in FIG. 8) which has already undergone a retraction capable of bringing it to a shape very close to the shape that it will finally occupy after retraction on the object to be imprinted. The release of the thermoformed sleeve 15.1 out of the template 20 is in this case greatly facilitated due to the presence of the extension 19, here being in the form of a tail. gripping, obtained thanks to the tapered end 21 of the template 20.
On peut réaliser ainsi d'avance une réserve de manchons thermoformés 15.1 prêts à être disposés sur les objets à imprimer.A reserve of thermoformed sleeves 15.1 can thus be produced in advance, ready to be placed on the objects to be printed.
Il suffit ensuite d'enfiler le manchon thermoformé 15.1 sur l'objet 1f (figure 9), par exemple en utilisant la queue de préhension 19, puis de terminer la rétraction de ce manchon sur ledit objet (figure 10) , en exerçant, en une étape unique, un chauffage du manchon avec une montée quasi-immédiate en température, de façon que ledit manchon soit amené très rapidement à la température de sublimation. On peut alors utiliser pour cela les mâchoires chauffantes telles que les mâchoires 30 des figures 12a, 12b, ou les mâchoires 30' des figures 13a et 13b. En portant le manchon thermoformé 15.1 à une température notablement supérieure à la température de sublimation, par exemple une température de 300 C, il suffira en général de quelques secondes pour réaliser dans une même passe la fin de la rétraction du manchon et le transfert du motif sur l'objet. La durée du maintien de cette température élevée sera naturellement fonction du motif à transférer, selon que l'on souhaite une profondeur plus ou moins importante de pénétration dudit motif dans la matière constitutive de l'objet. Il est alors aisé de comprendre que l'exposition de l'objet pendant une dizaine de secondes à cette température élevée écartera la plupart du temps tout risque d'initier une déformation de la paroi de l'objet, ce qui n'aurait pas été le cas avec une exposition prolongée à une température comparable à celle de la température de sublimation
Le thermoformage d'un tel manchon intermédiaire sur un gabarit permet un contrôle total de l'anamorphose des impressions. De plus, l'adéquation à la surface extérieure de l'objet permet d'avoir un contact de sublimation parfait sur toute la périphérie de l'objet, ce qui garantit un transfert régulier et précis du motif sur ledit objet. Cette technique suppose naturellement que la forme de l'objet présente un profil sensiblement rectiligne, ou incurvé avec une concavité régulière.It then suffices to thread the thermoformed sleeve 15.1 onto the object 1f (FIG. 9), for example using the gripping tail 19, then to complete the retraction of this sleeve on said object (FIG. 10), by exerting, a single step, heating the sleeve with an almost immediate rise in temperature, so that said sleeve is brought very quickly to the sublimation temperature. It is then possible to use for this the heating jaws such as the jaws 30 of FIGS. 12a, 12b, or the jaws 30 ′ of FIGS. 13a and 13b. By bringing the thermoformed sleeve 15.1 to a temperature markedly higher than the sublimation temperature, for example a temperature of 300 C, it will generally take a few seconds to achieve in one pass the end of the retraction of the sleeve and the transfer of the pattern. on the object. The duration of the maintenance of this high temperature will naturally depend on the pattern to be transferred, depending on whether a more or less significant depth of penetration of said pattern into the material of the object is desired. It is then easy to understand that the exposure of the object for ten seconds to this high temperature will mostly eliminate any risk of initiating a deformation of the wall of the object, which would not have been the case with prolonged exposure to a temperature comparable to that of the sublimation temperature
The thermoforming of such an intermediate sleeve on a template allows total control of the anamorphosis of the impressions. In addition, the suitability for the external surface of the object makes it possible to have perfect sublimation contact over the entire periphery of the object, which guarantees a regular and precise transfer of the pattern on said object. This technique naturally assumes that the shape of the object has a substantially rectilinear profile, or curved with a regular concavity.
Le fait de prévoir une queue ou une cheminée en extrémité du manchon thermoformé peut en outre s' avérer très intéressant pour parfaire l'impression d'une partie terminale de l'objet non couverte par le manchon rétracte: en effet, à la sublimation, la partie du motif qui est adjacente (sans véritablement la contacter) à cette partie terminale de l'objet se transfère grâce à un processus de dépôt par gravité, ce qui évite d'avoir un défaut localisé d'impression. The fact of providing a tail or a chimney at the end of the thermoformed sleeve can also prove to be very advantageous for perfecting the impression of a terminal part of the object not covered by the retracted sleeve: in fact, upon sublimation, the part of the pattern which is adjacent (without actually contacting it) to this terminal part of the object is transferred by a gravity deposition process, which avoids having a localized printing defect.
Lorsque le motif a été transféré, on peut, comme précédemment, procéder à un enlèvement du manchon rétracté, soit à chaud à la fin du processus de transfert, par exemple en utilisant la queue de préhension 19, soit à froid, en prévoyant alors une languette de déchirement dans le sens longitudinal comme cela a été précédemment décrit (variante non représentée,' L'objet imprimé, ainsi débar rassé de son manchon préformé rétracté 15.1, est représenté sur la figure 11. When the pattern has been transferred, it is possible, as previously, to carry out a removal of the retracted sleeve, either hot at the end of the transfer process, for example using the gripping tail 19, or cold, then providing for a tearing tab in the longitudinal direction as previously described (variant not shown, 'The printed object, thus dismantled from its retracted preformed sleeve 15.1, is shown in Figure 11.
L'invention est applicable à l'impression d'objets de type très divers, tant par leur forme que par leur matériau constitutif. Si le matériau constitutif est inadapté à la pénétration des vapeurs d'encre lors de la sublimation, pour un transfert en profondeur dans la paroi de l'objet, on pourra tourner la difficulté en prévoyant un laquage préliminaire de l'objet à imprimer, lequel laquage est quant à lui réalise dans un matériau apte à subir le transfert par sublimation du motif à imprimer. The invention is applicable to the printing of objects of very diverse types, both in shape and in their constituent material. If the constituent material is unsuitable for the penetration of ink vapors during sublimation, for a deep transfer into the wall of the object, the difficulty can be overcome by providing for a preliminary lacquering of the object to be printed, which lacquering is made of a material capable of undergoing the sublimation transfer of the pattern to be printed.
On est ainsi parvenu à réaliser un procédé d'impression d'objets essentiellement rigides par sublimation, permettant une mise en oeuvre aisément automatisable, avec un résultat d'excellente qualité tant pour la netteté du motif transféré que pour la précision du positionnement de ce motif sur l'objet. Le procédé est tout particulièrement intéressant pour l'impression d'objets en matière plastique, bien que d'autres matières soient naturellement envisageables. We thus managed to achieve a process of printing essentially rigid objects by sublimation, allowing an easily automated implementation, with a result of excellent quality both for the sharpness of the transferred pattern and for the precision of the positioning of this pattern. on the object. The method is particularly advantageous for printing plastic objects, although other materials are naturally possible.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut The invention is not limited to the embodiments which have just been described, but on the contrary encompasses any variant incorporating, with equivalent means, the essential characteristics set out above.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20150130 |