FR2931724A1

FR2931724A1 - Making decorative embossed patterns/markings on smooth surface of object e.g. automobile, by preparing green formulation having e.g. metal charge, forming colored area on surface and applying yttrium aluminum garnet type laser beam on area

Info

Publication number: FR2931724A1
Application number: FR0803084A
Authority: FR
Inventors: Jacques Gaitte
Original assignee: EV CONSULTING
Current assignee: EV CONSULTING
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2009-12-04
Anticipated expiration: 2028-06-03
Also published as: FR2931724B1

Abstract

The method comprises preparing a green formulation comprising a pigment composition and a metal charge, forming a colored area on the surface using the formulation, and applying an yttrium aluminum garnet (YAG) type laser beam on the colored area to form patterns by swelling the colored area along the outline of the beam. The colored area is formed by disposition of the formulation in the material forming an object and in a surface area of an object. The formulation further comprises a binder and the colored area is formed by applying a paint layer on the surface. The method comprises preparing a green formulation comprising a pigment composition and a metal charge, forming a colored area on the surface using the formulation, and applying an yttrium aluminum garnet (YAG) type laser beam on the colored area to form patterns by swelling the colored area along the outline of the beam. The colored area is formed by disposition of the formulation in the material forming an object and in a surface area of an object. The formulation further comprises a binder and the colored area is formed by applying a paint layer on the surface. The surface is prepared to improve the adhesion of the layer on the surface. The colored area is covered with a material layer prior to the application of the laser beam. The pigment composition: in the formulation is present at 10-20 wt.%; comprises a mixture of pigment blue, yellow and black, in proportions arranged to provide green color. The embossed patterns are covered of finish coating after the application of the laser beam. The path of the laser beam is formed by hatching the beam. An independent claim is included for an object with a smooth surface provided with patterns.

Description

L'invention concerne un procédé de réalisation de motifs en relief sur la surface d'un objet, ainsi qu'un tel objet. The invention relates to a method for producing patterns in relief on the surface of an object, as well as such an object.

L'invention s'applique en particulier pour la réalisation d'un décor ou d'un marquage en relief sur la surface lisse d'un objet notamment pour l'automobile, la téléphonie, l'électroménager, la cosmétique, la bagagerie. En outre, l'objet peut être réalisé en matériau polymère, en verre, en textile, en métal. The invention is particularly applicable to the production of a decor or embossed marking on the smooth surface of an object, particularly for automobiles, telephones, household appliances, cosmetics, luggage. In addition, the object can be made of polymer material, glass, textile, metal.

La réalisation de tels objets de façon industrielle s'avère particulièrement 10 complexe et coûteuse à mettre en oeuvre, et ce d'autant plus que l'esthétique des motifs doit être irréprochable. The production of such objects industrially is particularly complex and expensive to implement, especially since the aesthetics of the patterns must be irreproachable.

En particulier, lorsque l'objet est formé par moulage, il est connu de prévoir un moule spécifique dont la surface est pourvue en négatif des motifs à réaliser. 15 Toutefois, cette réalisation s'avère particulièrement contraignante puisqu'elle nécessite des outillages spécifiques. In particular, when the object is formed by molding, it is known to provide a specific mold whose surface is provided in negative patterns to achieve. However, this embodiment proves particularly restrictive since it requires specific tools.

L'invention a pour but de pallier les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment un procédé de réalisation de motifs en relief sur la surface d'un 20 objet, ledit procédé étant particulièrement simple et modulable dans sa mise en oeuvre. En outre, les motifs réalisés présentent une précision et une esthétique particulièrement avantageuses. The object of the invention is to overcome the problems of the prior art by proposing in particular a method of producing patterns in relief on the surface of an object, said method being particularly simple and adaptable in its implementation. In addition, the patterns produced have a particularly advantageous precision and aesthetics.

A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de 25 réalisation de motifs en relief sur la surface d'un objet, ledit procédé comprenant les étapes prévoyant de : préparer une formulation verte comprenant une composition pigmentaire et au moins une charge métallique ; - utiliser ladite formulation pour former une zone colorée sur ladite 30 surface ; appliquer un faisceau laser de 'type Yag sur ladite zone colorée, ladite application étant agencée pour former les motifs par gonflement de ladite zone colorée suivant le tracé dudit faisceau. For this purpose, and according to a first aspect, the invention provides a method of making patterns in relief on the surface of an object, said method comprising the steps of: preparing a green formulation comprising a pigment composition and at least one a metal charge; using said formulation to form a colored area on said surface; applying a Yag laser beam to said colored area, said application being arranged to form the patterns by swelling said colored area along the path of said beam.

Selon un deuxième aspect, l'invention propose un objet comprenant une surface lisse pourvue de motifs en relief qui sont réalisés par mise en oeuvre d'un tel procédé, la hauteur desdits motllfs étant comprise entre 1 et 50 m. According to a second aspect, the invention provides an object comprising a smooth surface provided with relief patterns which are made by implementing such a method, the height of said motifs being between 1 and 50 m.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit de différents modes de réalisation d'un procédé de réalisation de motifs en relief sur la surface d'un objet. L'objet peut être de toute nature, notamment pour une utilisation dans l'automobile, la téléphonie, l'électroménager, la cosmétique, la bagagerie. Other features and advantages of the invention will appear in the following description of different embodiments of a method of producing patterns in relief on the surface of an object. The object can be of any kind, especially for use in the automobile, telephony, home appliances, cosmetics, luggage.

En particulier, les motifs peuvent être sous la forme d'un décor ou d'un marquage à caractère esthétique, ou former une inscription en écriture visuelle ou en braille. Dans un exemple de réalisation, les motifs sont réalisés sur une surface lisse d'un objet, ledit objet étant par exemple formé en matériau polymère moulé par injection, en verre, en textile ou encore en métal. In particular, the patterns may be in the form of an aesthetic decoration or marking, or form an inscription in visual writing or braille. In an exemplary embodiment, the patterns are made on a smooth surface of an object, said object being for example formed of polymer material injection molded, glass, textile or metal.

20 Le procédé selon l'invention prévois: de préparer une formulation verte comprenant une composition pigmentaire et au moins une charge métallique. Par formulation verte, on entend une formulation dont la longueur d'onde correspond à la couleur verte, c'est-à-dire typiquement comprise entre 500 et 578 nm. 25 Selon différentes réalisations, la formulation verte présente au moins l'une des caractéristiques suivantes : - elle comprend un liant de sorte à former une peinture dans laquelle la composition pigmentaire et la charge métallique sont dispersées, par 30 exemple le liant est à base acrylique ; elle comprend une poudre d'aluminium en tant que charge métallique, le pourcentage massique de ladite poudre dans ladite formulation étant inférieur à 1% ;15 - le pourcentage massique de la composition pigmentaire dans la formulation est compris entre 10 et 20 % ; la composition pigmentaire comprend un mélange de pigments bleus, jaunes et noirs, dans des proportions agencées pour conférer la couleur 5 verte. The method according to the invention provides: preparing a green formulation comprising a pigment composition and at least one metal filler. By green formulation is meant a formulation whose wavelength corresponds to the green color, that is to say typically between 500 and 578 nm. According to various embodiments, the green formulation has at least one of the following characteristics: it comprises a binder so as to form a paint in which the pigment composition and the metal filler are dispersed, for example the binder is based on acrylic ; it comprises an aluminum powder as a metallic filler, the mass percentage of said powder in said formulation being less than 1%; the mass percentage of the pigment composition in the formulation is between 10 and 20%; the pigment composition comprises a mixture of blue, yellow and black pigments, in proportions arranged to impart the green color.

On donne ci-dessous des exemples de formulations de peintures vertes, dans lesquels les pourcentages sont exprimés en masse : pigment bleu : entre 5 et 6% ; 10 - pigment jaune (oxyde de jaune) : entre 7 et 8 % ; pigment noir : entre 0,5 et 1 % ; poudre d'aluminium : entre 0,15 et 0,75 % ; le pourcentage restant correspondant au liant acrylique. Examples of green paint formulations are given below, in which the percentages are by mass: blue pigment: between 5 and 6%; Yellow pigment (yellow oxide): between 7 and 8%; black pigment: between 0.5 and 1%; aluminum powder: between 0.15 and 0.75%; the remaining percentage corresponding to the acrylic binder.

15 Après préparation, la formulation est utilisée pour former une zone colorée sur la surface de l'objet qui doit être pourvue des motifs. After preparation, the formulation is used to form a colored area on the surface of the object to be patterned.

Selon une première réalisation, la zone colorée est formée par disposition de la formulation dans le matériau formant l'objet, au moins dans une zone 20 superficielle dudit objet. Pour ce faire, dans le cas d'un objet formé par moulage d'un matériau polymère, la formulation peut être introduite dans le matériau préalablement au moulage de sorte à teindre ledit objet dans la masse. Pour ce faire, on peut utiliser des techniques de type sur moulage, insert-molding (moulage d'insert), bi injection ou tout autre procédé de transformation des 25 polymères. According to a first embodiment, the colored zone is formed by placing the formulation in the material forming the object, at least in a superficial zone of said object. To do this, in the case of an object formed by molding a polymeric material, the formulation may be introduced into the material prior to molding so as to dye said object in the mass. To do this, one can use molding, insert-molding, bi-injection or any other method of polymer processing.

Selon une deuxième réalisation, la zone colorée est formée par application d'une couche de peinture sur la surface de l'objet qui a été préalablement formé, l'épaisseur de ladite couche pouvant être comprise entre 10 et 20 m, 30 notamment entre 12 et 15 m. Pour ce faire, l'application peut être réalisée au pistolet, mais également par tout autre moyen permettant l'application d'une couche de peinture sur la surface d'un objet. According to a second embodiment, the colored zone is formed by applying a layer of paint on the surface of the object which has been previously formed, the thickness of said layer being between 10 and 20 m, especially between 12 and 15 m. To do this, the application can be carried out with the spray gun, but also by any other means allowing the application of a layer of paint on the surface of an object.

En outre, préalablement à l'application de la couche de peinture, la surface de l'objet peut être préparée pour améliorer l'accrochage de ladite couche sur ladite surface, notamment par traitement mécanique de type sablage ou par application d'une sous couche d'un matériau d'accrochage. En outre, le liant peut être agencé pour présenter une bonne affinité avec le matériau formant l'objet, par exemple le liant acrylique est particulièrement adapté pour un objet réalisé en matériau de type acrylonitrile butadiène styrène (ABS) In addition, prior to the application of the paint layer, the surface of the object may be prepared to improve the attachment of said layer on said surface, in particular by mechanical sandblasting treatment or by application of an undercoat of a fastening material. In addition, the binder can be arranged to have a good affinity with the material forming the object, for example the acrylic binder is particularly suitable for an object made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) material.

Selon une variante de réalisation, la zone colorée peut être recouverte d'une couche de matériau, notamment d'un matériau à base de polyuréthane. Par exemple, la couche peut être appliquée sous la forme d'un vernis, conjointement à la peinture ou sur la couche de peinture. En variante, le couche de matériau peut être surmoulée sur la surface de l'objet, par des techniques de sur moulage, d'insert-molding, de bi injection ou par tout autre procédé de transformation des polymères. According to an alternative embodiment, the colored zone may be covered with a layer of material, in particular a polyurethane-based material. For example, the layer can be applied in the form of a varnish, together with the paint or on the paint layer. Alternatively, the layer of material may be overmolded on the surface of the object, by molding techniques, insert-molding, bi injection or by any other process of polymer transformation.

Ensuite, le procédé prévoit d'appliquer un faisceau laser de type Yag sur la zone colorée, ladite application étant agencée pour former les motifs par gonflement de ladite zone colorée suivant le tracé dudit faisceau. Then, the method provides for applying a Yag laser beam on the colored area, said application being arranged to form the patterns by swelling of said colored area along the path of said beam.

En effet, la demanderesse a mis en évidence que l'interaction entre la formulation verte et le faisceau du laser peut induire un gonflement superficielle, ledit gonflement pouvant durcir de sorte à former un motif présentant une esthétique avantageuse. Ainsi, les motifs peuvent être réalisés de façon particulièrement simple, avec une précision et une modularité optimales du fait de l'utilisation d'un faisceau laser. Indeed, the Applicant has demonstrated that the interaction between the green formulation and the laser beam can induce superficial swelling, said swelling being able to harden so as to form a pattern having an advantageous aesthetic. Thus, the patterns can be made in a particularly simple manner, with optimum accuracy and modularity due to the use of a laser beam.

En particulier, le tracé du faisceau peut être obtenu par guidage dudit faisceau au moyen d'un fichier vectoriel, ledit fichier pouvant correspondre au graphisme des motifs à l'échelle 1. In particular, the drawing of the beam can be obtained by guiding said beam by means of a vector file, said file being able to correspond to the graphics of the patterns at scale 1.

Par ailleurs, les motifs en relief peuvent être recouverts d'un revêtement de finition après l'application du faisceau laser. Ainsi, il est possible de peindre les motifs à la couleur souhaitée, notamment avec une couleur autre que le vert, ainsi que de protéger lesdits motifs au moyen d'un vernis de protection. In addition, the relief patterns can be covered with a finishing coating after the application of the laser beam. Thus, it is possible to paint the patterns to the desired color, especially with a color other than green, as well as to protect said patterns by means of a protective varnish.

Selon une réalisation, le tracé du faisceau laser est formé par hachurage dudit 5 faisceau. Par exemple, la longueur d'onde du faisceau laser est de 1 064 nm, le tracé est réalisé avec un faisceau de 0,2 mm suivant un hachurage de 2x45°, une puissance de 98%, une vitesse de 2 000 mm/s et une fréquence de 23 MHz. In one embodiment, the laser beam pattern is formed by hatching said beam. For example, the wavelength of the laser beam is 1064 nm, the plot is made with a beam of 0.2 mm following a hatch of 2x45 °, a power of 98%, a speed of 2000 mm / s and a frequency of 23 MHz.

En mettant en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, il est possible de réaliser un objet comprenant une surface lisse qui est pourvue de motifs en relief, la hauteur desdits motifs étant comprise entre 1 et 50 m. By implementing the method described above, it is possible to produce an object comprising a smooth surface which is provided with patterns in relief, the height of said patterns being between 1 and 50 m.

Cette hauteur varie en fonction des réglages utilisés pour l'application du faisceau laser, ainsi qu'en fonction du graphisme du tracé. En particulier, la hauteur du motif est inversement proportionnelle à sa surface, pour un réglage identique. En outre, on peut réaliser des motifs de hauteur différente sur la surface d'un même objet. This height varies according to the settings used for the application of the laser beam, as well as the graphics of the plot. In particular, the height of the pattern is inversely proportional to its surface, for an identical setting. In addition, patterns of different heights can be made on the surface of the same object.

Par ailleurs, la géométrie de la surface de l'objet doit permettre l'utilisation de la formulation ainsi que l'application du faisceau laser. En particulier, les zones de déformation en volume de l'objet doivent être limitées, par exemple en ne dépassant pas 20 mm de dénivelé. Toutefois, en anamorphosant le fichier de guidage du faisceau laser suivant son tracé, on peut s'affranchir des problèmes de déformation des motifs qui seraient dus au volume de l'objet. Moreover, the geometry of the surface of the object must allow the use of the formulation as well as the application of the laser beam. In particular, the zones of volume deformation of the object must be limited, for example by not exceeding 20 mm in altitude. However, by anamorphosing the guide file of the laser beam along its path, it is possible to overcome the problems of deformation of the patterns that would be due to the volume of the object.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of making embossed patterns on the surface of an object, said method comprising the steps of: - preparing a green formulation comprising a pigment composition and at least one metal filler; - using said formulation to form a colored area on said surface; applying a YAG-type laser beam to said colored zone, said application being arranged to form the patterns by swelling said colored zone along the path of said beam.

2. Method according to claim 1, characterized in that the colored area is formed by the arrangement of the formulation in the material forming the object, at least in a surface area of said object.

3. Method according to claim 1, characterized in that the formulation further comprises a binder so as to form a paint, the colored area being formed by applying a layer of paint on the surface.

4. Method according to claim 3, characterized in that, prior to the application of the paint layer, the surface is prepared to improve the attachment of said layer on said surface.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the colored area is covered with a layer of material prior to the application of the laser beam. 30

6. Method according to claim 5, characterized in that the layer of material is based on polyurethane.25. Process according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the binder is based on acrylic. 8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the formulation comprises an aluminum powder as a metal filler, the mass percentage of said powder in said formulation being less than 1%. 9. Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the mass percentage of the pigment composition in the formulation is between 10 and 20%. 10. A process according to claim 9, characterized in that the pigment composition comprises a mixture of blue, yellow and black pigments, in proportions arranged to impart the green color. 11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the relief patterns are covered with a finishing coating after the application of the laser beam. 12. Method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the pattern of the laser beam is formed by hatching said beam. 13. Object comprising a smooth surface provided with patterns in relief which are made by carrying out the method according to any one of the preceding claims, the height of said patterns being between 1 and 50 m. 20