WO2006064120A1 - Procede de decoration d'un article et equipement pour la mise en œuvre de ce procede - Google Patents

Procede de decoration d'un article et equipement pour la mise en œuvre de ce procede Download PDF

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Jean-Noël CLAVEAU
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Claveau Jean-Noel
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    • B41M5/38242—Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by the use of different kinds of energy to effect transfer, e.g. heat and light

Definitions

  • the present invention relates to the decoration of articles by the transfer of heat-activatable substances, such as thermo-activatable inks, especially sublimable inks or gilding substances.
  • European Patent EP0451067 relates to a method for decorating the surface of an object by transfer of a decoration using a machine comprising two frames articulated between them, one of whose faces is secured to a deformable membrane elastically to form a sealed enclosure, of the type consisting of:
  • European Patent EP0606189 discloses a machine for sublimating a decoration on objects of any shape, of the kind comprising two frames articulated together and one of their faces is integral with an elastically deformable membrane, characterized in that one at least deformable membranes has preformed pockets able to completely receive each one of said objects to be decorated.
  • European Patent EP0544603 describes a method for decorating the surface of an object by sublimation of ink, characterized in that it consists in: using as a sublimable ink support a material that is sufficiently extensible and permeable to air in order to be able to adapt to the shape of the object to decorate without risk of deterioration of the decor to sublimate;
  • the L'OREAL company has in turn filed the European patent application EP1099569 for a method for applying a decoration to an article comprising the steps of: placing in contact with a face of the article a support coated with an ink sublimable; heating the support by means of heating means to cause the sublimation of the ink and its transfer to the article, while cooling the opposite face of the article using cooling means.
  • the company KOLORFUSION has filed a PCT patent application WO9962722 which relates to a method for applying a decoration to the surface of an object using sublimation ink printing.
  • a heat-shrinkable film with a sublimation ink decoration is used as an ink carrier or as a transfer sheet.
  • an ink carrier or a conventional transfer sheet and an overwrap of film are used. shrink.
  • the film sheet may be provided with seams so as to form an envelope and a decoration with sublimation ink may possibly appear on the inner surface of the envelope.
  • the object to be decorated is disposed inside the film envelope.
  • a conventional transfer sheet it is arranged on the object before the heat-shrinkable film is overpackaged.
  • the object Before printing with sublimation ink, the object can be pre-treated with a coating on which the decoration will be printed.
  • the film envelope is heated so that the film shrinks to fit the surface of the object.
  • the retraction of the film around the object when combined with heat, produces the pressure necessary to transfer the decoration of the film to the surface or coating of the object to be decorated.
  • the film can be held in place as an overpack or removed, as can the conventional transfer sheet having been used, thereby uncovering the newly decorated object.
  • the solutions of the prior art are not totally satisfactory because they require numerous and delicate manipulations to carry out a precise transfer, in particular when the article to receive the transfer is fragile or has complex shapes.
  • the heating necessary for the sublimation of the ink imposes long heat-up times, leading to a heating of the article to be decorated. This is not appropriate for fragile items, or made of temperature sensitive materials.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the solutions of the prior art by proposing an improved method and equipment.
  • the invention relates, in its most general sense, to a method of decorating an article comprising a step of preparing a printing transfer sheet with at least one thermo-activatable ink, a transfer step by application of said sheet on the article to be decorated, and by heating this assembly characterized in that the heating is achieved by dipping the article to decorate associated with the transfer sheet in a bath of nonferrous metal alloy maintained at a temperature nominal for the activation of the heat-activatable ink, and in that said sheet is a sheet of flexible paper.
  • flexible paper sheet is meant a sheet of paper of low stiffness and high bulk, that is to say of low specific gravity.
  • Such papers are used especially in the sanitary and domestic field for the manufacture of disposable tissues, paper towels, toilet paper or toilet paper.
  • said paper sheet is made of cellulose wadding.
  • Cellulose wadding is the paper most frequently used in the sanitary and domestic field, especially in the manufacture of disposable tissues. The grammage is very low.
  • said paper sheet has a grammage of less than 20 g / m 2 .
  • said sheet of paper is a sheet of the type used to make disposable tissues.
  • transfer film Other types have been envisaged: a TEFLON film, a transfer paper sheet used for sublimation fabric decoration, a silicone paper film, a glue, an elastomer, a natural latex, a latex of synthesis or a sheet of natural polyisoprene floques.
  • the flocks consist of cotton fibers, viscose fibers, polyamide fibers, acrylic fibers or polyester fibers.
  • the sheet of flexible paper as defined above has both the advantage of being very inexpensive and can perfectly match the contours of the article to decorate.
  • the bath is formed by an alloy based on antimony, tin, bismuth and lead.
  • the bath is formed by an alloy based on bismuth, lead, tin, cadmium.
  • the bath is formed by a non-ferrous metal alloy comprising bismuth.
  • said heat-activatable ink is a sublimable ink.
  • the heat-activatable ink is a "hot-melt" type ink.
  • the heating for the activation of the ink during the transfer step is provided by a bath of an alloy consisting of bismuth, lead, tin, and cadmium. (Bi 50%, Pb 25%, Sn 12.5%, Cd 12.5%) whose melting point is approximately 70 ° C., maintained at a temperature of approximately 190 ° C.
  • the invention also relates to equipment for carrying out the method characterized in that it comprises a thermostatically controlled tank containing a nonferrous metal alloy bath.
  • the transfer sheet for the implementation of the process is advantageously constituted by a sheet of tissue paper, for example a sheet of cellulose wadding of the type used to make disposable tissues.
  • the sheet is printed with sublimable ink, by a conventional transfer image printing process, such as gravure printing, screen printing or simply printing by an ink jet printer.
  • the image, digitized and processed by a computer, is printed with a special sublimable ink on a printer professional inkjet or any ad hoc printing equipment.
  • Sublimable inks generally consist of molecules of modest sizes and masses, with a compromise between the existence of conjugated double bonds and conjugated rings allowing the molecules to be stained and the reduction in molecular weights so that the molecules are compatible with sublimation.
  • phase-change inks and more particularly hot-melt inks are also conceivable to use, for the printing of the transfer sheet.
  • the printed transfer sheet is then applied to the article to be decorated.
  • the skilled person will know by simple routine tests determine the optimal conditions. For this, he will choose a first temperature and duration, for example 180 ° for 2 seconds, and increment in regular steps, for example in steps of 5 ° C and in steps of 0.5 seconds, until reaching a level in the transfer quality.
  • the heating can be provided by a flow of hot air, a bath in a hot fluid.
  • the assembly formed by the transfer sheet and the article to be decorated is immersed in a non-ferrous metal alloy bath with a low melting point.
  • a non-ferrous metal alloy bath with a low melting point.
  • This is for example an alloy consisting of bismuth, lead, tin, and cadmium. (Bi 50%, Pb 25%, Sn 12.5%, Cd 12.5%) whose melting point is approximately 70 ° C., maintained at a temperature of approximately 190 ° C.
  • the invention can also be implemented for decorating a wire, for example a cable or an electric wire.
  • the wire may come into contact with the transfer sheet made in the form of a strip.
  • the wire runs between a system of rollers located upstream and downstream of the bath.
  • the transfer sheet also scrolls on a system of rollers located upstream and downstream of the bath.
  • the wire and the transfer band come into contact upstream of the bath to plunge together in the heating bath, in which there is a roller guiding inside this bath.
  • the transfer is done inside the bath, and the decorated wire comes out of the bath where it is recovered on a reel.

Landscapes

  • Decoration By Transfer Pictures (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de décoration d'un article comportant une étape de préparation d'une feuille de transfert en ouate de cellulose par impression avec au moins une encre thermoactivable, une étape de transfert par application de ladite feuille sur l'article à décorer, et par chauffage de cet ensemble caractérisé en ce que le chauffage est réalisé par trempage de l'article à décorer associé à la feuille de transfert dans un bain d'alliage de métaux non ferreux maintenu à une température nominale pour l'activation de l'encre thermoactivable. Elle concerne également un équipement pour la mise en oevre de ce procédé.

Description

PROCEDE DE DECORATION D'UN ARTICLE ET EQUIPEMENT POUR LA MISE
EN ŒUVRE DE CE PROCÉDÉ
La présente invention concerne la décoration d'articles par le transfert de substances thermoactivables, telles que des encres thermoactivables, notamment des encres sublimables ou encore des substances de dorure.
Le principe général est connu par plusieurs brevets de l'art antérieur, et en particulier de brevets déposés par le breveté.
Le brevet européen EP0451067 concerne un procédé pour la décoration de la surface d'un objet par transfert d'un décor à l'aide d'une machine comprenant deux cadres articulés entre eux dont l'une des faces est solidaire d'une membrane déformable élastiquement en vue de former une enceinte étanche, du genre consistant :
- à disposer au moins un objet de forme quelconque sur la feuille support en contact avec le décor ;
- à recouvrir l'objet d'une autre feuille support de façon que sa face décorée soit en contact avec ledit objet ;
- à fermer hermétiquement l'enceinte, caractérisé en ce qu'il consiste :
- à coller une couche isolante sur la face de chaque feuille-support opposée à son décor ;
- à placer la feuille-support de manière que sa face décorée soit dirigée vers l'extérieur ; - à disposer au moins un objet sur la feuille-support et plus particulièrement sur le décor à transférer ;
- à recouvrir l'objet d'une seconde feuille-support de façon que sa face décorée soit en contact avec ledit objet ;
- à introduire l'ensemble feuille support et objet dans une enceinte hermétique ;
- à placer l'enceinte en dépression ;
- et à introduire l'enceinte dans un four réglé à une température déterminée afin que les faces décorées des feuilles-support pénètrent par sublimation dans la masse de l'objet.
Le brevet européen EP0606189 décrit une machine pour sublimer un décor sur des objets de forme quelconque, du genre comprenant deux cadres articulés entre eux et dont l'une de leurs faces est solidaire d'une membrane déformable élastiquement, caractérisée en ce que l'une au moins des membranes déformables présente des poches préformées aptes à recevoir complètement chacune un desdits objets à décorer.
Le brevet européen EP0544603 décrit un procédé de décoration de la surface d'un objet par sublimation d'encre, caractérisé en ce qu'il consiste : à utiliser comme support d'encre sublimable un matériau suffisamment extensible et perméable à l'air pour pouvoir s'adapter à la forme de l'objet à décorer sans risque de détérioration du décor à sublimer ;
- à envelopper l'objet dans le support d'encre afin que toutes ses faces soient recouvertes ; - et à placer l'ensemble dans une machine sous vide connue en soi qui est elle-même introduite dans un espace chaud pour provoquer le transfert du décor sur toutes les faces de l'objet à décorer.
La société L'OREAL a de son côté déposé la demande de brevet européen EP1099569 visant un procédé pour appliquer un décor sur un article comportant les étapes consistant à : disposer au contact d'une face de l'article un support revêtu d'une encre sublimable ; chauffer le support à l'aide de moyens de chauffage pour provoquer la sublimation de l'encre et son transfert sur l'article, tout en refroidissant la face opposée de l'article à l'aide de moyens de refroidissement.
La société KOLORFUSION a déposé une demande de brevet PCT WO9962722 qui concerne un procédé permettant d'appliquer une décoration sur la surface d'un objet en utilisant l'impression à l'encre de sublimation. Dans ce procédé, on utilise, comme support d'encre ou comme feuille de transfert un film thermorétractable muni d'une décoration à l'encre de sublimation. Dans un autre procédé permettant d'appliquer une décoration sur la surface d'un objet au moyen de l'impression à l'encre de sublimation, on utilise un support d'encre ou une feuille de transfert classique ainsi qu'un suremballage de film thermorétractable. La feuille de film peut être pourvue de jointures de façon à former une enveloppe et une décoration à l'encre de sublimation peut éventuellement figurer sur la surface intérieure de l'enveloppe. L'objet à décorer est disposé à l'intérieur de l'enveloppe de film. En cas d'utilisation d'une feuille de transfert classique, celle-ci est disposée sur l'objet avant que le film thermorétractable soit suremballé. Avant de procéder à l'impression à l'encre de sublimation, l'objet peut être prétraité au moyen d'un revêtement sur lequel sera imprimée la décoration. L'enveloppe de film est chauffée de façon que le film se rétracte pour s'adapter à la surface de l'objet. La rétraction du film autour de l'objet, lorsqu'elle est combinée à la chaleur, produit la pression nécessaire pour transférer la décoration du film à la surface ou au revêtement de l'objet à décorer. Une fois le transfert par sublimation achevé, on peut maintenir le film en place comme suremballage ou on peut le retirer, tout comme la feuille de transfert classique ayant été éventuellement utilisée, découvrant ainsi l'objet nouvellement décoré.
Les solutions de l'art antérieur ne sont pas totalement satisfaisantes car elles nécessitent des manipulations nombreuses et délicates pour la réalisation d'un transfert précis, en particulier lorsque l'article devant recevoir le transfert est fragile ou présente des formes complexes. Le chauffage nécessaire à la sublimation de l'encre impose des temps de mise en température assez long, conduisant à un échauffement de l'article à décorer. Ceci n'est pas opportun pour des articles fragiles, ou réalisés en des matériaux sensibles à la température. L'objet de la présente invention est de remédier aux inconvénients des solutions de l'art antérieur en proposant un procédé et des équipements améliorés.
À cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale un procédé de décoration d'un article comportant une étape de préparation d'une feuille de transfert par impression avec au moins une encre thermoactivable, une étape de transfert par application de ladite feuille sur l'article à décorer, et par chauffage de cet ensemble caractérisé en ce que le chauffage est réalisé par trempage de l'article à décorer associé à la feuille de transfert dans un bain d'alliage de métaux non ferreux maintenu à une température nominale pour l'activation de l'encre thermoactivable, et en ce que ladite feuille est une feuille de papier souple.
Par feuille de papier souple, on entend une feuille de papier de faible raideur et de fort bouffant, c'est-à-dire de faible masse spécifique. De tels papiers sont utilisés notamment dans le domaine sanitaire et domestique pour la fabrication de mouchoirs jetables, de papier absorbant, de papier de toilette ou de papier hygiénique.
Les procédés de fabrication des feuilles de papier souple sont bien connus et décrits dans de nombreux brevets. Par exemple, la demande de brevet français FR 2 708 453, au nom de KIMBERLY-CLARK CORPORATION, décrit un tel procédé.
Avantageusement, ladite feuille de papier est en ouate de cellulose. La ouate de cellulose est le papier le plus fréquemment utilisé dans le domaine sanitaire et domestique, notamment dans la fabrication de mouchoirs jetables. Le grammage est très faible.
Avantageusement, ladite feuille de papier a un grammage inférieur à 20 g/m2.
Avantageusement, ladite feuille de papier est une feuille du type utilisé pour confectionner des mouchoirs jetables.
D'autres types de film de transfert ont été envisagés: un film de TEFLON, une feuille de papier transfert utilisé pour la décoration de tissu par sublimation, un film de papier siliconé, une colle, un élastomère, un latex naturel, un latex de synthèse ou une feuille de polyisoprène naturel floques. Les flocs sont constitués de fibres de coton, de fibres de viscose, de fibres de polyamide, de fibres acryliques ou de fibres polyester.
Toutefois, la feuille de papier souple telle que définie ci-dessus présente à la fois l'avantage d'être très peu coûteuse et de pouvoir parfaitement épouser les contours de l'article à décorer.
Selon une première variante, le bain est formé par un alliage à base d'antimoine, d'étain, de bismuth et de plomb.
Selon une deuxième variante, le bain est formé par un alliage à base bismuth, plomb, étain, cadmium.
Selon une troisième variante, le bain est formé par un alliage de métaux non ferreux comprenant du bismuth. Selon un mode de réalisation préféré, ladite encre thermoactivable est une encre sublimable.
Selon une variante, l'encre thermoactivable est une encre de type « thermofusible » .
De préférence, le chauffage pour l'activation de l'encre pendant l'étape de transfert est assurée par un bain d'un alliage composé de bismuth, de plomb, d'étain, et de cadmium. (Bi 50%, Pb 25%, Sn 12.5%, Cd 12.5%) dont le point de fusion est d'environ 700C, maintenu à une température d'environ 1900C.
L'invention concerne également un équipement pour la mise en œuvre du procédé caractérisé en ce qu'il comporte un bac thermostaté contenant un bain d'alliage de métaux non ferreux.
L'invention sera mieux comprise à la description d'exemples non limitatifs de mise en œuvre qui suivent.
La feuille de transfert pour la mise en œuvre du procédé est avantageusement constituée d'une feuille de papier en ouate de cellulose, par exemple une feuille d'ouate de cellulose du type utilisé pour confectionner des mouchoirs jetables. La feuille est imprimée avec une encre sublimable, par un procédé d'impression classique de l'image à transfert, tel que l'héliogravure, la sérigraphie ou simplement l'impression par une imprimante à jet d'encre.
L'image, numérisée et traitée par un ordinateur, est imprimée avec une encre spéciale sublimable sur une imprimante jet d'encre professionnelle ou tout équipement d'impression ad hoc.
Les encres sublimables sont constituées généralement de molécules de tailles et de masses modestes, avec un compromis entre l'existence de doubles liaisons conjuguées et de cycles conjugués permettant aux molécules d'être colorées et la minoration des masses moléculaires pour que les molécules soient compatibles avec la sublimation.
Il est également envisageable d'utiliser pour l'impression de la feuille de transfert des encres à changement de phase et plus particulièrement les encres thermofusibles.
La feuille de transfert imprimée est ensuite appliquée sur l'article à décorer.
On procède ensuite à un chauffage à une température et une durée compatible requise pour le transfert de l'encre thermoactivable.
En l'absence d'indications fournies par le distributeur de l'encre thermoactivable, l'homme du métier saura par de simples essais de routine déterminer les conditions optimales. Pour cela, il choisira une première température et durée, par exemple 180° pendant 2 secondes, et incrémentera par pas réguliers, par exemple par pas de 5° C et par pas de 0,5 secondes, jusqu'à atteindre un palier dans la qualité du transfert.
Le chauffage peut être assuré par un flux d'air chaud, un bain dans un fluide chaud. De façon avantageuse, l'ensemble formé par la feuille de transfert et l'article à décorer est plongé dans un bain d'alliage de métaux non ferreux à bas point de fusion. Il s'agit par exemple d'un alliage composé de bismuth, de plomb, d'étain, et de cadmium. (Bi 50%, Pb 25%, Sn 12.5%, Cd 12.5%) dont le point de fusion est d'environ 700C, maintenu à une température d'environ 1900C.
L'invention peut également être mise en œuvre pour la décoration d'un fil, par exemple d'un câble ou d'un fil électrique. Dans ce cas, le fil peut venir au contact avec la feuille de transfert réalisée en forme de bande. Le fil défile entre un système de galets situés en amont et en aval du bain.
La feuille de transfert défile également sur un système de galets situés en amont et en aval du bain. Le fil et la bande de transfert viennent en contact en amont du bain pour plonger ensemble dans le bain de chauffage, dans lequel se trouve un galet assurant le guidage à l'intérieur de ce bain.
Le transfert se fait à l'intérieur du bain, et le fil décoré ressort du bain où il est récupéré sur une bobine.

Claims

REVENDICATIONS
1 — Procédé de décoration d'un article comportant une étape de préparation d'une feuille de transfert par impression avec au moins une substance sublimable, une étape de transfert par application de ladite feuille sur l'article à décorer, et par chauffage de cet ensemble caractérisé en ce que le chauffage est réalisé par trempage de l'article à décorer associé à la feuille de transfert dans un bain d'alliage de métaux non ferreux maintenu à une température nominale pour l'activation de ladite substance sublimable,, et en ce que ladite feuille est une feuille de papier souple.
2 — Procédé de décoration selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite feuille de papier est en ouate de cellulose.
3 — Procédé de décoration selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite feuille de papier a un grammage inférieur à 20 g/m2.
4 — Procédé de décoration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite feuille de papier est une feuille du type utilisé pour confectionner des mouchoirs jetables. 5 — Procédé de décoration d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bain est formé par un alliage à base d'antimoine, d'étain, de bismuth et de plomb.
6 — Procédé de décoration d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bain est formé par un alliage à base bismuth, plomb, étain, cadmium.
7 — Procédé de décoration d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bain est formé par un alliage de métaux non ferreux comprenant du bismuth.
8 — Procédé de décoration d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite substance sublimable est une encre sublimable.
9 — Procédé de décoration d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la substance sublimable est une substance de dorure.
10 — Procédé de décoration d'un article selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage pour l'activation de l'encre pendant l'étape de transfert est assuré par un bain d'un alliage composé de bismuth, de plomb, d'étain, et de cadmium. (Bi 50%, Pb 25%, Sn 12.5%, Cd 12.5%) dont le point de fusion est d'environ 700C, maintenu à une température d'environ 1900C.
11 — Procédé de décoration d'un article selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de défilement d'une feuille de transfert en forme de bande, et de mise en contact en amont du bain d'un fil à décorer.
12 — Équipement pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un bac thermostaté contenant un bain d'alliage de métaux non ferreux.
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