Brevet FR2548576A1 — publié le 19850111

a. 2548576 La présente invention concerne un procédé de transformation (modification de la forme) et d'impression par transfert de produits semifinis comportant au moins un revêtement superficiel en matière plastique susceptible de changer de forme, ou bien constitués entièrement par une matière thefmopiastique, l'impression par transfert de la surface du produit semi-fini étant effectuée au cours du processus de transformation. L'impression par transfert de surfaces laquées (ou vernies) d'objets solides, par exemple des bandes ou feuillards de 10 tôle, est décrite dans la DE-A 29 14 704 On effectue l'impression par transfert en faisant passer la tôle vernie et un papier d'impression par transfert par une calandre. Selon la DE-A 26 42 350, on groupe les opérations d'impression par transfert et de revêtement d'un objet solide en plaquant une feuille de matière thermoplastiqué à la surface de l'objet solide et en transférant en même temps des colorants dans la couche plastique appliquée à partir d'un support de couleurs appelé ci-aprèssupport couleur On peut utiliser, pour le placage, différents procédés usuels comme, par exemple, le pla20 cageà haute fréquence ou par ultrasons, ou bien le soudage à l'air chaud. Dans la demande de brevet allemand P 32 44 355 2, on décrit un procédé d'impression par transfert d'objets solides en matière plastique ou pourvus d'une couche superficielle de laque 25 ou de matière plastique à partir d'un support couleur plan à une température appropriée pour le transfert des colorants, dans lequel on appuie le support couleur plan pendant le transfert des colorants sur la surface à imprimer au moyen d'une pression gazeu- se supérieure à la pression atmosphérique, la surface étant maintenue à une température inférieure à la gamme correspondant à l'état thermoplastique. On décrit un mode d'exécution particulier du procédé de la demande P 32 44 355 2 dans la demande de brevet allemand P 33 10 432 8 Selon ce procédé, pour réaliser des dessins se composant de zones de surface imprimées et non-imprimées, on ne fait agir la pression gazeuse que dans une zone limitée sur une partie de la face postérieure du support couleur. Le procédé d'impression par transfert s'avère d'abord être spécifique à l'impression de surfaces planes d'objets tels que des plaques, des bandes ou des feuilles Dans de nombreux cas, la surface imprimée plane des objets correspond effectivement aux objectifs ainsi poursuivis. Dans la demande de brevet allemand P 32 44 355 2, on indique qu'on peut aussi imprimer des objets incurvés, bombés, ou d'une autre conformation tridimensionnelle, par le procédé qui y est proposé, par exemple des tubes, des dômes, des éléments sanitaires, des enseignes lumineuses, des pièces moulées par injec20 tion, etc En outre, ce procédé serait applicable à -des mousses de stabilité thermique suffisante, par exemple des mousses d'imides polyméthacryliques Une autre catégorie d'objets imprimés est représentée par ceux qui comprennent une couche superficielle de matière plastique, par-exemple une feuille laminée ou une couche 25 de laque, sur un substrat constitué par une autre matière, comme par exemple du métal (tôle), une matière céramique, du verre, des plaques en amiante-ciment (fibrociment), du cuir, du bois, des panneaux de particules ou de fibres dures (panneaux durs), du papier ou du carton, la couche plastique à imprimer devant présenter une épaisseur d'au moins 10 microns, de préférence de microns à un millimètre. On peut en principe modifier la forme d'un produit semifini imprimé par transfert, dans la mesure o le produit semifini lui-même se prête au travail de formage La transformation 35 sous l'effet de la chaleur de la forme d'un produit semi-fini thermo-plastique, par exemple, suppose une stabilité à la chaleur et à l'oxydation suffisante des colorants utilisés, qui est cependant en général garantie Il se produit en général cependant, comme conséquence du changement de forme de produits semi-finis 3 2548576 imprimés, dans la mesure o l'image obtenue lors de l'impression du produit semi-fini comprend une information perceptible (par exemple, une légende, une image, un ornement, un dessin, un décor), une déformation géométrique souvent inacceptable. Par suite, l'invention a pour objet un procédé de fabrication, dans la mesure du possible en un seul stade, à partir du produit semi-fini se présentant en général sous forme plane, comme des panneaux plans ou des plaques planes, d'objets de forme tridimensionnelle stable dont une surface contienne au moins en 10 partie des informations appliquées par impression. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on modifie la forme d'un produit semi-fini se trouvant à une température de changement de forme, en appliquant la pression ou le vide au moyen d'un outil de modelage dans lequel, à la différence 15 des outils courants, le contre-moule correspondant à la surface du produit semi-fini devant recevoir l'impression est réalisé de façon à pouvoir être chauffé et est chauffé à la température appropriée pour le transfert de colorants, et la surface du contremoule comporte une couche cohérente de matière susceptible d'absor20 ber de i'eau,légèrement humidifiée, au-dessus de laquelle est disposé le support couleur plan approprié pour l'impression par transfert, constituant une autre couche, la surface du produit semifini étant amenée au contact du support couleur sous l'effet de la pression ou du vide. Selon une variante de l'invention, le contre-moule peut être réalisé sous la forme d'une plaque chauffante ou d'un liquide chauffable et il est isolé de la paroi contiguë de l'outil de transformation par une couche calorifuqe. Lorsque le produit semi-fini est en résine acrylique, il 30 est avantageux de le maintenir à une température de changement de forme de 155 à 180 C. D'autres variantes et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre d'un exemple d'exécution non limitatif représenté en coupe sur la figure unique 35 du dessin annexé. Les supports couleur plans 6, que l'on utilise couramment en impression textile ou dans d'autres procédés d'impres- 4 2548576 sion par transfert, conviennent aussi pour le procédé selon l'invention On peut les imprimer en une seule couleur, ou bien en une ou plusieurs couleurs suivant des dessins ou des motifs quelconques On les réalise en général sur papier par les procédés 5 d'héliogravure, d'impression offset ou de sérigraphie, mais on utilise aussi comme matériau de support, des feuilles plastiques ou métalliques Pour l'impression, on utilise des colorants spéciaux sublimables qui ont une affinité suffisante pour la matière plastique à imprimer. La surface destinée à l'impression correspond, en général, à la surface de contact du contre-moule 3, mais on peut aussi prévoir de n'imprimer qu'une partie du produit semi-fini 1 moulé au moyen du contre-mole 3 Il peut aussi convenir d'utiliser des supports couleurs 6 constitués par des sections sépa15 rées qui s'adaptent mieux qu'une pièce d'un seul tenant à la surface du contre-moule 3 Il est également intéressant d'effectuer l'impression avec des moules, éléments et motifs séparés qui peuvent se présenter sous la forme de supports couleur plans ou bien être découpés ou estampés, comme par exemple des lettres, 20 des paraphes, des symboles, des blazons, etc. Lorsque les contre-moules ont une courbure sphérique, sont concaves ou convexes, des supports couleur 6 constitués par des moules en matière plastique élastique peuvent être avantageux. Pour ne pas amoindrir le brillant de la surface à imprimer, on peut avantageusement saupoudrer le support couleur-6 d'un agent de démoulage liquide ou finement divisé comme le talc. La plupart des colorants d'impression par transfert se subliment entre 100 et 300 C, er particulier entre 150 et 2500 C. 30 La température du contre-moule 3 est ajustée sur la température de sublimation En général, la température est comprise dans l'intervalle de 180 à 300 C, de préférence de 200 à 260 C On peut effectuer le chauffage du contre-moule au moyen d'une source de chaleur incorporée ou extérieure. On cherche en général à ce que le colorant pénètre dans la surface à imprimer à une profondeur de 20 à 100 microns environ, Des colorants d'impression par transfert appropriés sont mentionnés par exemple dans la Revue Bayer Farben Na 8 ( 1964), Na 9 ( 1970), N 2 29 ( 1977), Bayer AG, Leverkusen, La durée de contact entre la surface du contre-moule 3 et la surface (à imprimer) du produit semi-fini 1 au cours du processus de transformation peut être comprise entre une valeur s'exprimant en secondes et quelques minutes En général, on ob5 tient de bons résultats avec des durées de contact comprises entre 10 secondes et 5 minutes, de préférence égales à une minute. La mise en oeuvre technique du procédé est, par ailleurs, calculée très étroitement sur les procédés de transformation connus pour les substrats du procédé, en particulier les matières 10 thermoplastiques. En général, le produit plastique semi-fini se présente sous la forme de plaques planes ou de panneaux plans, de 1 à 10 mm d'épaisseur. On préfère particulièrement un produit semi-fini de verre acrylique ("Plexiglas"), de polycarbonate, de po-lyoléfines comme le polyéthylene ou le polypropylene, de chlorure de polyvinyle, de polystyrène, d'éthers et esters cellulosiques, de polyamides, de polyacétates, etc. Il faut adapter dans chaque cas les températures de chan20 gement de forme aux caractéristiques connues des matières plastiques dont on doit modifier la forme Pour le polycarbonate, la température de changement de forme est, de façon appropriée, de 210 C, et de 155 à 165 C pour le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) extrudé. On va décrire à présent le procédé avec davantage de détails ci-après. La couche cohérente 5 en matière susceptible d'absorber de l'eau est, en général, constituée par une matieère fibreuse suffisamment résistante, comme les textiles ou, de préférence, le pa30 pier ou le carton, en particulier le papier-filtre En général, sa teneur en eau est de 0,0085 + O,oo 001 g par cm 2 de couche. L'épaisseur de couche est couramment comprise entre O,1 et 1 mm, de préférence entre 0,4 et 0,5 mm. On fait d'abord passer le produit plastique semi-fini 1, 35 se présentant surtout sous la forme de plaques ou de panneaux, à l'état thermoélastique sur toute sa surface par chauffage. En général, on chauffe le produit semi-fini (préséché) à l'étuve et/ou au moyen de sources de chaleur telles que des radiateurs à rayons infrarouges à la température prévue On maintient également le contre- moule 3 à la température voulue Au5 dessus de lui, on trouve la couche cohérente 5 en matière susceptible d'absorber de l'eau, à l'état humidifié et, au-dessus d'elle, le support couleur plan 6 Le produit semi- fini 1 fixé dans la station de modelage (courante) est alors transformé au moyen d'un outil de façonnage ou par le vide, la surface 4 du produit semi-fini étant appuyée sur le support couleur plan 6 en tant que couche supérieure placée sur le contre-moule 3 Lorsqu'on effectue le changement de forme dans une station de moulage par le vide, on opère en général à une pression de 100 à 200 mm de mercure Lorsqu'on utilise la pression, on opère en général 15 dans un intervalle de 0,5 à 6 bars, de préférence de 1 à 2 bars. Apres la durée de séjour prévue, on effectue alors le démoulage. Le procédé selon l'invention permet de modifier la forme de produits semifinis et d'effectuer l'impression par le procédé d'impression par transfert en une seule phase Le procédé 20 selon l'invention présente, comme caractéristique essentielle, la présence de la couche cohérente 5 en matière susceptible d'absorber de l'eau, à l'état légèrement humidifié, La mise en oeuvre de la transformation sans tenir compte de cette caractéristique entraîne, en général, des résultats complètement insa25 tisfaisants Les produits obtenus par ie procédé selon l'invention se caractérisent généralement par une coloration fraîche et intense, un poli ou un lustre superficiel, la durabilité de la coloration en cours d'utilisatiin, etc Ce qui est également important, c'est la possibilité de modifier la forme des substrats, 30 dont seule la couche de recouvrement est constituée par une matière plastique, comme par exemple des métaux (tôles), des panneaux en bois, en carton, en papier, entre autres. REVENDICATIONS 1. Procédé de transformation (modification de forme) et d'impression par transfert de produits semi-finis en matière thermoplastique ou comportant au moins un revêtement superficiel en matière plastique susceptible de changer de forme, en appli5 quant les procédés de modification de forme connus en soi et en utilisant les supports couleur plans appropriés pour l'impression par transfert, caractérisé en ce qu'on modifie la forme du produit semi-fini ( 1) se trouvant à la température de changement de forme en appliquant la pression ou le vide au moyen d'un outil de modelage ( 2) dans lequel, à la différence des outils usuels, le contre- moule( 3)correspondant à la surface ( 4) du produit semi-fini destinée à l'impression est réalisé de façon à pouvoir être chauffé et est chauffé à la température appropriée pour le transfert de colorants, et en ce que la surface du contre15 moule ( 3) comporte une couche cohérente ( 5) de matière susceptible d'absorber de l'eau, légèrement humidifiée, au-dessus de laquelle est disposé le support couleur plan ( 6) approprié pour l'impression par transfert, constituant une autre couche, la surface ( 4) du produit semi-fini ( 1) étant amenée, sous l'effet 20 de la pression ou du vide, au contact du support couleur ( 6). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit semi-fini ( 1) est utilisé sous la forme de plaques planes ou de panneaux plans. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caracté25 risé en ce que le produit semi-fini ( 1) est constitué par une résine thermoplastique. 4. Procédé selon 1 à 3, caractérisé en ce que sine acrylique. 5. Procédé selon 5 1 à 3, caractérisé en ce que lycarbonate. 6. Procédé selon 1 à 3, caractérisé en ce que polyoléfine. l'une quelconque des le produit semi-fini l'une quelconque des le produit semi-fini revendications ( 1) est en rérevendications ( 1) est en po- l'une quelconque des le produit semi-fini revendications ( 1) est en revendications ( 1) est en po- 7. Procédé selon l'une quelconque des 1 à 3, caractérisé en ce que le produit semi-fini lystyrène. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on chauffe le contre-moule ( 3) à une 15 température comprise entre 180 et 300 C. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contremoule ( 3) est réalisé sous la forme d'une plaque chauffante ou d'un liquide pouvant être chauffé et est isolé de la paroi de l'outil de modelage par une couche calorifuge ( 7). 10 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 8, caractérisé en ce qu'on chauffe le contre-moule ( 3) à une température comprise entre 200 et 260 C. 11. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on maintient le produit semi-fini ( 1) à une température de 25 changement de forme de 155 à 180 C 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit semi-fini ( 1) est constitué par plusieurs couches dont une couche superficielle au moins est en matière plastique. 13 Procédé selon la revendication 1 ou 12, caractérisé en ce que la couche superficielle en matière plastique est laminée sur un substrat métallique. 14. Procédé selon la revendication 1 ou 12, caractérisé en ce aue la couche superficielle en matière plastique est 35 laminée sur un substrat en papier ou en carton. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que la couche superficielle en matièreplastique présente une épaisseur de 10 microns à 1 mm. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la couche cohérente ( 5) en matière susceptible d'absorber de l'eau est en papier-filtre. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 1 à 16, caractérisé en ce que la couche cohérente ( 5) en matière susceptible d'absorber de l'eau présente une épaisseur de 0,1 à i mm. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la couche cohérente ( 5) en matière 10 susceptible d'absorber de l'eau présente une teneur en eau de 0,0085 + 0,001 g par cm 2 de couche.