Brevet FR2602718A1 — publié le 19880219

- 1 Procédé de dorure et marquaCe en relief à partir d'une impression thermographique. La dorure, impression ou marquage à chaud, est un procédé connu et employé dans diverses industries telles que l'imprimerie, le cartonnage, les fabriques d'objets en matières plastiques, ateliers de reliure, etc.... Schématiquement, le principe de marquage est le suivant: un rouleau constitué d'un film polyester est recouvert, sur une face, d'une fine pellicule de marquage, métallique ou non, sur laquelle est ensuite déposé un adhésif thermocollant réactivable à chaud. Lors de l'opération de marquage, un fer à dorer dont les parties en relief représentent l'image à marquer est chauffé et pressé contre le film de marquage et le support récepteur. Seules les parties du film et du support récepteur en contact et pression avec les parties en relief du fer à dorer sont réchauffées, ce qui permet à l'adhésif réactivé dans ces zones d'adhérer et se fixer avec la pellicule de marquage sur le 15 support récepteur. Le transfert de la pellicule de marquage, du film au support récepteur, s'opère, à chaque cycle, lorsque la pression est relachée et que la presse en s'ouvrant éloigne le film du support. A l'origine de ce procédé, le film métallique était réalisé avec de la feuille d'or. De nos jours, très souvent, la bande est métallisée 20 sous vide et l'aluminium coloré a remplacé l'or. Différents pigments ou matières de marquage décoratives sont substitués parfois au film métallique. Les fabricants de ces films de marquage offrent aux utilisateurs une gamme de produits dont les effets décoratifs, très recherchés, débouchent sur d'innombrables applications. Toutes sortes de presses à plateaux ou à cylindres sont équipées pour réaliser ce marquage à chaud et comportent des dispositifs permettant à la bande de défiler par intermittence, avec une avance variable en fonction de la longueur du motif à reproduire et des systèmes pour chauffer et maintenir en température le fer à marquer. La pression nécessaire pour réaliser le transfert de la pellicule de - 2 marquage sur un support récepteur du genre carte est de l'orcre de 250 Kg/cm2. Dans beaucoup de cas, pour améliorer l'effet décoratif et la lisibilité, un repoussage du support, dans les parties marquées, permet de les 5 mettre en relief. La technique employée actuellement donne de très bons résultats quant à la qualité obtenue, mais comporte un certain nombre de défauts majeurs dos au principe de base du procédé et aux moyens nécessaires à sa mise en oeuvre. Ces défauts se définissent comme suit: - machine de transfert, presse ou cylindre chauffant, très lourd, peu maniable et représentant un investissement important, - coot élevé des matériaux à employer tels que fers à dorer o à repousser se répercutant sur les prix de revient de l'imprimé et s'incorporant très difficilement dans son prix de vente, principalement 15 dans les cas très fréquents de tirages de peu d'exemplaires, - manque de souplesse d'emploi et temps de mise en oeuvre trc3 élevé du procédé limitant ses possibilités de développement, nécessité d'utiliser des opérateurs extrêmement qualifiés, car ceux ci se trouvent confrontés à un ensemble de difficultés à surmonter 20 pour réaliser un marquage de qualité. Ces difficultés s'énumèrent globalement de la manière suivanie: irrégularité relative d'épaisseur dans différentes zones d'un même support, - état de surface variable d'un support à marquer à un autre, phénomènes de pression très souvent difficiles à maîtriser et principalement sur des presses à platine o il est très délicat z'obtenir une répartition parfaite de la pression et principalement lorsqu'il s'agit de traiter simultanément des motifs comportant des surfaces d'impression importantes voisinant des traits fins, - répartition générale médiocre de la température des plateaux chauffants sur lesquels sont fixés les clichés de marquage entrainant des défauts de transfert de la pellicule de marquage, - production horaire relativement très faible. Par ailleurs et pour bien apprécier les soins nécessaires à La réali- -3 sation d'un bon marquage, il faut savoir que le film de marquage et la pellicule d'adhésif thermocollant le recouvrant ont chacun une épaisseur de l'ordre du micron et n'admettent, dans la majorité des cas, que des écarts de température et pression très faibles. D'autre part, le repoussage pour obtenir le relief est également affaire de spécialiste, car cette opération extrêmement délicate, demande une solide expérience et principalement lorque l'on emploi des fers de marquage permettant de dorer et repousser simultanément. La présente invention a pour objet un procédé extrêmement simple, 10 permettant à un quelconque imprimeur d'obtenir des impressions en relief revêtues, en surface, du même type de pellicule de marquage qu'habituellement employée. Selon la présente invention, l'obtention de l'impression en relief est réalisée à partir du principe connu de la thermogravure, en 15 modifiant les produits en poudre habituellement employés, par des produits présentant des propriétés adhésives particulières. L'impression en relief est ensuite revêtue d'une pellicule de marquage traditionnelle dont le transfert de sa bande support est réalisé en se servant des propriétés adhésives du film formant l'image en 20 relief. L'opération s'effectue schématiquement de la manière suivante: 1 Impression traditionnelle qui, selon le support récepteur, peut être offset humide, offset sec, typographique, sérigraphique, fléxographique, héliographique, etc... Le seul critère à retenir est que 25 l'encre, vernis d'impression ou superposition ou autre matière ayant servi à former l'image à transformer en relief, soit humide en surface. 2 - Transformation en relief de cette impression par le principe connu de la thermogravure, qui consiste à saupoudrer une impression plate dont l'encre est encore humide, d'une poudre thermofusible ayant la 30 propriété de fondre sous l'action de la chaleur associée généralement à celle d'un rayonnement infra-rouge, pour former un film en relief semiliquide, qui se fige en passant sous un jet d'air frais pour éviter sa déformation et l'adhérence des feuilles entre elles lorsque celles-ci s'entassent les unes au dessus des autres. L'excès de poudre - 4 non retenue par l'encre humide est continuellement aspiré et recyclé. La présente invention, tout en utilisant pour ses impressions en relief le principe de la thermogravure, apporte une variante importante quant aux matériaux en poudre traditionnellement utilisés pour ce procédé. En effet, les poudre habituellement employées en thermogravure doivent présenter des caractéristiques physiques leur permettant de supporter une élévation de température importante, sans présenter un état de surface poisseux, de manière à éviter tout risque d'adhérence des feuilles entre elles. L'adhésivité de ces poudres apparait lorsqu'elles passent en phase semi-liquide. Ces propriétés sont contraires à celles nécessitées pour l'application du procédé faisant l'objet de la présente invention o l'adhésivité du film en relief doit être obtenue après sa solidification, tant qu'il 15 conserve ou retrouve une température de surface de l'ordre de 50 centigrades. Il doit également, lorsqu'il utilise des poudres de faible granulométrie, garder son adhésivité à l'état semi-liquide. 3 - Revêtement en surface de l'image en relief par une quelconque matière de marquage traditionnelle, dont le transfert s'opère grace aux propriétés thermoadhésives du film en relief, accompagnées généralement d'un léger calandrage effectué à partir d'un matériau souple. Par ce procédé, l'adhésif thermocollant recouvrant la matière de marquage des films habituellement employés devient inutile mais peut être éventuellement conservé, car sa réactivation adhésive est obtenue 25 à beaucoup plus haute température que celle de la couche en relief et de ce fait reste inerte et n'intervient pas dans la phase du transfert de la matière de marquage. Dans la réalisation d'une impression en thermogravure, la granulométrie minimum généralement employée est de l'ordre de cinquante microns. Ceci n'est pas le cas dans la présente invention o l'on peut obtenir une impression recouverte d'une matière de marquage avec un relief pratiquement nul, en partant de poudre dont la granulométrie moyenne sera comprise entre cinq et vingt microns, donnant un film laminé, selon la porosité du support de l'ordre de cinq à dix microns. Dans ce - 5 cas d'application du procédé, l'on évite un long four tunnel car la fusion et l'état filmogène de la fine pellicule de poudre peut s'obtenir simultanément par calandrage à légère temperature durant l'opération de transfert, ou calandré à froid avec une légère pré5 chauffe de l'imprimé poudré. Une des différences essentielles caractérisant la présente invention réside dans le fait de conserver, en surface du support, une couche adhésive formant l'image à reproduire par marquage, d'une épaisseur variable et toujours suffisante, quelle que soit la porosité Ce l'objet 10 à marquer, pour obtenir un transfert aisé dans tous les cas ce figure. Ceci n'est pas possible dans le procédé habituellement employé, car le film thermocollant est intimement lié à la matière de marcuage qu'il recouvre et ne peut de ce fait guère dépasser le micron en écaisseur, sans risque de provoquer un décollement et arrachement irrégulier de 15 la matière de marquage lors de son transfert, apportant une mauvaise définition des contours de l'image sur le support récepteur. Cette contrainte se traduit par la nécessité d'utiliser pour le transfert des clichés en relief et des pressions très élevées de l'orore de 250 Kg/cm2. Le procédé faisant l'objet de la présente invention nécessite des pressions moyennes de l'ordre de 1 à 2 Kg/cm2. A titre d'exemple non limitatif, un des modes opératoires du procédé est décrit ci-après en référence aux dessins annexes. Une presse à imprimer offset 1 Fig. 1 dépose un imprimé 2 sur le convoyeur d'amenage 3 d'une machine de thermogravure 1 A. Ce- imprimé 2 passe successivement sur le convoyeur de poudrage 4 o il esz recouvert sur toute sa surface, d'une pellicule de poudre du bac à poudre 5. Le cyclone 6 réaspire et recycle continuellement jusqu'à l'intérieur du bac à poudre 5 le surplus de poudre non retenue par l'encre humide. 30 En sortie du bloc de poudrage 7, l'imprimé poudré uniquement dans les zones d'imprÈssion poursuit son cycle et est véhiculé par le convoyeur de fusion 8 à l'intérieur du four tunnel 9 o l'image poudreuse se transforme en une image recouverte d'un film en relief à l'état semiliquide qui est solidifié sur le convoyeur de refroidissement 10 sous - 6 - l'action de l'air frais pulsé par une turbine 11, à débit réglable, soufflant à l'intérieur du caisson perforé 12. L'imprimé 2 dont la pellicule en relief est solidifiée mais dont l'adhésivité est encore très élevée passe ensuite sur le convoyeur de marge 13 du dispositif de transfert 1 B et sous le cylindre de pression 14 o la bande de marquage 15 est appliquée sur l'imprimé 2 pour opérer le transfert de la matière de marquage. Le convoyeur 16 véhicule l'imprimé "marqué" jusqu'à la table de réception 17. La figure 2 représente une vue de dessus des convoyeurs de marge et 10 de sortie du dispositif de transfert de la matière de marquage. La figure 3 représente une vue de face de l'ensemble du dispositif de transfert. A l'aide de ces 2 figures l'on comprend le fonctionnement en détail de l'opération de marquage qui se définit de la façon suivante: l'imprimé transformé en relief et dont le film est encore visqueux s'engage, après solidification de sa masse, sur le convoyeur de marge 13 Fig. 2-3. Le rectificateur de marge pneumatique 13 A Fig. 2 appuie par l'intermédiaire de jets d'air comprimé à faible pression (environ six bars) sur la bande oblique 13 B Fig. 2 pour redresser et taquer 20 le papier sur le taquet 13 C Fig. 2. L'ensemble de convoyeurs et cylindres assurant l'avance de la bande est entrainé à l'aide d'un moteur pas à pas 18 Fig. 2 ou courant continu muni d'un codeur piloté - par un dispositif électronique, programmable en fonction de l'emplacement des zones de marquage de l'imprimé à traiter. Un train d'engrenages 18 A Fig. 2 assure la liaison de l'entrainement des différents organes de convoyage de l'imprimé. Un capteur optique 19 Fig. 2-3 détecte l'arrivée de l'imprimé 2 margé et déclenche le cycle de marquage selon le programme établi. Le cycle de marquage comprend les fonctions suivantes exécutées simultanément: a) avance-de la bande de marquage vierge 15 Fig. 3 préalablement embobinée et supportée par l'axe du dévidoir 15 A Fig. 1-3 dont l'entrainement est assuré par l'enrouleur tracté 15 B Fig. 1-3 récupérant sur une bobine la bande utilisée 15, - 7 b) la bande de marquage vierge 15 Fig. 1 et 3 passe sous le cylindre de pression élastique 14 Fig. I et 3, dont la pression est exercée par l'intermédiaire du vérin pneumatique 14 A Fig. 1 et 3 sur le cylindre de contre-pression 14 B Fig. 1, 2 et 3. Le cylindre de contre-pression 14 B et le convoyeur de sortie 16 Fig. 1, 2 et 3 sont en dépression par l'intermédiaire du caisson aspirant 20 Fig. 3 muni d'une turbine hélicoïdale 20 A Fig. 2 et 3, de manière à plaquer et maintenir l'imprimé 2 pendant et en sortie de son marquage, de manière à provoquer un détachement précis de la pellicule de marquage. La table de 10 réception 17 Fig. 1, 2 et 3 récupère l'imprimé en fin de traitement. Le pupitre 21 Fig. 1 et 2 de la commande numérique permet la programmation à chaque nouveau type d'imprimé. Le compresseur 22 Fig. 3 alimente les jets d'air 13 A Fig. 2 du margeur et le vérin pneumatique 14 A Fig. 1 et 3. Dans le cas ou l'imprimeur désire obtenir le relief par un repoussage traditionnel, il lui suffit de partir d'un imprimé dont le transfert de marquage est obtenu à l'aide de poudre de faible granulométrie. Il est bien évident que sans sortir du cadre de la présente invention, la réactivation de l'adhésivité du film formant le relief peut être 20 obtenu par d'autres moyens que la chaleur en utilisant, par exemple, une poudre thermofusible dont l'adhésivité de surface sera réactivée par humidité. La granulométrie de la poudre, selon les applications, n'a pas de réelle limite, elle sera toutefois généralement comprise entre 5 et 25 1000 microns. A titre d'exemple indicatif, deux formules de poudre donnant de bons résultats de transfert. La première s'apparente à des formules de poudre habituellement employées, modifiées dans le but d'utiliser les déchets de fabrication de ces poudres. La deuxième est chimiquement 30 très différente et d'un prix de revient moins élevé. Première formule: polyamide traditionnel connu dont schématiquement la formule moyenne s'établit comme suit pour 100 en poids équivalent: discide gras (dimer): 71,43 - acide stéarique: 28,57 - éthylène diamine: 100,00 Pour obtenir un kilogramme de matière de transfert on prend 650 grammes de ce polyamide aLquel on ajoute: - 295 grammes de colophane grammes de phtalate de butyle ou autre plastifiant - 20 grammes de polypropylène attactic - 10 grammes de monostéarate de glycérol Deuxième formule: mélange en pourcentage de: - résine oléophtalique styrène: 65% résine acrylique: 15 à 20% - plastifiant genre Unimol 66 de Bayer 10 à 15% - cire microcristalline pour régler le tack 5 à 10% Dans le cas ou pour des raisons particulières l'on désirerait réactiver l'adhésivité par humidité, la résine acrylique utilisée pourrait être choisie dans la gamme des résines acryliques thermoplastiques solubles à l'eau. Un très grand nombre de produits peuvent être formulés en fonction 20 et par pays des facilités et des coots d'approvisionnement. Le procédé faisant l'objet de la présente invention, trouvera un vaste champ d'applications dans toutes sortes d'industries, car son principe de base lui donne une grande souplesse d'emploi. Il lui permet de "marquer" pratiquement n'importe quel support et matériau 25 à condition d'utiliser des méthodes d'impression convenables et des poudres formulées pour obtenir un bon accrochage et une résistance mécanique suffisante, selon le type d'utilisation recherchée. Dans le domaine de l'imprimerie et cartonnage, toute une gamme d'applications lui est ouverte aussi bien dans les impressions feuille à feuille, qu'impression en continu o le procédé de la thermogravure est habituellement employé. Pour ces imprimés "marqués" en continu, il suffit en sortie du dispositif de marquage, de remplacer la table de réception 17 Fig. 1 par le matériel habituellement employé, tel que rembobineuse ou autre selon le traitement complémentaire appliqué à ces impressions. Par ailleurs, un simple crayon à bille à encre grasse permet de réaliser un dessin susceptible d'être transformé en relief par poudrage et donc d'être "marque" par le procédé objet de l'invention, d'o là encore une application potentielle très importante. - REVENDICATIONS 1 - Procédé de dorure et marquage en relief caractérisé en ce qu'il comporte une impression traditionnelle tel que offset, typographique, sérigraphique, fléxographique, héliographique, etc... effectuée sur un quelconque support se présentant sous forme de feuille ou bande continue et que l'encre, vernis ou autre matière ayant servi à l'impression soit encore suffisamment humide en surface pour retenir une pellicule de poudre thermofusible. Cette poudre a des caracté10 ristiques physiques qui lui permettent, après fusion et formation du film en relief, de conserver ou retrouver par réchauffement superficiel des propriétés adhésives suffisantes.pour retenir en sa surface une quelconque matière de marquage traditionnelle. 2 - Dispositif de dorure et marquage en relief pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérise par le fait qu'il comporte en combinaison une presse à imprimer Fig 1 1, des convoyeurs 3-4-8-10-13- 16 de l'imprimé 2, un bloc de poudrage 7 comportant un bac à poudre 5, un cyclone 6 pour aspirer et recycler la 20 poudre, un four tunnel 9, un caisson de refoidissement 12 muni d'une turbine à air 11, l'ensemble de ces éléments étant supportés par le bâti 1A et une unité de transfert 16. 3 - Dispositif de dorure et marquage en relief selon la revendica25 tien 2 caractérisé par le fait que l'ensemble des éléments permettant le transfert de la pellicule de marquage sera entrainé par un moteur pas à pas ou à courant continu 18 Fig. 2, piloté par une électronique de commande. 4 - Dispositif de dorure et marquage en relief selon les revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que le convoyeur de marge du dispositif de transfert 1 B est muni d'un système de repérage ce marge pneumatique 13 A, 13 B et 13 C Fig 2. - 11 - Dispositif de dorure et marquage en relief selon les revendications 2-3 et 4 caractérisé par le fait que le cylindre de pression 14 Fig 1, 2 et 3 est actionné par un vérin pneumatique 14 A Fig. 1 et 3. 6 - Dispositif de dorure et marquage en relief selon les revendications 2, 3, 4 et 5 caractérisé par le fait que le cylindre de contre-pression 14 E Fig. 1, 2 et 3 et le convoyeur de sortie 16 Fig. 1, 2 et 3 sont maintenus en dépression. 10 7 - Poudre thermoadhésive caractérisée- en ce qu'elle est appliquée à l'obtention de dorure et marquage en relief selon le procédé tel que défini par la revendication 1.