Brevet FR2620975A1 — publié le 19890331

La présente invention concerne un procédé de décoration d'objets au niveau d'un élément constitutif transparent dont le matériau de composition est sensible à la chaleur, notamment un ski au niveau de la semelle sensiblement transparente. Dans la description qui va suivre, on s'attachera donc à détailler le procédé selon l'invention dans une application non limitative concernant la décoration de la semelle d'un ski. Il est évident que l'on peut transposer l'invention à tout produit à décorer imposant les mêmes contraintes techniques qu'une semelle de ski. Concernant lesdites contraintes, il est en effet connu que, dans les skis de conception actuelle, la semelle présente un aspect sensiblement transparent et est généralement composée de polyéthylène. Or, ce matériau est sensible à la chaleur; sa structure ne résiste bien que jusqu'à des températures maximales de l'ordre de 150 C. Par conséquent, l'emploi pour la décoration de tels objets, de procédés d'impression par transfert d'encres sublimables directement sur la surface antérieure du matériau est tout à fait contre-indiqué car, à une température de 150 C, la migration des encres dans le support s'effectue de façon imparfaite et on assiste à une diffusion des contours du décor et à une présence des colorants dans une zone trop proche de la surface extérieure de l'objet à décorer. Dans une telle situation, le motif de décoration constitué par lesdits colorants est très vite altéré du fait de sa vulnérabilité aux agents extérieurs qui sont susceptibles d'agresser ladite face extérieure. Cette méthode non satisfaisante d'impression par sublimation sur la surface extérieure d'une couche transparente, associée à une couche de matériau de contraste pour révéler le motif de décoration, est décrite dans le brevet FR 2 387 793. Tous ces inconvénients inhérents au transfert par sublimation conduisent l'homme de l'art à utiliser la sérigraphie pour la décoration de semelles de ski transparentes en polyéthylène. Ce procédé consiste à utiliser un support en soie par couleur, le motif étant défini par les zones du support o les pores de la soie n'ont pas été obstrués par attaque chimique. Cette méthode présente un certain nombre d'inconvénients, notamment les coûts financiers importants causés par les pertes d'encre, le nombre important de rebuts à l'impression, la quantité d'écrans nécessaires pour un motif composé de couleurs variées, le temps relativement long pour une impression; par ailleurs, cette méthode de sérigraphie limite énormément les possibilités esthétiques. Afin de remédier à tous les inconvénients inhérents aux techniques de l'art antérieur, la demanderesse a mis au point un procédé de décoration d'objets au niveau d'un élément constitutif sensiblement transparent dont le matériau de composition est sensible à la chaleur, comme par exemple d'un ski au niveau de la semelle sensiblement transparente, caractérisé en ce qu'il consiste: - à utiliser la méthode d'impression par transfert d'encres sublimables à partir d'un motif de décoration composé par des colorants sublimables sur un papier-support, - à employer comme supportrécepteur des encres sublimées, une feuille monocouche de contraste composée d'un matériau sensiblement opaque et présentant une épaisseur donnée, - à mettre en oeuvre chronologiquement les étapes suivantes: A) on effectue le transfert par sublimation de l'image de base sur la face supérieure de la feuille monocouche opaque de contraste à une température T, sous une pression P, pendant un temps t, B) on assemble ensuite par collage la feuille monocouche opaque imprimée avec une semelle d'un ski, rinterface feuille monocouche/semelle est formée par la face inférieure de la feuille monocouche opaque et la face supérieure de la semelle; on obtient ainsi un 1 0 complexe semelle/monocouche de contraste imprimé, C) on assemble ensuite ledit complexe par l'intermédiaire de sa surface supérieure avec le reste de la structure du ski en employant le collage par réticulation sous une pression P1 pendant un temps til d'un polymère mis en fusion à une température T1, ladite élévation de température ayant pour effet supplémentaire de provoquer la sublimation et la migration des colorants composant l'image dans la feuille monocouche de contraste de telle façon que le front de migration ou plan comportant l'image se meuve jusqu'au niveau du joint entre la semelle et la feuille monocouche opaque de contraste. Selon l'une des autres caractéristiques essentielles de l'invention, I'épaisseur de la feuille monocouche de contraste est sensiblement égale à la distance entre la face supérieure de ladite feuille monocouche de contraste et le front de migration des colorants sublimables consécutivement au premier transfert par sublimation. Selon une variante de réalisation de l'invention, on peut exécuter les phases A et B simultanément. D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention vont apparaître à la lumière de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe transversale de la feuille monocouche de contraste utilisée dans le procédé selon l'invention; - la figure 2 illustre la feuille monocouche de la figure 1 au cours de la première phase A du procédé selon l'invention; - la figure 3 représente la feuille monocouche de la figure 2 après la première phase du procédé selon l'invention; - la figure 4 illustre la seconde phase B du procédé selon l'invention au moyen d'une vue en coupe transversale du complexe feuille monocouche de contraste/semelle transparente; - la figure 5 illustre la troisième phase C du procédé selon l'invention au moyen d'une vue en coupe transversale prolongée par une perspective du complexe feuille monocouche de contraste/semelle transparente lié au reste de la structure du ski. - les figures 6 et 7 représentent une variante du procédé selon l'invention. Nous allons donc décrire le procédé selon l'invention par le biais d'un exemple non limitatif d'application consistant en la décoration du dessous d'un ski notamment d'une semelle de ski transparente. On peut dénombrer trois éléments intervenant dans le procédé selon l'invention. Le premier de ces éléments est l'élément à décorer, c'est-àdire l'élément de surface 6 présentant une face supérieure 12 et une face inférieure 11 ainsi qu'on peut le voir à la figure 4. Destinée à former un complexe avec l'élément de surface 6 transparente, la feuille 1 monocouche opaque est représentée à la figure 1 en coupe transversale, on a désigné par 2 la face supérieure et par 3 la face inférieure de ladite feuille 1. Enfin, la figure 5 présente le reste de la structure du ski (8, 9, 9', 10). La première phase A du procédé met en jeu la feuille 1 monocouche opaque. Ladite feuille 1 est composée par exemple de polyamide pigmenté en blanc avec du bioxyde de titane. Le choix du matériau et du pigment n'est évidemment nullement limitatif; on peut utiliser par exemple des polycarbonates, du wplexiglas", des dérivés des polyamides, des polyéthersulfones, des polyesters, etc. Par ailleurs, la pigmentation de ladite feuille 1 peut se présenter notamment sous la forme de teintes claires, métallisées ou nacrées. Il est naturellement possible de prévoir diverses variantes de coloration du fond de contraste. La feuille 1 monocouche possède donc la caractéristique d'être opaque du fait de sa pigmentation et ainsi ladite feuille 1 est tout à fait appropriée pour servir de fond de contraste afin de révéler le motif de décoration dans le cadre d'une décoration par transfert de colorants sublimables. Par ailleurs, ladite feuille 1 monocouche de contraste va faire office de support- récepteur des encres sublimées lors de l'opération que l'on va décrire ciaprès. La feuille 1 monocouche de contraste a une épaisseur "ew qui peut être comprise entre 0.1 et 0,2 mm, préférentiellement égale à 0,1 mm. omme on peut le constater à la figure 2, on procède à une impression par transfert de colorants sublimables sur la face supérieure 2 de la feuille 1 monocouche. Il s'agit de la première étape du procédé selon l'invention. Le motif de décoration à imprimer est de façon connue en soi contenu sur une feuille de papier support 4 qui est donc appliquée sous une pression P à urie température T pendant un temps t contre la face supérieure 2. Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention, les conditions de la réaction de sublimation ont été déterminées pour que, compte tenu de l'épaisseur "eu de la feuille 1 de contraste, le front de migration 5 des colorants sublimables ait parcouru une distance sensiblement égale à l'épaisseur de la feuille 1 monocouche de contraste. Ainsi qu'on peut le voir à la figure 3, le front de migration 5 des encres est situé, après la sublimation, pratiquement adjacent à la face inférieure 3. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, pour une épaisseur e = 0,1 mm pour la feuille 1 monocouche de contraste, la réaction de sublimation se déroule à T compris entre 130 0C et 250 0C, préférentiellement 170 0C; P est compris entre 0,3 et 3 bars, préférentiellement 1 bar pendant un temps t compris entre 5 et 120 secondes, préférentiellement 45 s. La demanderesse souligne que les valeurs mentionnées ci-dessus sont celles qui correspondent à l'exemple choisi pour illustrer le procédé selon l'invention; dans une autre application, rhomme de rart est à même de déterminer aisément les valeurs adéquates. Il faut noter qu'il est avantageux que le front 5 de migration ne soit pas au-delà de la face inférieure 3 car, pour que l'opération suivante de collage n'altère pas la qualité de l'impression, les encres ne doivent pas se trouver sur la surface inférieure 3 qui interagit 1 0 avec l'agent adhésif quel qu'il soit. La seconde étape B du procédé selon l'invention, qui correspond à l'opération de collage que nous venons d'évoquer, est illustrée à la figure 4. L'élément de surface 6 est liée par sa face supérieure 12 à la face inférieure 3 de la feuille 1 monocouche de contraste. En ce qui concerne la nature de la semelle transparente 6, conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, ladite semelle est composée de polyéthylène à haut poids moléculaire (2 x 106 à 6 x 106), ce qui lui permet de résister à une température maximale de 150 C, et cela sans perdre ses propriétés intéressantes notamment pour une semelle de ski, on peut citer la dureté, la résistance aux chocs, les facultés de glisse... Revenons maintenant sur le collage de la feuille 1 monocouche de contraste et de l'élément de surface 6, collage qui peut s'effectuer par tout moyen approprié, par exemple avec un adhésif comportant des solvants organiques. La seule caractéristique requise selon l'invention pour l'agent de collage est que ce dernier soit transparent. Le problème rencontré avec les procédés de collage est qu'ils peuvent agir sur les colorants sublimables en provoquant leur diffusion à l'intérieur de la matière les contenant, altérant ainsi le motif de décoration. Ces inconvénients n'existent pas dans le procédé selon l'invention car, étant donné que le collage est un phénomène de surface et que la surface inférieure 3 de la feuille 1 monocouche de contraste ne comporte pas de traces d'encre, le collage n'interfère donc pas sur le motif de décoration. En effet, le front de migration 5 est au-dessus de la surface 3 et les traînées d'encres laissées lors de la migration s'étendent du front 5 de migration jusqu'à la surface supérieure 2. L'encre ne peut donc pas être en contact avec les agents du collage; on évite ainsi l'inconvénient précité. Dans le procédé selon l'invention, on préfère utiliser la méthode de fusion/réticulation d'un polymère pour le collage sans que cela puisse être considéré comme une limitation à l'invention. Dans cette méthode, la chaleur nécessaire subsiste pendant un très bref moment et d'autre part agit au-dessous de la surface inférieure 3 de la feuille 1, ce qui implique que son effet est moindre sur les encres composant le motif, situées à un niveau supérieur. Sur la figure 4, on a représenté le joint 7 de collage sans respecter les proportions et ce, afin qu'il soit apparent. Le joint 7 transparent est le lien qui permet la formation d'un complexe semelle 6/feuille 1 monocouche de contraste. Selon une caractéristique complémentaire, l'élément de surface 6 est une semelle pour ski. L'opération suivante qui constitue la troisième et dernière étape C du procédé selon l'invention est illustrée à la figure 5. Cette phase consiste à procéder à l'assemblage du complexe semelle 6/feuille 1 monocouche de contraste avec le reste de la structure du ski. Il s'agit donc à la fois d'une opération de fabrication du ski et de décoration de semelle, cette simultanéité représente un gain sur le coût de fabrication d'un ski. On ne détaillera pas la structure précise du ski 8 car ceci n'est pas l'objet de notre invention et d'autre part, on peut envisager toutes les structures possibles pour le ski 8; nous mentionnons donc simplement que le complexe semelle 6/feuille 1 de contraste est inséré entre les carres 9, 9', la face supérieure 2 dudit complexe étant en contact avec une structure 10 en fibre de verre classiquement rencontrée dans la constitution des skis actuels. L'adhésion entre le complexe 6/1 et le ski 8, plus précisément la structure 10 et les carres 9, 9', est effectuée au moyen de la méthode de collage selon laquelle on met en fusion au niveau de l'interface de collage un polymère de constitution, par exemple une résine 'époxy" classiquement utilisée dans l'industrie du ski; ladite fusion engendre alors une réaction de réticulation qui lie mutuellement les deux sous-ensembles. Nous rappelons que précédemment à cette opération, le front de migration 5 des encres, donc la face visible du motif de décoration est situé juste au-dessus de la face inférieure 3 de la feuille 1 de contraste. Par conséquent, ledit motif n'est pas encore nettement visible au travers de la semelle 6, ainsi, afin de le faire apparaître avec plus de netteté et avec un meilleur contraste, il est souhaitable que le front de migration 5 se situe non plus dans le matériau de contraste mais au moins dans le joint transparent 7. Un tel résultat technique est précisément celui obtenu lors de l'opération de collage pour l'assemblage du ski 8. Les conditions opératoires étant les suivantes: - pour la température, T1 est compris entre 130 C et 160 C, préférentiellement C, - pour la pression, P1 est compris entre 5 et 7 bars, préférentiellement 6 bars, et ce pendant un temps tIl compris entre 5 à 10 mn, préférentiellement 7 mn. Les encres à l'état solide composant le motif subliment une nouvelle fois et migrent jusqu'au joint transparent 7, le motif est alors définitivement fixé à l'intérieur dudit joint, et ainsi visible au travers de la semelle 6 avec une excellente qualité d'image, non altérée par des diffusions parasites d'encres. Le motif final schématisé sur la figure 5 porte la référence 13. Le front 5 de migration des colorants après assemblage par réticulation est représenté symboliquement en pointillé à l'intérieur du joint 7 sur la figure 5. Il faut également noter que le polyéthylène à haut poids moléculaire utilisé résiste à des températures de l'ordre de 150 C de sorte que la température requise pour l'assemblage par réticulation n'affecte pas du tout les propriétés physicochimiques du matériau de semelle. Toujours relativement à cette température, 150 C n'est pas une valeur optimale pour la sublimation des colorants, en effet, en fonction des couleurs, la réaction s'opère plus ou moins bien; par exemple, le bleu migre avec difficulté si bien que pour obtenir une intensité de bleu voulue, il est donc nécessaire d'augmenter la concentration initiale de 1 0 colorant bleu dans le papier support. Il est évident qu'il faut procéder de la sorte à diverses modulations de concentrations de couleurs en fonction du motif que l'on veut obtenir. Nous allons décrire à présent une variante de réalisation du procédé selon l'invention, variante représentée à la figure 7. Ladite variante consiste à réunir en une seule phase W, la phase A d'impression par sublimation de la feuille 1 monocouche de contraste et la phase B de collage de ladite feuille 1 sur la face supérieure 12 de la semelle 6. La figure 6 montre les différents éléments à préparer. Ainsi, on trouve successivement de haut vers le bas - la feuille de papier support 4 comprenant l'encre sublimable, - la feuille 1 monocouche de contraste, - le film de colle 7, - la feuille transparente 6. La figure 7 représente la phase W pendant laquelle s'opère simultanément, d'une part l'impression par transfert (phase A du mode précédent), et d'autre part le collage (phase B du mode précédent). Dans ce cas, les valeurs de température T sont comprises entre 170 C et 250 C et la durée t de ladite phase W s'échelonne entre 5 s. et 30 s.; quant à la pression P, elle est comprise entre 0,3 bar et 3 bars. Ainsi, en une seule phase opératoire W, on obtient un complexe formé par la semelle 6 et la feuille 1 monocouche de contraste imprimée du motif de décoration initialement contenu sur le papier support. On procède ensuite à la mise en oeuvre de la phase C telle qu'elle est décrite précédemment pour la première variante de réalisation de l'invention et représentée figure 5. Il est essentiel de noter que la phase W se déroule pendant un temps très bref relativement à la phase A afin de ne pas endommager le matériau de la semelle 6. De plus, tout comme pour la phase opératoire C, la source de chaleur n'est pas directement appliquée sur le matériau sensible de la semelle, l'effet de la chaleur est donc moindre sur ce dernier. Le procédé selon l'invention est applicable à la décoration de tout article dont la nature du matériau de constitution interdit tout recours au procédé classique de transfert par sublimation impliquant des températures élevées; on peut citer par exemple la décoration des patinoires en matériau synthétique. Enfin, I'homme du métier pourra réaliser diverses modifications mineures ou équivalentes sans pour autant sortir du cadre défini par le procédé tel que revendiqué. REVENDICATIONS 1. Procédé de décoration d'un objet comprenant un élément de surface (6) sensiblement transparent, caractérisé en ce qu'il consiste: - à utiliser la méthode d'impression par transfert d'encres sublimables à partir d'un motif de décoration composé par des colorants sublimables sur un papiersupport (4), - à employer comme support-récepteur des encres sublimées, une feuille (1) monocouche de contraste composée d'un matériau sensiblement opaque comprenant deux faces (2, 3), - à mettre en oeuvre chronologiquement les étapes suivantes: A) on effectue le transfert par sublimation de l'image de base sur la première face (2) de la feuille (1) monocouche opaque de contraste, B) on assemble ensuite par collage la feuille (1) monocouche opaque imprimée par sa deuxième face (3) avec l'élément (6) de l'objet (8) à décorer pour obtenir un complexe élément (6)/monocouche de contraste imprimé (1), C) on assemble ensuite ledit complexe par l'intermédiaire de sa première face supérieure (2) avec le reste de la structure de l'objet (8) à décorer en employant le collage à chaud, la chaleur de collage ayant pour effet supplémentaire de provoquer la sublimation et la migration des colorants composant l'image dans la feuille (1) monocouche de contraste de telle façcon que le front (5) de migration ou plan comportant l'image se déplace jusqu'au niveau du joint (7) entre l'élément (6) et la feuille (1) monocouche opaque de contraste. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les phases opératoires A et B se déroulent simultanément en une seule phase W. 3. Procédé selon la revendications 2, caractérisé en ce que, pour la phase opératoire W: - la température T est comprise entre 170 C et 250 C, - la pression P est comprise entre 0,3 et 3 bars, - le durée t est comprise entre 5 s et 30 s. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (e) de la feuille (1) monocouche de contraste est sensiblement égale à la distance entre la face (2) supérieure de ladite feuille (1) monocouche de contraste et le front (5) de migration des colorants sublimables après ledit transfert par sublimation. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que répaisseur (e) de la feuille (1) monocouche opaque de contraste est comprise entre 0,1 mm et 0,2 mm. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau composant la feuille (1) monocouche opaque de contraste est du polyamide pigmenté en blanc. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau constituant l'élément (6) transparent sensible à la chaleur est du polyéthylène à haut poids moléculaire. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 4, 5, 6, 7 caractérisé en ce que: - la température T est comprise entre 130 C et 250 C, - la pression P est comprise entre 0,3 et 3 bars, - le temps t est compris entre 5 s. et 120 s. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que: - la température T1 est comprise entre 130 C et 160 C, - la pression P1 est comprise entre 5 et 7 bars, - le temps tl est compris entre 5 et 10 mn. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit joint (7) est constitué d'un matériau sensiblement transparent. 11. Ski caractérisé en ce que la semelle (6) sensiblement transparente dudit ski est décorée au moyen du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.