Brevet FR2697466A1 — publié le 19940506

RUBAN COULEUR POUR IMPRESSION THERMIQUE 8UR DES SUPPORTS DE TYPE SILICATE OU NETALLIQUE ET PROCEDE POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention a trait à la réalisation d'images en couleurs sur des supports en matériau du type silicaté tels que la céramique, la faïence, la porcelaine, le grès, le verre ou en métal, ferreux ou non, par transfert thermique à l'aide de rubans couleur du type monochrome ou polychrome. On sait réaliser déjà depuis longtemps, par décalcomanie céramique, des décors sur des supports céramiques. La présente invention se propose d'appliquer à la réalisation de tels décors, les techniques modernes d'impression par transfert thermique à l'aide de rubans spéciaux dénommés rubans couleur constitués d'un substrat en matériau polymère, par exemple une feuille de polyéthylène, sur lequel sont déposés des pigments, soit de natures différentes et réparties en plusieurs zones affectées aux trois couleurs dites de base : cyan, jaune, magenta ainsi qu'au noir, définissant ainsi un ruban dit 4 couleurs pour l'impression quadrichromie, soit de même nature et définissant ainsi un ruban monochrome. Dans les techniques actuelles d'impression couleur à l'aide de tels rubans, le transfert des pigments sur le support à imprimer est réalisé à l'aide d'une imprimante thermique dont le principe est également bien connu. Le support à imprimer, par exemple un papier, sur lequel est pressé le ruban porte-pigment, défile devant une tête d'impression thermique constituée d'un réseau linéaire de petites diodes susceptibles d'émettre sélectivement de la chaleur, en sorte de reporter les pigments du ruban sur le papier support. Les techniques actuelles à ruban couleur ne permettent pas la réalisation de décors sur des supports du type céramique ou métallique. En effet, ces supports, après application du décor, doivent subir un recuit afin de fixer le décor et le rendre inaltérable et insensible aux rayures. Cette opération de recuit met en jeu des températures qui sont fatales aux pigments organiques dont sont constitués les rubans couleur actuels. L'invention vise à pallier les inconvénients des techniques connues en proposant un procédé de réalisation de décors sur des supports du type silicaté ou métallique, à partir de rubans couleur spéciaux et en utilisant le principe de l'impression thermique rappelé ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un ruban couleur, du type monochrome ou polychrome, à substrat en matériau polymère recouvert de pigments, caractérisé en ce que lesdits pigments sont formés à partir de mélanges d'oxydes métalliques purs, calcinés à une température appropriée et broyés à une granulométrie déterminée suivant l'intensité de couleur désirée, lesdits pigments étant fixés sur ledit substrat par un moyen approprié. Ledit moyen de fixation est par exemple un matériau thermo-fusible tel qu'unie cire dans laquelle sont incorporés les pigmentes. Ledit moyen de fixation peut être également un solvant mélangé auxdits pigments et partiellement évaporé après dépose sur ledit substrat. Auxdits pigments peuvent également être ajoutées des frittes constituées à partir de diverses matières minérales mélangées, fondues à haute température, broyées et mélangées auxdits pigments. De tels -rubans sont utilisables pour la réalisation de décors en couleurs sur des supports du type silicaté ou métallique, car ils supportent sans dommage les conditions d'un recuit que doivent subir de tels supports. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'images en couleurs sur des supports du type ci dessus, à l'aide de tels rubans, caractérise en ce qu'il consiste à reporter, à l'aide d'une imprimante thermique pilotée par micro-ordinateur, les pigments des rubans sur le support, indirectement ou directement, suivant la définition de l'image à déposer préalablement mise en mémoire. Suivant un mode de mise en oeuvre du procédé, selon lequel on effectue un report indirect, on réalise une impression de l'image à l'aide de ladite imprimante thermique sur un papier transfert revêtu d'un vernis approprié, puis l'image est reportée par décalcomanie sur le support final, lequel est, préalablement à l'opération de recuit, porté à une température appropriée pour éviter tout risque de bullage lors dudit recuit. Suivant ce mode de mise en oeuvre, on utilise, soit un ruban couleur à oxydes et frittes mélangés, soit un ruban couleur à oxydes purs, lesdites frittes étant incorporées au vernis du papier transfert. Suivant un mode de mise en oeuvre du procédé selon lequel on effectue un report direct, on réalise successivement sur le même support, à l'aide de plusieurs imprimantes à transfert thermique en cascade, plusieurs impressions, chaque imprimante utilisant un ruban monochrome d'une couleur de base déterminée. Suivant ce mode de mise en oeuvre, les rubans monochromes sont, soit des rubans à oxydes et frittes mélangés, soit des rubans à oxydes purs, la dernière impression étant suivie d'un dépôt de frittes sur le décor qui vient d'être imprimé sur le support, ledit dépôt étant réalisé, par exemple, à l'aide d'un ruban à frittes seules et d'une tête de transfert thermique. Les différentes variantes opératoires du procédé de l'invention permettent des transferts par voie informatique, ctest-à-dire à un coût unitaire intéressant pour des petites et moyennes séries. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui va suivre desdites variantes opératoires, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel - Figure 1 est une vue représentant schématiquement un dispositif d'impression par transfert thermique sur un support papier, et - Figure 2 représente un dispositif d'impression directe par tranfert thermique sur un support de céramique mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Sur la figure 1, on a réprésenté en 1 un ruban couleur, en 2 un papier à imprimer, en 3 une tête céramique thermique et en 4 des rouleaux de pression. Un tel dispositif est bien connu en soi. La tête d'impression thermique 3 est constituée, à la manière connue, d'un dépôt de diodes, avec leurs connexions, espacées régulièrement sur un substrat en céramique, de façon a constituer un réseau linéaire par exemple à 300 DPI (points ou pixels par "pouce"). Quand une diode est parcourue par un courant électrique, elle émet de la chaleur et l'inertie thermique est très faible. Dans le dispositif représenté sur la figure 1, le ruban 1 se déroule toujours dans le même sens et le papier 2 peut, lui, revenir en arrière sur sa longueur, en sorte de réaliser plusieurs passages sur le support papier 2, ce qui permet l'impression en plusieurs couleurs, à l'aide d'un ruban 1 polychrome. Le ruban 1 et le papier 2 défilent en même temps sous la tête thermique 3 en étant pressés l'un contre l'autre par les -rouleaux de pression 4. La commande des diodes, multiplexée, permet de piloter exactement les diodes du réseau que l'on veut. Lorsqu'une diode chauffe, elle fait fondre la cire, ou la matière thermo-fusible, du ruban 1. On peut ainsi déposer un réseau de points sur la surface de papier 2, pixel par pixel, ce qui forme une image. Le dispositif d'impression contient dans une mémoire d'un micro-ordinateur (non représenté) la définition de l'image pour chacune des couleurs que l'on veut déposer. Après le nombre de passages correspondants aux différentes teintes, l'image finale est obtenue. Le micro-ordinateur commande la tête thermique 3 et le déroulement du ruban 1 et du papier 2 en fonction d'un programme pré-établi. Un ruban polychrome est typiquement constitué, pour une impression en quadrichromie, d'une succession de groupes de quatre zones consécutives portant des pigments correspondant aux trois couleurs fondamentales, cyan, jaune, magenta et à la couleur noire. Conformément à l'invention, le ruban, polychrome ou monochrome le cas échéant, est constitué d'un substrat en matériau polymère, par exemple une feuille de polyéthylène, sur lequel sont déposés des pigments formés à partir de mélanges d'oxydes métalliques purs, par exemple CoO, ZnO, CuO. Ces mélanges sont calcinés à une température déterminée dépendant de la nature des oxydes, puis broyés suivant une granulométrie déterminée, par exemple entre 1 et 5 micromètres, suivant l'intensité de couleur désirée. Les pigments sont déposés sur la feuille de polyéthylène à la manière connue, par exemple par FR 2.521.488, soit par la technique dite phase solvant, soit par la technique à la cire ou autre matière thermo-fusible. La technique dite phase solvant consiste à déposer sur la feuille de polyéthylène les pigments mélangés à un solvant (par exemple carbure aliphatique), puis à effectuer un séchage entraînant une évaporation partielle du solvant. L'épaisseur déposée sur la feuille est contrôlée par la viscosité du mélange pigments-solvant. Dans la technique dite à la cire, les pigments sont incorporés par chauffage dans une cire ou autre matière thermo-fusible. Le mélange est maintenu liquide et appliqué sur la feuille de polyéthylène par un procédé offset classique. Aux pigments peuvent également être ajoutés des frittes constituées de diverses matières minérales que l'on mélange par voie humide ou sèche et qui sont ensuite fondues à haute température. Ensuite, après refroidissement, on réalise un broyage à une granulométrie appropriée. Les frittes sont bien connues et de très nombreuses compositions sont données dans la littérature technique. Elles contiennent ou non du plomb et sont mélangées aux pigments en vue de leur fixation sur la feuille de polyéthylène suivant l'une des deux techniques rappelées plus haut. De tels rubans sont parfaitement adaptés à la réalisation de décors en couleur sur des supports du type silicaté, par exemple céramique, faïence, porcelaine, grès, verre, ou métallique, qu'il s'agisse de métaux ferreux ou non, le cuivre par exemple. De tels supports ainsi revêtus de tels pigments supportent les températures du recuit, nécessaire pour rendre les décors inaltérables, sans aucun dommage pour ces derniers. La figure 1 illustre un moyen, connu en lui-même, pour la réalisation de tels décors par report par décalcomanie a l'aide du papier transfert 2. Dans un tel processus de report indirect on utilise, conformément à l'invention, un ruban couleur 1, monochrome ou polychrome, comportant des pigments du type indiqué plus haut et mélangés ou non à des frittes du type également mentionné ci-dessus. Par ailleurs, le papier transfert 2 est un papier revêtu d'un vernis approprié, appliqué par exemple par sérigraphie. Si le ruban 1 comporte des frittes, le papier 2 n'en comporte pas dans son vernis. Si par contre le ruban 1 ne comporte pas de frittes, le vernis du papier 2 en comportera. Les frittes sont nécessaires, soit sur le ruban, soit sur le papier, afin d'intégrer le décor au support. L'incorporation des frittes dans le vernis du papier 2 présente l'avantage de permettre d'ajuster la composition des frittes en fonction du support destiné à recevoir le décor et dont le coefficient de dilatation est différent selon qu'il s'agit, par exemple, d'une porcelaine, d'une tôle émaillée ou d'un verre. Le vernis dont est revêtu le papier 2 peut être de deux types, soit un vernis spécial céramique constitué d'une préparation de résines synthétiques contenant des solvants, soit un vernis normal de type polyuréthane, acrylique ou un mélange de ces derniers. Le décor ainsi imprimé sur le papier transfert 2 fait l'objet ensuite d'un transfert, selon la technique de la décalcomanie, sur le support final qui est au préalable, suivant une autre caractéristique du procédé de l'invention, passé au four micro-ondes. Ce traitement à la chaleur a pour but d'éviter tout risque de bullage à la cuisson en regroupant les poches d'eau restantes sous la décalcomanie, ce qui facilite leur extraction. Le cycle de cuisson final s'opère dans les conditions normales suivant le type d'objet décoré. Le recuit entraîne une combustion du vernis ainsi que de toutes matières organiques. La figure 2 représente une batterie d'imprimantes thermiques en cascade permettant, suivant une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention, l'impression directe, à partir de rubans couleur selon l'invention, de décors sur un support du type silicaté ou métallique, par exemple un carreau de céramique 5. Les imprimantes 6 à 9, au nombre de quatre correspondant aux quatre couleurs de la quadrichromie, sont de type conventionnel, comme celle illustrée en figure 1 et disposées les unes à la suite des autres au-dessus d'un tapis convoyeur 10 chargé de déplacer le carreau 5 d'une imprimante à la suivante. Elles sont commandées par micro-ordinateur (non représenté) à la manière connue évoquée plus haut. Au niveau de chaque imprimante, le carreau 5 est pressé par des rouleaux de pression 4 contre le ruban 1 de l'imprimante au droit de la tête thermique 3. Les rubans 1 des imprimantes sont monochromes et par exemple du type à couche de cire avec des oxydes mélangés à des frittes. La première imprimante 6 imprime un premier motif 11 de l'une des quatre couleurs de base, puis les imprimantes suivantes 7 à 9 impriment des motifs (12 à 14) des trois autres couleurs de base, selon le principe de l'impression quadrichromie. A la sortie de la dernière imprimante 9, le carreau 5 présente le décor final 11 à 14 (la référence 14 désignant l'entourage en noir des motifs 11 à 13) et est ensuite recuit dans les conditions habituelles. On peut utiliser des rubans monochromes du type à oxydes purs, auquel cas on ajoutera après la dernière imprimante 9 une imprimante supplémentaire (non représentée) munie d'un ruban spécial portant simplement des frittes qui seront déposées par la tête thermique de l'imprimante sur le décor 14, le carreau 5 étant ensuite soumis au recuit habituel. Les frittes, qu'elles soient incorporées sur les rubans monochromes ou déposées à part sur le support final revêtu du décor, servent à fixer et protéger le décor sur son support. Des résinates d'or ou d'argent peuvent être incorporés, soit aux pigments, soit aux frittes, afin d'obtenir des effets dorés ou argentés. Ces résinates se présentent sous forme liquide ou bien solide et thermo-fusible. Ils sont par exemple mélangés à la cire incorporant les pigments sur le ruban, ou déposés par solvant sur ce dernier, ou bien incorporés aux frittes, notamment lorsque ces dernières sont déposées directement sur le support final ou sur le papier transfert. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée aux mode de réalisation et mise en oeuvre décrits ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne la composition (nature et proportions) des oxydes métalliques, des frittes, du vernis du papier transfert, ainsi que la nature du film constitutif des rubans, monochromes ou polychromes. REVENDICATIONS + + + +=+=+=+=+=+=+ + + + 1. Ruban couleur, du type monochrome ou polychrome, à substrat en matériau polymère recouvert de pigments, caractérisé en ce que lesdits pigments sont formés à partir de mélanges d'oxydes métalliques purs, calcinés à une température appropriée et broyés à une granulométrie déterminée suivant l'intensité de couleur désirée, lesdits pigments étant fixés sur ledit substrat par un moyen approprié. 2. Ruban suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de fixation est un matériau thermo-fusible, notamment une cire, dans lequel sont incorporés les pigments. 3. Ruban suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de fixation est un solvant mélangé auxdits pigments et partiellement évaporé après dépose sur ledit substrat. 4. Ruban suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'auxdits pigments sont ajoutées des frittes constituées à partir de diverses matières minérales mélangées, fondues à haute température, broyées et mélangées auxdits pigments. 5. Procédé de réalisation d'images en couleur sur des supports du type silicaté ou métallique (5) à l'aide de rubans couleur (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à reporter, à l'aide d'une imprimante thermique (3) pilotée par micro-ordinateur, les pigments des rubans (1) sur le support (5), indirectement ou directement, suivant la définition de l'image à déposer préalablement mise en mémoire. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on effectue un report indirect en réalisant une impression de l'image à l'aide de ladite imprimante thermique (3) sur un papier transfert (2) revêtu d'un vernis approprié, puis l'image est reportée par décalcomanie sur le support final (5), lequel est, préalablement à l'opération de recuit, porté à une température appropriée pour éviter tout risque de bullage lors dudit recuit. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'on utilise des rubans couleur, monochromes ou polychromes, à oxydes purs, et on incorpore les frittes au vernis du papier transfert (2). 8. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'on utilise des rubans couleur, monochromes ou polychromes, à oxydes mélangés aux frittes. 9. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on effectue un report direct sur le support (5) en réalisant successivement sur le même support (5), à l'aide de plusieurs imprimantes à transfert thermique en cascade (6 à 9), plusieurs impressions, chaque imprimante utilisant un ruban monochrome (1) d'une couleur de base déterminée. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'on utilise des rubans monochromes (1) à oxydes et frittes mélangés. 11. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'on utilise des rubans monochromes (1) à oxydes purs, la dernière impression étant suivie d'un dépôt de frittes sur le décor (11 à 14) porté par le support (5). 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce soque ledit dépôt de frittes est réalisé à l'aide d'un ruban à frittes seules et d'une tête de transfert thermique 13. Procédé suivant l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce qu'on incorpore des résinates d'or ou d'argent aux rubans couleur ou aux frittes.