Brevet FR2879960A1 — publié le 20060630

Procédé et presse de lamination de substrats obtenus par impression numérique avec encre en poudre ou liquide L'invention concerne un traitement dit de lamination qui réalise un traitement thermique et mécanique, de substrats en plastique ou en papier imprimés par des encres en poudre toner , ou liquide (pour jet d'encre) obtenus par impression numérique couleur ou autre copieur, ou encore presse numérique. L'avantage de l'impression numérique avec encre en poudre ou liquide est sa flexibilité d'adaptation, mais un des inconvénients est la difficulté de fixer de manière durable l'impression sur des documents qui sont soumis à des conditions d'utilisation exigeantes telles qu'usure, rayonnement UV etc. Un premier but de l'invention est de proposer un procédé de lamination de tout substrat papier ou plastique obtenus par impression numérique avec encre en poudre ou liquide permettant de palier les inconvénients de l'art antérieur. Ce but est atteint par un procédé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes - impression de l'image fournie par un fichier informatique sur une 20 face d'un substrat par une impression numérique à encre, - protection par un film des éléments en contact avec l'impression, - application de pression et température selon un cycle déterminé sur le substrat imprimé ou sur un assemblage de substrats imprimés pour obtenir la vitrification de l'encre déposée sur le substrat ou l'assemblage. Selon une autre particularité, le substrat imprimé sur une face est assemblé avec un autre substrat de façon à obtenir, en accolant les deux substrats côté non imprimé sur un troisième substrat, pour former un produit final imprimé recto verso avec une épaisseur définie constituant un assemblage, puis au moins un assemblage est placé entre deux plaques, et laminé avec une pression et une température contrôlées pour permettre d'obtenir un soudage ou fusion des substrats. Selon une autre particularité pour obtenir une vitrification de l'encre, le procédé comprend: - une étape de mise sous une pression déterminée Pi des substrats, - une étape de montée en température jusqu'au point de consigne Ci fixé de température, - l'établissement d'un (Ci) ou des (Ci, C'i) paliers de température 10 avec maintien de la température au point de consigne pendant au moins une durée définie (Ti respectivement T'i), - un ajustement continu de la pression avec un (Pi) ou des (Pi, Pli) éventuels changement de pression pendant au moins une deuxième durée définie (ti, respectivement t'i) durant le palier de température, - une étape de refroidissement des substrats jusqu'à une température définie, - une étape de suppression de la pression. Selon une autre particularité, au moins une consigne permet d'atteindre une température supérieure ou égale à 50 C. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 représente la presse permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; La figure 2 représente le cycle de température et de pression mis en oeuvre par le procédé ; La figure 3(a) représente un assemblage de substrats pour former un document imprimé sur ses deux faces, comme représenté à la figure 4(a) ; La figure 3 (b) représente un document réalisé avec un seul substrat imprimé ; La figure 4 (a) représente un document imprimé double face et sans overlay; La figure 4 (b) représente un document imprimé seulement sur une face et sans overlay recto verso; La figure 5(a) représente un document imprimé double face avec overlay sur les deux faces et respectivement la figure 5(b) représente un document imprimé seulement sur une face et avec overlay sur une seule face. La description de l'invention et de son fonctionnement sera faite en relation aux différentes figures. Les documents imprimés, sur une face d'un substrat en plastique ou en papier, par une imprimante laser numérique sont réceptionnés dans un magasin de sortie, puis assemblés avec des plaques de séparation (50) entre chaque document réalisé sur le substrat, en vue de procéder à un traitement dit de lamination par une presse (1). Le procédé de lamination de l'invention est réalisé avec une presse telle que celle représentée figure 1, par gestion de la pression et de la température, selon par exemple des cycles (Ci, Ti, C'i, T'i; Pi, ti, t'i) tels que ceux représentés par la figure 2, pour traiter un assemblage de substrats placés entre plaques (50) qui peuvent être métalliques mais aussi en d'autres matériaux tel que du Capton du P.T.F. E ou de la fibre de verre siliconée de façon à avoir des caractéristiques mécaniques et thermiques convenant au procédé. La représentation Fig3 (a) présente un assemblage qui permet de produire différents formats de document avec des épaisseurs définies. Les substrats, imprimés (31, 32) sur une seule face, forment respectivement le recto (35) et le verso (36) du document. Un substrat intermédiaire (30) préencollé ou de nature à produire le soudage ou le collage à chaud lors de la lamination peut être intercalé entre les deux feuilles (31,32) accolées par leur face non imprimée. Ce substrat intermédiaire (30) permet, par son épaisseur définie, 30 d'obtenir un document formé d'un substrat ayant l'épaisseur désirée après l'opération de lamination. Cette opération de lamination du substrat imprimé permet une vitrification du toner ou de l'encre (33, 34, figure 3a; 40, figure 3b) des parties imprimées. Pour compléter cet assemblage des films (35, 36), peuvent être placés sur les faces imprimées (33, 34 et 40) des substrats avant l'opération de lamination. Ces films sont utilisables une seule fois ou réutilisables. Le substrat est alors sans couche de protection (sans overlay) et avec impression recto verso comme représenté par la figure 4 (a), ou avec impression sur une face (40) du substrat (39) comme représenté figure 4 (b). Dans ce cas la matière du film sera choisie en conséquence pour permettre d'une part un bon transfert thermique la vitrification de l'encre ou du toner et d'autre part protéger les plateaux (11, 12) de la presse (1) des salissures par l'encre des substrats. Ces films peuvent aussi après l'opération de lamination faire partie du produit fini et constituent alors des couches de protection (overlay) appliquées et soudées sur le substrat. Le document est alors avec couche de protection (overlay) recto verso comme représenté par la figure 5(a) ou sur une seule face comme représenté figure 5(b). Ils sont dans tous les cas d'une matière ayant d'une part une bonne conductivité thermique et d'autre part supportant des températures de l'ordre de 200 C pour permettre une vitrification de l'encre ou du toner (33, 34, et 40) et enfin permettant la protection des plaques (50). La vitrification de l'encre ou du toner s'effectuant à une température supérieure ou égale à 50 C. Cette protection est double, d'une part éviter la salissure par transfert d'encre sur les plaques métalliques et suivant le choix du film, soit éviter l'adhérence sur les substrats du film qui peut être jetable ou réutilisable ou encore, dans la cas de l'utilisation du film comme couche de protection (overlay) permettre sa liaison avec le substrat par exemple par soudage, lors du cycle en température et pression appliqué par la presse. Des plaques (50) servent de plaques intermédiaires entre chaque document constitué d'un assemblage de substrats selon la figure 3a ou la figure 3b pour former une pile de documents à traiter en une seule opération de lamination. Le nombre documents à traiter est variable de 1 à n et peut nécessiter un empilage de 2 à n+1 plaques, qui seront placées dans un tiroir. Ces tiroirs sont ensuite positionnés entre les plateaux chauffants (11,12) de la presse (1). Notons que la presse permet de traiter de 1 à n tiroirs placés entre 2 à n+1 plateaux chauffants. Un tiroir est placé entre deux plateaux chauffants (11,12) dont la température est contrôlée par des commandes (61, 62) provenant d'un système informatique (6) de façon à permettre des cycles (Ci, Ti; C'i, T'i) de température tel que celui représenté à la figure 2 où une première consigne de température est appliquée aux plateaux chauffants (11, 12) pendant une durée Ti, puis une deuxième consigne de température C'i est appliquée pendant une durée T'i. Ces plateaux (11, 12) qui transmettent la chaleur à l'empilage de documents et de plaques (50), sont déplacés par au moins un vérin hydraulique (13) commandé par le système informatique (6) pour mettre en pression les assemblages et leur appliquer les cycles de pression (Pi, ti; respectivement Pli, t'i) nécessaires à la bonne réalisation de l'opération en séquence avec la température. Un cycle, qui dure quelques minutes, avec contrôle de température et pression est alors établi (fig. 2), c'est l'opération de lamination. Après cette opération de lamination nous obtenons des substrats dont l'impression réalisée avec toner ou encre est vitrifiée, et avec ou sans couche de protection (overlay). Le cycle de lamination réalisé par la presse (1) sur un empilage de substrats composé selon le type de la figure 3 (a) ou selon celui de la figure 30 3 (b) ou selon une combinaison de ces deux types comprend: - une étape de mise sous une pression déterminée Pi des substrats, - une étape de montée en température jusqu'au point de consigne Ci fixé de température, - un (Ci) ou des (Ci, C'i) paliers de température avec maintien de la température au point de consigne pendant au moins une durée définie (Ti respectivement T'i), - un ajustement continu de la pression avec un (Pi) ou des (Pi, P'i) éventuels changement de pression pendant au moins une deuxième durée définie (ti, respectivement t'i) durant le palier de température, - une étape de refroidissement des substrats jusqu'à une température définie, - une étape de suppression de la pression. Les points importants sont la pression définie à une valeur pendant la montée en température et lors du palier de température. Le système de contrôle de la presse régule les autres paramètres importants qui sont: - la vitesse de montée en température, la valeur du point de consigne de température et, - la ou les durées de maintien de cette température. A titre d'exemple le cycle peut comporter l'application d'une pression Pi pendant une durée Ti correspondant au moins à la phase de montée en température définie par la consigne Ci, suivie d'une phase de régulation de la température pendant une durée ti. Durant cette phase de régulation en température la pression appliquée peut être amenée à une autre valeur P'i supérieure ou inférieure à la première valeur de pression Pi, cette seconde valeur étant maintenue pendant une durée T'i pendant laquelle la température sera portée à une seconde valeur fixée par une seconde consigne C'i appliquée pendant une durée t'i, avant d'être ramenée à une température de refroidissement et de supprimer l'application de la pression au substrat ou à la pile d'assemblages. Ces différents paramètre de consigne, durée, pression sont ajustés en fonction du substrat utilisé pour le document et définis par une table (65) mémorisée par le système (6) de contrôle de la presse, en fonction du type de substrat à laminer comme représenté en annexe. L'innovation concerne la lamination avec protection des plaques appliquant la chaleur et la pression aux documents pour assurer une bonne vitrification et très bonne pénétration de l'encre dans la matière du substrat. Ces plaques lorsqu'elles sont métalliques sont protégées par un film spécial, les séparant de la face imprimée du substrat. Une des difficultés réside dans le choix du film. Il doit être anti-adhésif et d'une épaisseur spécifique, par exemple de l'ordre de 5 à 100 microns, qui le rend perméable à l'aspect de surface de la plaque (50) utilisée pour l'opération de lamination pour permettre une reproduction de cet aspect de surface sur le document. Ceci permet par exemple d'obtenir un rendu de brillant satiné ou mat suivant l'état de surface de la plaque (50) polie ou respectivement sablée. Le film, selon sa composition, en plus de la protection de la plaque utilisée en lamination contre d'éventuel transfert d'encre, a d'autres objectifs. L'impression ainsi traitée par lamination du substrat résiste mieux aux rayons UV et présente une très bonne résistance à l'air libre, et aux intempéries lorsque le substrat est en plastique. Ce film lorsqu'il est solidaire et collé sur la plaque (50) ou obtenu par revêtement, est anti adhérent. II permet dans ce cas la vitrification de l'encre en évitant le transfert d'encre tout en facilitant le nettoyage et la protection de la plaque. Les plaques peuvent être réalisées par exemple en PTFE ou capton ou fibre de verre siliconée ou autre matière anti-adhérente ayant une bonne conductibilité thermique une bonne résistance mécanique et une tenue à des températures supérieures à 200 C. Dans le cas de substrats avec couche de protection celle-ci peut être un overlay simple ou holographique, solidaire ou soudé au substrat après lamination. Dans ce cas le film ou overlay a une double fonction, il sert de protection pour les plaques de lamination et il fait partie du substrat laminé en améliorant la protection de la surface imprimée. Notons que ces procédés de lamination avec le choix des films ou des plaques spécifiques à la vitrification de l'impression numérique, peuvent s'appliquer également à tous les autres procédés d'impression offset, sérigraphie, jet d'encre etc II est préférable de prévoir une plaque à chaque extrémité d'un empilage de plaques et de substrats pour obtenir le même état de surface sur tous les documents vitrifiés. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes. ANNEXE Tableau Type de Consigne Durée des Pression Pi Pression P'i Durée du Durée du Substrat tempéra- paliers de durant Durant ter premier deuxième tures température montée en palier de palier de palier de Ci, C'i Ti, T'i température température Pression pression Pi P'i Papier Cl, Cl Ti, T'1 P1 P'1 t1 t'1 PVC C2, C'2 T2, T'2 P2 P'2 t2 t'2 PET C3, C'3 T3, T'3 P3 P'3 t3 t'3 Polycar- C4, C'4 T4, T'4 P4 P'4 t4 t'4 bonate Autres... Ci, C'i Ti, T'i Pi P'i ti t'i REVENDICATIONS 1. Procédé de lamination de documents imprimés sur tout substrat papier ou plastique par impression numérique avec encre en poudre, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes: - impression de l'image fournie par un fichier informatique sur une face d'un substrat par une impression numérique avec encre en poudre, - protection par un film des éléments en contact avec l'impression, - application de pression et température sur le substrat imprimé ou un assemblage de substrats imprimés selon un cycle déterminé pour obtenir la vitrification de l'encre déposée sur le substrat ou l'assemblage. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le substrat imprimé sur une face est assemblé avec un autre substrat analogue de façon à obtenir, en accolant les deux substrats côté non imprimé sur un troisième substrat, un produit final imprimé recto verso avec une épaisseur définie formant un assemblage, puis au moins un tel assemblage est placé entre deux plaques, et laminé avec une pression et une température contrôlées pour permettre d'obtenir une solidarisation des substrats. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend: - une étape de mise sous une pression déterminée Pi des substrats; - une étape de montée en température jusqu'à un point de consigne Ci fixé de température; - l'établissement d'un (Ci) ou plusieurs (Ci, C'i) paliers de 25 température avec maintien de la température au point de consigne pendant au moins une durée définie (Ti respectivement T'i) ; - un ajustement continu de la pression avec un (Pi) ou des (Pi, Pli) éventuels changement de pression pendant au moins une deuxième durée définie (ti, respectivement t'i) durant le palier de température; - une étape de refroidissement des substrats jusqu'à une 5 température définie; et - une étape de suppression de la pression. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'au moins une consigne (Ci, C'i) permet d'atteindre une température supérieure ou égale à 50 C. 5. Presse pour document imprimé sur tout substrat plastique ou papier, par une impression numérique à encre en poudre, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de traitement (6, 65, 11, 12, 13) pour appliquer selon des cycles déterminés une pression et une température définies pendant une durée déterminée sur un ou plusieurs substrats constitutifs du document ou sur une pile de documents; 6. Presse selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de traitement comportent des plateaux chauffants (11,12) dont au moins un est actionné par un moyen (13) d'appliquer une pression à un empilage de documents séparés entre eux par des plaques (50). 7. Presse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les plateaux (11,12) et/ou les plaques(50) comportent au moins un aspect de surface pour façonner le document et sont protégés par un film (35,36) de matériau d'une part supportant des températures de l'ordre de 200 C sans adhérer aux plateaux ou aux plaques,d'autre part ayant une bonne conductibilité thermique pour assurer le chauffage des substrats et enfin ayant une faible épaisseur assurant une perméabilité perméable à l'aspect de surface de la plaque (50) pour permettre la reproduction de cet aspect de surface sur le document. 8. Presse selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les 30 moyens de traitement comportent un système (6) de contrôle commandant la presse en appliquant des consignes en température, pression et durée de chacun des paramètres répondant à un cycle défini. 9. Presse selon la revendication 8, caractérisée en ce que les valeurs des paramètres déterminant le cycle dépendent du matériau utilisé et 5 sont mémorisés dans des moyens de mémoire (65) du moyen de contrôle. 10. Presse selon la revendication 7, caractérisée en ce que le film (35, 36) de protection des plateaux (11,12) ou des plaques (50) fait partie intégrante de ces derniers.