Brevet FR2874843A1 — publié le 20060310

La présente invention concerne un procédé de gravure à matité variable par microbillage spécifiquement adapté à être réalisé sur un support métallique préalablement poli ou non poli. Ce procédé est particulièrement adapté à la réalisation de motifs de matité variable sur des produits plats tels les tôles en acier inoxydable préalablement polies ou non polies, de grandes dimensions et à faible coût de revient. D'une manière générale, on sait que la réalisation de motifs sur l'acier inoxydable est obtenue de diverses manières ; à titre d'exemple, on peut citer : la voie chimique, la gravure par impact ou par rouleaux métalliques, la sérigraphie. Les traitements de surface par impact tels le grenaillage, le sablage et le microbillage permettent d'obtenir des surfaces mates non réflectives qui contrastent avec les surfaces finement polies. Quant à la gravure mécanique à l'aide de cylindres de laminage, elle produit un écrouissage superficiel ; cette finition est adaptée aux grandes surfaces et permet d'éviter des effets d'optique indésirables grâce aux motifs géométriques ou aléatoires qui s'impriment sur le matériau. Par ailleurs, on sait que la coloration de l'acier inoxydable est obtenue par dépôt de peinture ou d'un vernis coloré, ou par traitement électrochimique avec des effets particuliers d'irisation obtenus grâce à de fines couches d'oxydes produisant des effets d'interférence déterminant la coloration. Ces différentes opérations peuvent être réalisées individuellement ou être combinées avec d'autres procédés pour donner des aspects originaux et personnalisés. On sait par ailleurs que le polissage de l'acier inoxydable peut se décliner en plusieurs finitions selon le degré de rugosité : le poli-brillant dont l'aspect est réfléchissant mais dont les lignes de polissage sont visibles ; le poli-miroir, dont l'aspect est très réfléchissant mais où on distingue encore le sens du polissage ; le poli-miroir non directionnel, obtenu à partir de tôles traitées avec des brosses de feutre qui tournent dans un liquide de polissage. Cette technique permet d'obtenir un aspect réfléchissant d'une brillance équivalente au traditionnel miroir vitré. Il existe aussi des polissages décoratifs : des motifs géométriques, figuratifs, des effets marbrés, toilés, tissés, obtenus par la combinaison du mat et du polimiroir et par le décalage éventuel du passage des brosses de polissage. Ainsi les procédés de gravure sur des produits plats tels les tôles en acier inoxydable, actuellement connus, à savoir : par voie chimique, par gravure par impact ou par rouleaux métalliques, par sérigraphie, par polissage décoratifs, ne permettent pas d'obtenir une matité variable et reproductible sur un support de grandes dimensions et à faible coût de revient. En effet les procédés par voie chimique nécessitent l'utilisation de masque préalablement déposé sur le support ; la profondeur de la gravure obtenue est uniforme, laquelle est déterminée par la durée de l'attaque chimique ; une matité variable n'est donc pas possible. La gravure mécanique à l'aide de cylindres de laminage permet d'obtenir toute sorte de motifs, de matité variable ; elle nécessite néanmoins la réalisation de cylindres associés à chaque type de motif; le coût de revient d'un tel procédé est élevé. La gravure par impact tel le grenaillage, le sablage et le microbillage nécessite l'utilisation de masques, et la profondeur de gravure est essentiellement uniforme ; une matité variable et reproductible est difficilement envisageable. Enfin, les polissages décoratifs permettant la combinaison du mat et du polimiroir, n'autorisent pas une matité variable et reproductible. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un procédé de gravure à matité variable par microbillage sur toute sorte de support métallique préalablement poli ou non poli, et notamment sur des tôles en acier inoxydable de grandes dimensions, dans des conditions de mise en u̇vre extrêmement simples. Elle se base sur le fait que la profondeur de l'impact du microbillage est déterminée par l'épaisseur et/ou la densité de l'écran préalablement déposé sur ledit support métallique, et que le susdit écran est une encre dont l'épaisseur et/ou la densité est déterminée par le nombre et/ou le coloris des couches d'encre élémentaires déposées. D'autre part, elle associe la variation de l'épaisseur de l'encre, formant écran sur le support métallique, au coloris obtenu à partir des couleurs des différentes couches d'encre élémentaires déposées, chaque coloris représentant une densité différente et par conséquent un écran plus ou moins dense. L'association de deux paramètres - épaisseur de l'encre et couleur de l'encre permet la réalisation d'une matité variable en fonction de l'épaisseur de l'encre, et de la couleur de l'encre, formant écran sur le support métallique préalablement poli ou non poli ; ainsi, au motif colorié préalablement imprimé sur le support métallique correspondra un motif de matité variable dont les nuances seront déterminées par l'épaisseur et la couleur du motif initial. Ainsi le procédé selon l'invention pourra faire intervenir une impression de motifs de couleur sur le support métallique poli à partir d'une imprimante à jet d'encre ; les trois couleurs des encres dites "primaires" habituellement disponibles sur ce type d'imprimante sont : le jaune, le magenta, le cyan, auxquelles on rajoute le noir et parfois le blanc. Les épaisseurs d'encre déposée, après séchage, sont comprises habituellement entre 10 Microm et 100 Microm. D'une façon plus précise, à titre d'exemple non limitatif, on supposera que les couleurs d'origine disponibles sur l'imprimante permettent de déposer des couches dont l'épaisseur variera de 10 Microm à 100 Microm. Par ailleurs, on sait que : la couleur jaune est la couleur complémentaire de la couleur bleuviolet, la couleur magenta est la couleur complémentaire de la couleur vertjaune, la couleur cyan est la couleur complémentaire de la couleur rougeorange. D'autre part la superposition de deux couches d'encres dites "primaires" permet d'obtenir les trois couleurs de base précédemment citées, à savoir : la couleur magenta ajoutée à la couleur cyan permet d'obtenir la couleur bleu-violet, la couleur jaune ajoutée à la couleur cyan permet d'obtenir la couleur vert-jaune, la couleur jaune ajoutée à la couleur magenta permet d'obtenir la couleur rouge-orange. La juxtaposition de pixels de couleur de base permet d'obtenir une pluralité de couleurs ; à titre d'exemple, 256 coloris sont ainsi couramment obtenus, voire bien davantage à ce jour. Ainsi le dépôt d'une sous-couche d'encre blanche suivi d'un dépôt d'une monocouche d'encre primaire ou de préférence de deux couches d'encre primaire, permet d'obtenir toute sorte de motifs de couleur dont l'épaisseur est variable, comprise, à titre d'exemple, entre 10 Microm et 100 Microm. Avantageusement, le dépôt d'une sous-couche d'encre blanche n'est pas nécessaire compte tenu du résultat recherché. La profondeur de l'impact du microbillage est déterminée par l'épaisseur et/ou la densité de l'écran, c'est-à-dire dans le cas présent, par l'épaisseur et/ou la couleur de l'encre déposée. Dans ces conditions, la profondeur de l'impact du microbillage sera d'autant plus importante que l'épaisseur et/ou la densité de l'encre déposée sont faibles ; et par conséquent la matité sera d'autant plus prononcée que l'épaisseur et/ou la densité de l'encre déposée sont faibles. De plus, à tout niveau de matité pourra correspondre un coloris différent de densité variable. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel : La figure unique est une représentation schématique d'un motif à matité variable obtenu par le procédé de gravure par microbillage selon l'invention, représentant les anneaux de Saturne. Dans l'exemple représenté sur la figure, on réalise tout d'abord un motif en couleur d'une représentation schématique des anneaux de Saturne sur une tôle en acier inoxydable T préalablement poli, de type poli-miroir non directionnel par exemple. Les coloris choisis pour réaliser le motif par impression par jets d'encre seront ceux habituellement utilisés pour représenter cette planète, à savoir : - la planète elle-même 1 de couleur blanche, - un premier anneau 2 de couleur verte, - un second anneau 3, plus large que l'anneau 2, de couleur blanche et entourant l'anneau 2, - un troisième anneau 4, de faible largeur, de couleur bleue nuit et entourant l'anneau 3, - un quatrième anneau 5, de largeur voisine à celle de l'anneau 2, entourant l'anneau 4, constitué de plusieurs cercles de couleur variant du bleu clair au bleu nuit en s'écartant du centre, l'ensemble 1, 2, 3, 4, 5, étant sur un fond noir 6 représentant le vide interstellaire. A titre d'exemple, on supposera que : - les teintes claires seront mates, - les teintes sombres seront brillantes, et - la matité sera décroissante dans le sens de rotation du cercle psychométrique des teintes, c'est-à-dire, dans le cas présent en allant du vert vers le bleu. D'autres critères de matité en fonction de la teinte et de l'échelle des gris pourront être choisis. La gamme des épaisseurs d'encre déposée après séchage, est comprise entre 10 Microm et 100 Microm ; ainsi à une épaisseur d'écran de 10 Microm correspondra une forte pénétration de l'impact du microbillage et par conséquent une forte matité ; réciproquement, à une épaisseur d'écran de 100 Microm correspondra une faible pénétration de l'impact du microbillage, voire une totale protection du support métallique qui restera par conséquent brillant. Dans ces conditions, les phases opératoires seront les suivantes : - polissage du support T en acier inoxydable, - nettoyage et séchage de la surface polie, - dépôt d'une couche d'encre de couleur noire et d'épaisseur voisine de 10 Microm, sur la surface polie, - dépôt d'une couche d'encre de couleur blanche et d'épaisseur voisine de 100 Microm, représentant le motif 1, - dépôt d'une couche d'encre de couleur verte et d'épaisseur voisine de 80 Microm, représentant le motif 2, - dépôt d'une couche d'encre de couleur blanche et d'épaisseur voisine de 100 Microm, représentant le motif 3, - dépôt d'une couche d'encre de couleur bleu nuit et d'épaisseur voisine de 30 Microm, représentant le motif 4,- dépôt d'une pluralité de couches d'encre concentriques de couleur allant du bleu clair au bleu nuit en s'écartant du centre et d'épaisseurs respectivement allant de 60 Microm à 30 Microm, représentant le motif 5, - séchage sous rayonnement ultraviolet, - microbillage par impact de billes de verre sous pression d'air, - enlèvement des écrans résiduels par pelliculage ou par dissolution. Bien entendu les dépôts de couches d'encre, de couleur et d'épaisseur différentes, sont effectués simultanément durant le déplacement de la tête d'impression de l'imprimante couleur à j et d'encre. Dans le cas présent, la composition des billes de verre est la suivante : Le diamètre des billes est compris entre 70 jim et 120 Microm. La pression de l'air comprimé du pistolet de microbillage est comprise entre 2 et 3 bars et de préférence entre 2,3 bars et 2,8 bars. La vitesse de déplacement du pistolet de microbillage par pas de 8 à 10 mm est comprise entre 5 mètres par seconde et 16 mètres par seconde. Ainsi le résultat obtenu comprendra : - un cercle mat représentant la planète Saturne, et - une succession d'anneaux concentriques plus ou moins mat autour de la planète représentant les anneaux de la planète Saturne, sur - un fond très brillant représentant le vide interstellaire. L'exemple, décrit précédemment, est volontairement simple ; on comprendra aisément qu'un motif colorié complexe dont la pluralité des teintes associées à des nuances de gris, permettra d'obtenir une large gamme de nuances de matité en modulant les épaisseurs des encres déposées. Revendications 1. Procédé de gravure à matité variable par microbillage sur un support métallique (T), caractérisé en ce que la profondeur de l'impact dudit microbillage sur ledit support métallique (T) est déterminée par l'épaisseur et/ou la densité d'un écran (1), (2), (3), (4), (5), préalablement déposé sur ledit support métallique (T), le susdit écran (1), (2), (3), (4), (5), étant constitué d'une encre dont l'épaisseur et/ou la densité est fonction du nombre et/ou du coloris des couches d'encres élémentaires. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support métallique (T) est de l'acier inoxydable poli ou non poli. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il fait intervenir une imprimante couleur à jets d'encre, un dispositif de séchage de l'encre déposée par un faisceau de lumière ultraviolet, et un dispositif de microbillage à billes de verre. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites billes de verre sont composées de silice, d'oxyde de sodium, d'oxyde de calcium et d'oxyde de magnésium 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de microbillage comprend un pistolet à air comprimé. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit pistolet se déplace par pas de 8 à 10mm, selon une vitesse comprise entre 5 et 16 mètres par seconde. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pression de l'air comprimé dudit pistolet est comprise entre 2 et 3 bars.