Brevet FR2965751A1 — publié le 20120413

Procédé et équipement de décoration d'un article Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine de la décoration d'un article tridimensionnel par transfert de pigments sublimables. Etat de la technique Le demandeur a développé des solutions antérieures concernant la dépose de pigments par sublimation sur la surface tridimensionnelle d'un article à décorer. Le brevet FR 2881988 décrit un procédé et un équipement de décoration d'un article tridimensionnel comportant une étape de préparation de l'objet à décorer consistant à déposer sur ledit objet une pellicule d'une composition pigmentée sublimable, puis à procéder à un trempage de l'objet ainsi préparé dans un bain d'alliage de métaux non-ferreux maintenu à une température nominale pour l'activation de ladite composition sublimable. Le brevet FR 2660252 propose un procédé de décoration mettant en oeuvre une enceinte de traitement, et comportant les étapes consistant à : - coller une couche isolante sur la face opposée au décor à sublimer - placer une feuille-support de telle manière que la face recouverte de la couche isolante soit en contact avec la membrane de l'enceinte; - disposer un objet sur la feuille-support ; - recouvrir l'objet d'une autre feuille-support de façon à ce que la face décorée soit en contact avec lesdits objets; - fermer hermétiquement l'enceinte au moyen d'une 35 membrane imperméable et élastique; - placer l'enceinte en dépression; - introduire l'enceinte dans un four comportant des résistances électriques réglées à une température déterminée assurant le transfert du décor. Le brevet FR 2700300 décrit une machine pour sublimer un décor sur des objets de forme quelconque comprenant deux cadres articulés entre eux et dont l'une de leurs faces est solidaire d'une membrane déformable élastiquement. Les objets à décorer sont introduits dans une des poches pré-formées prévues sur l'une au moins des membranes déformables. Le brevet FR 2684046 propose d'utiliser comme support d'encre sublimable un matériau suffisamment extensible pour pouvoir s'adapter à la forme de l'objet à décorer sans risque de détérioration du décor à sublimer. Le procédé consiste à envelopper l'objet dans le support d'encre afin que toutes ses faces soient recouvertes. L'ensemble est placé dans une machine sous vide qui est elle-même introduite dans un espace chaud pour provoquer le transfert du décor sur toutes les faces de l'objet à décorer. Le brevet FR 2856632 concerne un procédé de décoration comportant une étape de préparation d'une feuille de transfert par impression avec au moins une encre thermoactivable. Le transfert de l'encre est réalisé par application de cette feuille sur l'article à décorer, et par chauffage de cet ensemble. La feuille de transfert présentée dans ce brevet est constituée en un matériau floqué. Le brevet FR 2721860 décrit une solution mettant en oeuvre une membrane élastique retenue par des moyens étanches et susceptibles de se déformer élastiquement dans toutes les directions lorsque le dispositif est mis sous vide. Le brevet FR 2879124 décrit un procédé selon lequel le chauffage est réalisé par trempage de l'article à décorer associé à la feuille de transfert dans un bain d'alliage de métaux non ferreux maintenu à une température nominale pour l'activation de l'encre thermoactivable. Les brevets FR 2856630 et FR 2856631 décrivent un procédé et un équipement de décoration d'un article comportant une étape de préparation d'une feuille de transfert par impression avec au moins une encre thermoactivable. Le chauffage est réalisé par trempage de l'article à décorer associé à la feuille de transfert dans un bain d'alliage de métaux non ferreux maintenu à une température nominale pour l'activation de l'encre thermoactivable. Le brevet européen EP0606189 décrit une machine pour sublimer un décor sur des objets de forme quelconque, du genre comprenant deux cadres articulés entre eux et dont l'une de leurs faces est solidaire d'une membrane déformable élastiquement, caractérisée en ce que l'une au moins des membranes déformables présente des poches préformées aptes à recevoir complètement chacune un desdits objets à décorer. Le brevet européen EP0544603 décrit un procédé de décoration de la surface d'un objet par sublimation d'encre, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme support d'encre sublimable un matériau suffisamment extensible et perméable à l'air pour pouvoir s'adapter à la forme de l'objet à décorer sans risque de détérioration du décor à sublimer. L'objet est enveloppé dans le support d'encre afin que toutes ses faces soient recouvertes. L'ensemble est placé dans une machine sous vide qui est elle-même introduite dans un espace chaud pour provoquer le transfert du décor sur toutes les faces de l'objet à décorer. La société L'OREAL a de son côté déposé la demande de brevet européen EP1099569 visant un procédé pour appliquer un décor sur un article comportant les étapes consistant à disposer au contact d'une face de l'article un support revêtu d'une encre sublimable; chauffer le support à l'aide de moyens de chauffage pour provoquer la sublimation de l'encre et son transfert sur l'article, tout en refroidissant la face opposée de l'article à l'aide de moyens de refroidissement. La société KOLORFUSION a déposé une demande de brevet PCT W09962722 qui concerne un procédé permettant d'appliquer une décoration sur la surface d'un objet en utilisant l'impression à l'encre de sublimation. Dans ce procédé, on utilise, comme support d'encre ou comme feuille de transfert un film thermorétractable muni d'une décoration à l'encre de sublimation. Dans un autre procédé permettant d'appliquer une décoration sur la surface d'un objet au moyen de l'impression à l'encre de sublimation, on utilise un support d'encre ou une feuille de transfert classique ainsi qu'un suremballage de film thermorétractable. La feuille de film peut être pourvue de jointures de façon à former une enveloppe et une décoration à éventuellement figurer sur l'enveloppe. L'objet à décorer l'encre de sublimation peut la surface intérieure de est disposé à l'intérieur de l'enveloppe de film. En cas transfert classique, celle-ci d'utilisation d'une feuille de est disposée sur l'objet avant que le film thermorétractable soit suremballé. Avant de procéder à l'impression à l'encre de sublimation, l'objet peut être prétraité au moyen d'un revêtement sur lequel sera imprimée la décoration. L'enveloppe de film est chauffée de façon que le film se rétracte pour s'adapter à la surface de l'objet. La rétraction du film autour de l'objet, lorsqu'elle est combinée à la chaleur, produit la pression nécessaire pour transférer la décoration 10 du film à la surface ou au revêtement de l'objet à décorer. Une fois le transfert par sublimation achevé, on peut maintenir le film en place comme suremballage ou on peut le retirer, tout comme la feuille de transfert classique ayant été éventuellement utilisée, découvrant ainsi l'objet nouvellement décoré. Le brevet FR 2745229 décrit un procédé de décoration consistant à envelopper l'objet dans un support d'encre dont l'une des faces comporte un décor à transférer, à placer l'objet et le support d'encre dans une machine permettant de faire le vide pour plaquer et coller à froid le décor à transférer sur toutes les faces de l'objet à décorer, à retirer l'objet et le support d'encre de la machine, à enlever le support d'encre pour récupérer l'objet, sur lequel est collé le décor à sublimer, puis à chauffer l'objet pour que le décor à sublimer se transfère et pénètre sur toutes les faces de l'objet. Inconvénients des solutions de l'art antérieur Ces différentes solutions de sublimation tridimensionnel ou de marquage à chaud de l'art antérieur par immersion dans un bain de métaux non ferreux présentent des inconvénients liés à l'oxydation superficielle du bain liquide à haute température. Cette oxydation a des conséquences directes sur la qualité et la performance du procédé de décoration. En effet, la formation d'oxydes métalliques à la surface du bain de métal modifie les performances du bain, l'oxyde se comportant comme un isolant. L'oxydation ne se fait pas de manière régulière, mais forme des îlots. La sublimation ne se fait alors plus de manière homogène, et plus généralement le paramétrage du procédé nécessite des ajustements constants. L'irrégularité de ce dépôt, fait que les couches les plus épaisses du dépôt affectent la vitesse de transmission de la chaleur au contact du complexe film de transfert, de ouate, tissus tissés et non tissés / objet, créant ainsi des irrégularités d'application du procédé. Ce phénomène affecte le paramètre le plus important du procédé : La vitesse homogène de transmission de température (la plus élevée possible pendant un temps le plus bref possible). Ceci rend le procédé difficile à industrialiser le procédé de décoration par sublimation de pigments thermoactivables à l'aide d'un bain de métaux non ferreux. L'autre caractéristique liée au bain de métaux liquides est sa bonne transmission d'une pression élevé sur la surface de l'objet à décorer. Cette pression néanmoins présente l'inconvénient de laisser passer le métal liquide à travers les fibres des supports de sublimation lorsque celles-ci sont en tissu (tissé ou non tissé ou bien ouate texturée ou non). Le métal atteint alors la pièce à décorer et peut altérer sa surface ou bien nécessité un nettoyage ultérieur, 35 affectant le rendement du procédé. Solution apportée par l'invention Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une solution nouvelle, consistant à prévoir sur la cuve, à la surface du bain de métal liquide, une membrane étanche déformable élastiquement. Cette membrane est avantageusement une membrane de silicone. Elle isole le métal du contact avec l'air, stoppant ainsi son oxydation et qui en contact avec le complexe comprenant d'une part le film de transfert, ouate, tissu tissés et non tissé et d'autre part l'objet à décorer. Cette membrane empêche également le passage du métal à travers les films et supports d'encres sublimables. L'invention concerne selon son acception la plus générale un procédé pour la décoration de la surface d'un objet par transfert d'un décor à l'aide d'un équipement comprenant une cuve remplie d'un bain chaud, consistant à disposer au moins un objet de forme quelconque sur la feuille support sur laquelle a été déposée au moins un décor à transférer sous la forme d'encre thermoactivable caractérisé en ce que l'ensemble formé par l'article à décorer et la feuille support comprenant le décor thermoactivable est pressé contre une membrane étanche déformable élastiquement disposée à la surface du bain chaud. L'invention concerne également un équipement pour la décoration de la surface d'un objet par transfert d'un décor thermoactivable caractérisé en ce que la cuve contenant le bain chaud est fermé hermétiquement par une membrane étanche déformable élastiquement disposée à la surface du bain chaud. La présence de la membrane ne nuit pas au procédé, car elle maintient sa température et simplifie le paramétrage initial du procédé. Description détaillée de l'invention L'invention sera mieux comprise à la description d'exemples non limitatifs de mise en oeuvre qui suivent. La première étape consiste à préparer une feuille de transfert souple par impression avec au moins une encre thermoactivable. L'encre thermoactivable est une encre sublimable ou une encre de type thermofusible. La feuille est constituée par exemple par une feuille de papier de faible raideur et de fort bouffant, 10 c'est-à-dire de faible masse spécifique. Il peut aussi s'agir d'une feuille de papier en ouate de cellulose, plus fréquemment utilisé dans le domaine sanitaire et domestique, notamment dans la fabrication de mouchoirs jetables. Le grammage est très faible, inférieur à 15 20 g/m2. D'autres types de film de transfert ont été envisagés: un film de TEFLON, une feuille de papier transfert utilisé pour la décoration de tissu par sublimation, un film de papier siliconé, une colle, un élastomère, un latex 20 naturel, un latex de synthèse ou une feuille de polyisoprène naturel floqués. Les flocs sont constitués de fibres de coton, de fibres de viscose, de fibres de polyamide, de fibres acryliques ou de fibres polyester. La feuille est imprimée avec une encre sublimable, 25 par un procédé d'impression classique de l'image à transfert, tel que l'héliogravure, la sérigraphie ou simplement l'impression par une imprimante à jet d'encre. L'image, numérisée et traitée par un ordinateur, est imprimée avec une encre spéciale sublimable sur une 30 imprimante jet d'encre professionnelle ou tout équipement d'impression ad hoc. Les encres sublimables sont constituées généralement de molécules de tailles et de masses modestes, avec un compromis entre l'existence de doubles liaisons 35 conjuguées et de cycles conjugués permettant aux molécules d'être colorées et la minoration des masses moléculaires pour que les molécules soient compatibles avec la sublimation. Il est également envisageable d'utiliser pour l'impression de la feuille de transfert des encres à changement de phase et plus particulièrement les encres thermofusibles. La feuille de transfert imprimée est ensuite appliquée sur l'article à décorer. L'activation est réalisée par trempage de l'article à décorer associé à la feuille de transfert dans un bain d'alliage de métaux non ferreux maintenu à une température nominale pour l'activation de l'encre thermoactivable, et en ce que ladite feuille est une feuille de papier souple. Le bain est formé par un alliage à base d'antimoine, d'étain, de bismuth et de plomb, en particulier un alliage à base bismuth, plomb, étain, cadmium. Le bain peut également être formé par un alliage de métaux non ferreux comprenant du bismuth. Un exemple particulier de bain comprend un alliage composé de bismuth, de plomb, d'étain, et de cadmium.(Bi 50%, Pb 25%, Sn 12.5%, Cd 12.50 dont le point de fusion est d'environ 70 C, maintenu à une température d'environ 190 C. 20 Membrane étanche recouvrant le bain La pièce recouverte de la feuille souple n'est pas plongée directement dans le bain liquide comme dans l'art antérieur. La cuve contenant le bain comprend une membrane 25 déformable élastiquement, fixée sur les bords de la cuve de manière étanche, afin de former une couverture étanche sur la surface du liquide constituant le bain. Cette membrane est par exemple une enveloppe en siliconne, dont l'épaisseur est choisie en fonction fonction 30 du matériau de l'objet et du support de décoration. Une membrane plus épaisse favorise une plus importante transmission de la pression outre à celle de la température. 35 Selon un exemple, l'ensemble formé par la feuille de transfert et l'article à décorer est pressé contre une membrane en silicone recouvrant un bain d'alliage de métaux non ferreux à bas point de fusion. Il s'agit par exemple d'un alliage composé de bismuth, de plomb, d'étain, et de cadmium. 10 15 (Bi 50 Pb 25 Sn 12.5 Cd 12.50 dont le point de fusion est d'environ 70 C, maintenu à une température d'environ 190 C. L'invention peut également être mise en oeuvre pour la décoration d'un fil, par exemple d'un câble ou d'un fil électrique. Dans ce cas, le fil vient au contact avec la feuille de transfert réalisée en forme de bande. Le fil défile entre un système de galets situés en amont et en aval du bain. La feuille de transfert défile également sur un système de galets situés en amont et en aval du bain. Le fil et la bande de transfert viennent en contact en amont du bain pour venir au contact de la membrane étanche, un galet assurant le guidage et l'appui de l'ensemble contre la surface extérieure de la membrane qui plonge, par déformation élastique, dans le bain. Le transfert se fait au contact de la membrane dont la surface inférieure pénétre dans le bain, et le fil décoré ressort du bain où il est récupéré sur une bobine REVENDICATIONS1 - Procédé pour la décoration de la surface d'un objet par transfert d'un décor à l'aide d'un équipement comprenant une cuve remplie d'un bain chaud, consistant à disposer au moins un objet de forme quelconque sur la feuille support sur laquelle a été déposée au moins un décor à transférer sous la forme d'encre thermoactivable caractérisé en ce que l'ensemble formé par l'article à décorer et la feuille support comprenant le décor thermoactivable est pressé contre une membrane étanche déformable élastiquement disposée à la surface du bain chaud. 2 - Equipement pour la décoration de la surface d'un objet par transfert d'un décor thermoactivable caractérisé en ce que la cuve contenant le bain chaud est fermé hermétiquement par une membrane étanche déformable élastiquement disposée à la surface du bain chaud.