Brevet FR3025135A1 — publié le 20160304

BLANCHET DE TRANSFERT D'ENCRES D'IMPRESSION NOTAMMENT A PIGMENTS NANOMETRIQUES, RESISTANT AUX HAUTES TEMPERATURES Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine du transfert des encres pour l'impression notamment numérique. Ce transfert est classiquement réalisé avec des tissus enduits appelés « blanchets montés sur des cylindres support en rotation, et sur la couche externe desquels sont projetées les encres d'impression, le papier d'impression avançant entre le cylindre support coiffé du blanchet, et un contre cylindre. Ces blanchets sont cousus pour former une boucle entraînée par un cylindre support et sont soumis à des températures et des pressions relativement importantes, ce qui raccourcit leurs durées de vie. La température maximale à laquelle résiste un blanchet est de l'ordre d'une centaine de degrés Celsius, 120°C plus précisément. Or de nouvelles encres en phase aqueuse à pigments de tailles nanométriques ont vu le jour et la précision de la goutte qu'ils forment lorsque l'encre est projetée sur le 25 blanchet est telle que la cadence d'impression pourrait en être augmentée d'autant. Cependant, une augmentation de la cadence est susceptible de conduire à un échauffement du blanchet à une température allant au-delà de sa température limite. 30 Ces blanchets peuvent aussi former une boucle entraînée par deux cylindres, comme proposé dans le brevet W02013132418. Ce brevet concerne un procédé d'impression qui consiste à projeter des gouttelettes d'une encre sur un blanchet pour former une image transférable. L'encre comprend 3025135 2 une résine polymère organique et un agent colorant dans un excipient aqueux. Le blanchet présente une surface extérieure hydrophobe telle que chaque gouttelette d'encre se dépose sur le blanchet pour former un film d'encre. L'encre sèche 5 pendant le transport de l'image d'encre, par une évaporation de l'excipient aqueux de l'encre qui laisse un film de résidus de résine et un agent colorant. Le film de résidus est ensuite transféré à un substrat. Les compositions chimiques de l'encre et de la surface du blanchet sont 10 sélectionnées de telle sorte que des forces intermoléculaires d'attraction entre molécules s'exerçant dans l'enveloppe extérieure de chaque gouttelette et sur la surface de l'élément de transfert intermédiaire s'opposent à la propension du film d'encre produit par chaque gouttelette à 15 perler sous l'action de la tension superficielle de l'excipient aqueux, sans amener chaque gouttelette à s'étaler en mouillant la surface de l'élément de transfert intermédiaire. 20 Etat de la technique et ses inconvénients On connaît dans l'état de la technique le brevet européen EP0358824 décrivant un blanchet pour impression comportant un tissu textile de base défini par une âme cohérente tissée ou tricotée sur laquelle est aiguilleté un matelas de fibres textiles, avec un revêtement de type silicone sur le tissu de base, la face exposée du revêtement étant profilée. La fabrication du revêtement se fait en appliquant plusieurs couches de caoutchouc siliconé, ou analogue, sur le tissu de base. Pour que le produit final ait une surface profilée, au moins la couche finale du matériau de revêtement en silicone contient une multiplicité de corps tels que des billes de verre. 3 3025135 On connaît aussi des blanchets tels que décrits dans le brevet américain US5.294.481 constitués par un tissu de nitrile butadiène associé à des fibres de verre présenLent une résistance à la température inférieure à 120°C. 5 Le brevet FR2514299 décrit un autre exemple de blanchet à couches multiples. Ce blanchet comporte une couche de renfort possédant deux couches de tissu formées de fils, entre lesquelles est intercalée une couche de caoutchouc. Un revêtement de 10 caoutchouc mince est inséré dans la face arrière de la couche de renfort. Cette couche se compose d'un type de caoutchouc très résistant au gonflement dû à l'eau, à des solvants et aux encres d'impression. On connaît aussi la demande de brevet internationale 15 W02013132345 proposant pour ce type d'encre à pigments de tailles nanométriques, un blanchet comprenant des propriétés d'élasticité différentes dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. Une solution similaire est décrite dans le brevet 20 W02013132432 décrivant un blanchet anisotrope présentant une couche de libération. Mais ce blanchet présente une faible durée de vie aux cadences, envisagées et les différences d'allongement provoquent de microdéformations de la surface de transfert 25 perturbant la qualité du transfert des pigments. Inconvénients de l'art antérieur Les solutions de l'art antérieur présentent plusieurs 30 inconvénients. En premier lieu, la plupart des blanchets de l'art antérieur ne résistent pas à des températures supérieures à 120°, ce qui limite leur utilisation pour le transfert 3025135 4 d'encre récente, nécessitant des températures de fonctionnement plus élevées. En second lieu, les blanchets de l'art antérieur utilisent des élastomères contenant des solvants toxiques, 5 qui provoquent par ailleurs un phénomène de dégazage. Enfin, l'état de surface des blanchets de l'art antérieur n'est pas adapté au transfert d'images formées par des dépôts nanométriques. Les déformations, les imperfections de la surface et la pollution par des poussières créent des 10 états de surface inadaptés à l'utilisation d'encres de hautes performances. Solutions apportée par l'invention 15 Afin de remédier à cet inconvénient, la présente invention propose un procédé de fabrication d'un blanchet pour impression comprenant une couche externe destinée à recevoir pour les transférer sur un papier d'impression, les pigments d'une encre d'impression un tissu interne et une 20 couche interne destinée à être en contact avec un cylindre support du blanchet. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes successives: - d'enduction sur un film séparable de la couche 25 externe, - d'ajout d'un tissu de verre sur la couche externe, et - d'enduction sur le tissu de la couche interne la couche interne et la couche externe étant chacune formée d'au moins une monocouche de silicone 30 - de vulcanisation du tissu enduit. L'utilisation combinée de tissu de verre et d'élastomère silicone, permet de définir un blanchet susceptible de résister à des températures de l'ordre de 200°C. 3025135 Selon une autre caractéristique intéressante du procédé selon l'invention, le film séparable est un film à surface lisse et brillante, par exemple aluminisé, qui transfert à la couche externe cet aspect lisse et brillant qui la prédestine au transfert de pigments de taille nanométrique. De préférence, le film séparable est conservé appliqué sur la couche externe après vulcanisation. 10 Avantageusement, le film séparable est une feuille d'aluminium. Selon un mode de réalisation particulier, la couche interne ou la couche externe comprennent des multicouches de 15 silicone, et dans lequel les différentes couches de silicone sont chacune enduite puis séchée, chaque couche étant protégée après son séchage par un film protecteur qui est ôté avant l'enduction de la couche suivante. 20 L'invention concerne aussi un blanchet pour impression, comprenant une couche externe destinée à recevoir pour les transférer sur un papier d'impression, les pigments d'une encre d'impression, un tissu interne et une couche interne destinée à être en contact avec un cylindre support du 25 blanchet, la couche interne et la couche externe étant chacune formée d'au moins une monocouche de silicone, la couche externe étant issue d'une enduction d'une couche de silicone sur un film séparable. 30 De préférence, la couche externe est protégée avant sa première utilisation par un film séparable appliqué contre la couche externe. 3025135 -6 Avantageusement, le film séparable comprend une face lisse et brillante de type miroir en contact avec une face de la couche externe et lui ayant transféré son aspect brillant et lisse. 5 Selon un mode de réalisation préféré, le silicone est de type sans solvant. De préférence, le silicone présente une dureté Shore A 10 inférieure ou égale à 30. Selon un mode de réalisation avantageux, le tissu de verre comprend un même nombre de fil dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. 15 Description détaillée d'un exemple non limitatif de réalisation La présente invention sera mieux comprise à la lecture 20 de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de l'invention, se référant aux dessins annexés où : - la figure 1 illustre le tissu enduit double face selon 25 l'invention - les figures 2 à 4 représentent une vue schématique du principe d'enduction à différentes étapes du procédé d'enduction selon l'invention. 3025135 Description détaillée d'un exemple de réalisation La figure 1 représente une vue en coupe d'un exemple de 5 blanchet selon l'invention. Ce blanchet est formé d'un tissu de verre interne (1) d'une épaisseur de 100 micromètres. Ce tissu de verre (1) présente des caractéristiques identiques dans ses deux directions, en ce qui concerne le nombre de fil et 10 l'élasticité. Les deux faces du tissu de fibres de verre (1) sont enduites de couches de silicone sans solvant de type LSR caoutchouc de silicone liquide. 15 La face « interne » présente une seule couche de silicone (2) d'une épaisseur de 100 micromètres. Il s'agit de la surface qui sera en contact avec les rouleaux d'entraînement. La face opposée est enduite de trois couches superposées 20 de silicone (3 à 5) d'une épaisseur respectivement de 100 micromètres pour la couche (3) la plus proche du tissu de fibres de verre (1), de 150 micromètres pour la suivante et de 50 micromètres pour la couche extérieure (5). Un film d'aluminium (6) protège la surface de transfert 25 de la couche extérieure (5). La fabrication se fait par une enduction de ce film d'aluminium (6) par une première couche de silicone (5), puis le dépôt des deux couches (4 et 3), puis le dépôt du tissu de fibres de verre (1) sur ces couches de silicone (3 à 5), et 30 enfin par enduction de la dernière couche de silicone (2). Ce blanchet est adapté à des cadences élevées en raison de sa constitution en tissu de verre enduit double face par un silicone de type LSR (silicone sans solvant), qui lui 3025135 permet d'être utilisé à des températures pouvant aller jusqu'à 200°C (1). Sa faculté de pouvoir assurer le transfert de pigments de tailles nanométriques provient du fait que l'une de ses 5 deux faces externes de silicone présente un aspect totalement lisse et brillant ne comportant ainsi aucune rugosité ni relief susceptible de dépasser en hauteur un pigment déposé sur cette face. Cet aspect totalement lisse de la face externe de silicone est obtenu par enduction de cette couche 10 de silicone sur un film à surface parfaite, sans aspérité (effet miroir) tel qu'un film PET aluminisé sur une face. (2). On décrit dans ce qui suit le procédé de fabrication du blanchet optimal combinant ces deux avantages en terme de 15 cadence d'impression élevée et faculté de transfert de pigments de tailles nanométriques, et le procédé de sa fabrication. Conformément à la figure 1, ce blanchet optimal comprend d'un côté du tissu de verre, une multicouche de silicone (en 20 partant du tissu, 3ème, 2ème et lère couches), suLmontée d'un film PET aluminisé et du côté opposé de ce tissu de verre, une monocouche de silicone (« 4ème couche de silicone). Le silicone utilisé est de type sans solvant obtenu par 25 catalyse platine, et évite l'émission de COV durant l'utilisation du blanchet. Il est obtenu à partir d'un procédé d'enduction comprenant les étapes principales : 30 a) enduction d'une lère couche de silicone dite « couche vernis » (par exemple, 50 micromètres d'épaisseur) sur la face aluminisée d'un film PET aluminisé (de par exemple 100 micromètres d'épaisseur). Conformément à la figure 2, la vitesse de défilement du film sous l'encrier d'alimentation 9 3025135 en silicone, est ajustée pour garantir l'obtention d'une couche homogène de 50 micromètres d'épaisseur à l'aide d'une jauge de contrôle du poids. Le film enduit de la lère couche traverse un four de séchage à par exemple 7 zones de 5 températures régulées. b) enduction sur la lère couche surmontant le film PET, d'une 2ème couche de silicone (par exemple 150 micromètres de mélange silicone), dont l'épaisseur est contrôlée de la même 10 façon qu'à l'étape a), le film surmonté des deux couches, traversant, un four de séchage à par exemple 7 zones de températures régulées c) enduction sur la 2ème couche surmontant la lère 15 couche et le film, d'une Sème couche de silicone (par exemple 100 micromètres) et ajout subséquent du textile (tissu de verre) avant entrée dans le four de séchage à différentes zones de températures régulées, 20 d) enduction sur le tissu de verre, d'une 4ème couche de silicone puis séchage dans un four à zones de températures régulées. A l'issue de chacune des étapes ci-dessus, en sortie de 25 four, il est possible d'effectuer un enroulement arrière sur un mandrin avec 5 mètres de mousse polyéthylène positionnée sur le mandrin avant enroulement du produit pour éviter la formation de plis lors de l'enroulement. On peut également poser un film protecteur de polyéthylène de par exemple 50 30 micromètres d'épaisseur (gaufré mille points) lors de l'enroulement qui sera séparé avant la mise en oeuvre de l'étape suivante. Dans aucune des étapes, on ne sépare la ou les couches, du film PET aluminisé. 3025135 -10- Le maintien durant tout le procédé et jusqu'à livraison au client de ce film PET et l'utilisation de film protecteur durant le procédé d'enduction entre le dépôt des différentes couches, garantit l'obtention d'un blanchet exempt de 5 pollutions extérieures. e) Post vulcanisation du tissu enduit : Cette étape permet d'enlever tous les résidus volatils et assure au silicone toutes ses propriétés mécaniques. Elle 10 peut être de 24 heures à 160 °C. Technique utilisée pour la post vulcanisation : - Enroulement du complexe film + tissu enduit sous forte tension sur des mandrins en acier de diamètre 200 mm - Disposition des bobines dans un four ventilé 15 spécialement conçu à cet effet durant 24 h à 160°C Contrôle après pots-vulcanisation : - La bobine de tissu enduit +film étant fortement serrée sur elle-même, il n'y a pas de déformation du film PET avec la température. 20 Exemple de réalisation d'un blanchet optimal selon l'invention : Caractéristique techniques du support de transfert : 25 Film polyéthylène téréphtalate aluminisé sur une face o Compatible avec l'application, l'enduction doit être faite sur la face aluminisée. Caractéristiques du film PET retenu : 30 Film PET aluminisé sur une face - Épaisseur :"100 micromètres - Masse : 140 g/m2 - Largeur 160 cm 3025135 1) Caractéristiques techniques du tissu de verre : STYLE 231 - Masse : 105 ± 5 g/m2 - Nombre de fils / cm en chaîne : 23,6 ± 0,5 5 Nombre de fils / cm en trame : 22,9 ± 0,5 - Titre du fil : EC 7 22 - Épaisseur : 100micromètres - Résistance rupture en sens chaîne : 40 kg / 5cm - Résistance rupture en sens trame : 40 kg / 5cm 10 - Traitement de surface : finish 731 - Largeur utile : 157 ± 5 cm 2) Type de silicone pour la couche de surface enduite sur le film aluminisé (lère couche): 15 - Silicone bi composant type LSR 420 3) Type de silicone pour les couches de « corps » enduites sur la couche de surface ou sur le tissu de verre - Silicone SILOPREN® LSR 2530 (bi-composant) 20 - Ratio de mélangeage : 50 - 50 4) Propriétés mécaniques après vulcanisation 10 mn à 175°C : - Densité: 1,05 g/cm3 (DIN 53 479 A) 25 - Dureté shore A : 30 (DIN 53 505) - Résistance rupture : 4N/mm2 (DIN 53 504 S2) - Allongement rupture : 500 % (DIN 535 04 S2) - Résistance déchirure : 10 N/mm (ASTM D 624 die 30 5) Caractéristiques du blanchet obtenu - Résistance à la température o 200°C en continu - Support textile : 3025135 -12 o Épaisseur 100micromètres o Nombre de fils identique dans les deux sens Enduction sur deux faces - Dépôt différents sur les deux faces 5 o Face extérieure (lère à 3ème couches) : dépôt : 300 micromètres de silicone o Face intérieure (4ème couche): dépôt 100 micromètres de silicone - Épaisseur totale : 500micromètres 10 Coloris : o Tissu enduit double face blanc o Tissu enduit double face noir Aspect totalement lisse et brillant sur la face externe (lère couche) 15 Élastomère de faible dureté Shore A (30) - Absence de COV Pas de composés susceptibles de migrer à la surface 20 6) Caractéristiques techniques finales du produit réalisé: o Épaisseur totale tissu enduit + film PET : 600 micromètres o Épaisseur totale tissu enduit: 500 micromètres 25 o Épaisseur face externe (silicone + tissu de verre) 400 micromètres o Largeur utile : 137 cm En fonction des applications désirées, ou des exigences en matière de cadences d'impression ou de qualité d'encre, un 30 blanchet selon l'invention pourrait tout à fait ne présenter que l'un des deux aspects de l'invention : - être constitué d'un tissu de verre enduit double face avec du silicone sans solvant (mono ou multicouches sur chaque face), sans que pour autant l'une de ses faces 3025135 -13_ externes ne soit lisse (l'enduction de la couche externe de silicone ne s'effectue alors pas nécessairement sur du film PET aluminisé mais sur un film séparable de type classique) ou être constitué d'un textile (pas nécessairement 5 tissu de verre) enduit double face d'élastomères (pas nécessairement silicone) dont l'une des faces externes est lisse car obtenue par enduction de l'élastomère sur la face aluminisée d'un film PET. 10 Equipement pour la fabrication d'un blanchet selon l'invention Le procédé selon l'invention, tel qu'illustré sur les figures 2 à 4 permet la réalisation d'un blanchet pour 15 l'impression numérique d'encre, particulièrement adapté aux cadences élevées d'impression et également aux encres en phases aqueuse pourvues de pigments de taille manométrique. L'équipement pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication du blanchet selon l'invention comprend une tête 20 d'enduction (10) formée par un tambour (11) associé à un encrier d'alimentation (12) déposant sur la surface du film aluminisé (15) le silicone (13). Une racle d'enduction (14) assure l'uniformité de l'enduction de manière connue. Le film (15) ainsi revêtu de sa première couche de 25 silicone passe dans une jauge de contrôle (16) de l'épaisseur d'enduction puis entre deux rouleaux de calandrage (17, 18), puis dans un four de séchage (19) présentant une succession de zones régulées. L'opération est ensuite répétée par la réintroduction du 30 film aluminisé (25) issu d'une première enduction, pour recevoir les enductions successives avec des couches additionnelles de silicone (24) comme illustré par la figure 3. 3025135 -14- La figure 4 représente l'étape de dépose du tissu de fibre de verre (1). Le film (20) est ensuite retourné pour présenter non plus le film aluminisé mais la dernière couche de silicone, S et recevoir une enduction additionnelle (21) de silicone ainsi qu'un voile de fibre de verre (22) qui est déposé sur la surface enduite à l'aide d'un système d'alimentation (17, 18) assurant conjointement le calandrage. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un blanchet pour impression comprenant une couche externe destinée à recevoir pour les transférer sur un papier d'impression, les pigments d'une encre d'impression un tissu interne et une couche interne destinée à être en contact avec un cylindre support du blanchet, le procédé comprenant les étape successives: - d'enduction d'au moins une couche externe (3 à 5) sur 10 un film séparable (6), - d'ajout d'un tissu de verre (1) sur la couche externe, et - d'enduction sur le tissu (1) d'au moins une couche interne (2) 15 la couche interne (2) et la couche externe (3 à 5) étant chacune formée d'au moins une monocouche de silicone - de vulcanisation du tissu enduit. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le film 20 séparable (6) comprend une face brillante et lisse de type poli miroir destinée à venir en contact avec la couche externe enduite afin de lui conférer son aspect lisse et brillant et à être retirée avant la première impression. 25 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le film séparable (6) est conservé appliqué sur la couche externe (3 à 5) après vulcanisation. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que le film séparable (6) est une feuille d'aluminium. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche interne (2) ou la couche externe (3 à 3025135 - 16 - 5) comprennent des multicouches de silicone, et dans lequel les différentes couches de silicone sont chacune enduite puis séchée, chaque couche étant protégée après son séchage par un film protecteur qui est ôté avant l'enduction de la couche 5 suivante. 6. Blanchet pour impression, comprenant une couche externe (5) destinée à recevoir pour les transférer sur un papier d'impression, les pigments d'une encre d'impression, un tissu interne (1) et une couche interne (2) destinée à être en contact avec un cylindre support du blanchet, la couche interne (2) et la couche externe (3 à 5) étant chacune formée d'au moins une monocouche de silicone. 7. Blanchet selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche externe (5) est issue d'une enduction d'une couche de silicone sur un film séparable (6) et est protégée avant sa première utilisation par ledit film séparable (6) appliqué contre la couche externe (5). 8. Blanchet selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le film séparable (6) comprend une face lisse et brillante de type miroir en contact avec une face de la couche externe et lui ayant transféré son aspect brillant et lisse. 9. Blanchet selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel le silicone est de type sans solvant. 10. Blanchet selon l'une des revendications 6 à 9, dans 30 lequel le silicone présente une dureté Shore A inférieure ou égale à 30. 3025135 - 17 - 11. Blanchet selon l'une des revendications 6 à 10, dans lequel le tissu de verre comprend un même nombre de fil dans le sens longitudinal et dans le sens transversal.