Brevet FR3061725A1 — publié le 20180713

Papier transfert pour impression par sublimation comportant un agent cationique La présente invention concerne les papiers transfert pour impression par sublimation, et plus particulièrement mais non exclusivement ceux imprimables par impression jet d'encre. L'impression par sublimation permet de fournir une image sur un support, tel qu'un métal, du verre, une surface plastique ou un tissu, à l'aide d'encres sublimables. L'impression des encres sublimables peut se faire par impression directe des encres sublimables sur le support final ou bien par impression indirecte. Dans le cas de l'impression indirecte les encres sont d'abord imprimées sur un papier, appelé papier transfert, puis l'image imprimée sur le papier transfert est transférée par presses à transfert sur le support final. La demande US 2008/0229962 décrit un tel procédé d'impression. Les demandes EP 2965919 Al, W000/06392, W02008/006434, et W02016/074671 divulguent des papiers transfert pour impression par sublimation. Plus précisément, la demande EP 2965919 Al divulgue un papier transfert comprenant une couche réservoir présentant une face externe configurée pour recevoir une encre sublimable et une couche barrière, appliquée sur la face interne de la couche réservoir, et configurée pour former une barrière au véhicule de l'encre sublimable. La couche réservoir peut en outre comprendre un polymère cationique en faible proportion pour fixer les colorants de l'encre sublimable à la surface du papier transfert. La demande W000/06392 décrit un papier transfert comprenant une couche barrière ayant une porosité d'au plus 100 ml/min. La demande W02008/006434 divulgue un papier comprenant une couche comportant un polymère semi-synthétique à propriété thermoplastique. La demande W02016/074671 décrit un papier comprenant une couche comportant des particules thermoplastiques. Les papiers transfert pour impression par sublimation imprimables par impression jet d'encre comprennent généralement une couche barrière à base de polymère hydrophile, tel que de la carboxy méthyl cellulose, de l'amidon, ou de l'alcool polyvynilique, plus ou moins chargée de pigments de faible surface spécifique, tels que du kaolin ou du carbonate de calcium, ou de forte surface spécifique, tels que des silices. 3061725 2 La présence d'une couche barrière à base de polymère hydrophile conduit à un long temps de séchage, limitant les cadences d'impression et engendrant des mélanges de couleurs et bavures altérant la qualité d'impression. L'introduction de charges permet d'atténuer les inconvénients précités mais 5 induit un surcoût de formulation et/ou une limitation du taux de transfert par sublimation. Il existe donc un besoin, non satisfait à ce jour, d'un moyen d'obtenir un papier transfert pour impression par sublimation, imprimable par impression jet d'encre, ayant une bonne aptitude à l'impression avec un temps de séchage limité, un fort taux de transfert et un grammage relativement faible, notamment inférieur ou égal à 50 g/m2. 10 L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un papier transfert pour impression par sublimation, comportant un substrat fibreux, le papier transfert ayant sur au moins une face un ou plusieurs agents cationiques, déposé(s) par un traitement de surface sur le substrat fibreux, la quantité du ou des agents cationiques étant supérieure ou égale à 8%, par exemple supérieure ou égale à 9 %, voire à 10%, en poids 15 sec, du poids sec total du ou des composés apportés par le traitement de surface sur le substrat fibreux. L'invention a également pour objet un papier transfert pour impression par sublimation, ayant sur au moins une face au moins 0,2 g/m2 d'un ou plusieurs agents cationiques, le papier transfert étant dépourvu sur cette face de pigment, de liant et d'autres 20 ingrédients de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique ou colorant, ou le papier transfert comprenant sur cette face un ou plusieurs pigments et/ou liants et/ou autres ingrédients de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique, ou colorant, en une quantité individuelle, mieux totale, inférieure ou égale à 13 fois , en g/m2, 25 la quantité d'agent(s) cationique(s), par exemple inférieure ou égale à 12 fois, voire à 10 fois, 8 fois ou 5 fois. Les agents cationiques sont usuellement utilisés en faibles proportions comme agents fixateur d'encre pour l'impression jet d'encre dans le but de retenir l'encre en surface et d'éviter le dégorgement de l'encre dans l'eau. La présence d'un agent cationique 30 en une proportion plus élevée dans l'invention permet de manière surprenante d'assurer un bon transfert par sublimation, l'encre étant contre toute attente peu retenue dans le papier transfert lors de la sublimation. 3061725 3 Le papier transfert selon l'invention présente une bonne aptitude à l'impression, grâce notamment à l'immobilisation de l'encre en surface par le ou les agents cationiques. L'immobilisation des pigments de l'encre en surface du substrat fibreux par le 5 ou les agents cationiques améliore la densité optique après transfert et limite les bavures. La définition est ainsi améliorée. L'absence ou la faible présence de pigment et de liant et des autres agents de formulation éventuels tels que listés ci-dessus permet d'optimiser le compromis fixation de l'encre / vitesse de séchage de l'encre. 10 Le traitement de surface peut être monocouche ou multicouche. La quantité du ou des agents cationiques est avantageusement supérieure ou égale à 8%, voire à 9 ou 10 %, en poids sec, du poids sec total du ou des composés apportés par l'application de la ou des couches du traitement de surface, comme indiqué plus haut. 15 Le papier transfert peut être dépourvu, au moins sur la face comportant le ou les agents cationiques, de charge minérale, également appelée pigment, ou comprendre sur cette face une ou plusieurs charges minérales en une quantité inférieure ou égale à 10 g/m2. La ou les charges minérales peuvent être choisies parmi le carbonate de calcium, le kaolin, le kaolin calciné, le talc, TiO2, les hydroxydes, notamment 20 d'aluminium Al(OH)3 ou de magnésium, les sulfates, notamment BaSO4 ou CaSO4, le silicate d'aluminium naturel ou synthétique, l'oxyde d'aluminium, et leurs mélanges. Les charges minérales contribuent à bloquer l'encre en surface. La présence du ou des agents cationiques tels que décrits dans la présente invention permet de s'affranchir de la présence de charges minérales, ou du moins de limiter leur quantité. 25 Le papier transfert peut être dépourvu, au moins sur la face comportant le ou les agents cationiques, de liant ou comprendre sur cette face un ou plusieurs liants en une quantité inférieure ou égale à 8 g/m2. Le ou les liants sont choisis de préférence parmi les liants hydrosolubles tels que l'alcool polyvinylique, l'amidon, la gélatine, les protéines de soja ou la caséine, et 30 leurs mélanges. Le ou les agents cationiques peuvent être présents sur une unique face du papier transfert, destinée à recevoir l'impression. 3061725 4 Le ou les agents cationiques peuvent être des agents cationiques organiques. Le ou les agents cationiques organiques peuvent être choisis parmi les polyamines épichlorhydrines, notamment parmi les polyépichlorhydrines diméthylamines, les polyéthylèneimine et les sels d'ammonium quaternaires organiques, de préférence 5 parmi les sels d'ammonium quaternaires organiques, l'agent cationique organique étant notamment du chlorure de polydiallyldiméthylammonium, également appelé Po1yDADMAC. Le ou les agents cationiques organiques peuvent être présent(s) sur ladite face en une quantité supérieure ou égale à 0,2 g/m2, notamment supérieure ou égale à 0,6 g/m2. 10 Ladite face peut également comporter un ou plusieurs sels alcalino-terreux, notamment choisi(s) parmi les sels de calcium, de préférence parmi le dichlorure de calcium et le nitrate de calcium, et les sels de magnésium, notamment parmi le sulfate de magnésium et le chlorure de magnésium, qui peuvent contribuer également à améliorer le transfert. 15 Le substrat fibreux avant traitement peut être dépourvu d'agent cationique et/ou de charge minérale et/ou de liant et/ou d'agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique, ou colorant. Le substrat fibreux peut comporter des fibres naturelles et/ou synthétiques, notamment des fibres de cellulose, longues et/ou courtes. 20 Le papier transfert est de préférence imprimable par impression jet d'encre. Le papier transfert peut encore être imprimable par presse rotative. Le papier transfert a de préférence une perméabilité à l'air Bendtsen supérieure ou égale à 100 ml/min, notamment supérieure ou égale à 200 ml/min (selon la norme ISO 5636-3) . 25 Une telle perméabilité à l'air confère au papier une structure ouverte. Elle assure un séchage rapide de l'encre appliquée sur le papier transfert. Elle induit donc un gain de productivité par rapport à une perméabilité à l'air plus faible grâce à une augmentation de la vitesse de séchage de l'encre. Le papier transfert peut avoir un grammage compris entre 25 et 150 g/m2, 30 notamment compris entre 30 et 75 g/m2, mieux inférieur ou égal à 50 g/m2. Le papier transfert est en général à usage unique. 3061725 5 Dans un exemple de réalisation, le ou les agents cationiques sont présent(s) sur ladite face en une quantité supérieure ou égale à 0,2 g/m2, le papier transfert étant dépourvu, sur ladite face, de pigment et de liant et d'agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique ou 5 colorant, ou le papier transfert comprenant sur cette face un ou plusieurs pigments et/ou liants et/ou des agents de formulation tels que ci-dessus en une quantité individuelle, mieux totale, inférieure ou égale à 13 fois, en g/m2, la quantité d'agent(s) cationique(s), notamment inférieure ou égale à 12 fois, 10 fois, 8 fois ou 5 fois. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un papier 10 transfert pour impression par sublimation, notamment tel que défini précédemment, dans lequel on dépose par un traitement de surface sur au moins une face d'un substrat fibreux un ou plusieurs agents cationiques, la quantité du ou des agents cationiques étant supérieure ou égale à 8% , en poids sec, du poids sec total du ou des composés apportés par le traitement de surface sur le substrat fibreux, notamment supérieure ou égale à 9% ou 15 10%. L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un papier transfert pour impression par sublimation, notamment tel que défini précédemment, dans lequel on dépose par un traitement de surface sur au moins une face d'un substrat fibreux un ou plusieurs agents cationiques, la face du papier transfert traitée comprenant le ou les agents 20 cationiques en une quantité supérieure ou égale à 0,2 g/m2, le papier transfert étant dépourvu sur cette face de pigment et de liant et d'agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique, ou colorant, ou le papier transfert comportant sur cette face un ou plusieurs pigments et/ou liants et/ou agents de formulation tels que ci-dessus en une quantité individuelle, mieux 25 totale, inférieure ou égale à 13 fois, en g/m2, la quantité d'agent(s) cationique(s), notamment inférieure ou égale à 12 fois, 10 fois, 8 fois ou 5 fois. Le traitement de surface peut être monocouche ou multicouche. Le procédé selon l'invention peut comporter la fabrication du substrat fibreux. Le traitement de surface peut être réalisé en ligne ou hors ligne. 30 Le ou les agents cationiques peuvent être déposés sur une unique face du substrat fibreux. 3061725 6 Une composition comportant le ou les agents cationiques peut être déposée sur ladite face du substrat fibreux par le traitement de surface, et la quantité de la composition déposée sur la face du substrat fibreux peut être comprise entre 0,2 et 15 g/m2 en poids sec, préférentiellement entre 0,5 et 8 g/m2. 5 Le traitement de surface peut être réalisé à l'aide d'une presse encolleuse, d'une presse à transfert de film ou d'un système de couchage, notamment de type rideau ou à lame, lame d'air, crayon ou encore par cylindre gravé, L'invention a également pour objet un papier transfert imprimé pour impression par sublimation, comportant un papier transfert tel que défini précédemment et 10 au moins une impression sur la face du papier transfert comportant le ou les agents cationiques, notamment une impression jet d'encre d'au moins une encre sublimable. L'invention porte également sur un procédé d'impression d'un papier transfert pour impression par sublimation, dans lequel on imprime avec au moins une encre, notamment par impression jet d'encre, la face comportant le ou les agents cationiques d'un 15 papier transfert tel que défini précédemment. En variante, l'impression peut être réalisée par presse rotative. L'impression peut se faire par exemple en quadrichromie avec des cartouches d'encre contenant des encres de couleurs primaires, notamment noir, cyan, jaune et magenta, et éventuellement des couleurs secondaires. L'encre est notamment formulée à 20 partir de pigments sublimables en base aqueuse. L'invention a encore pour objet un procédé de décoration d'un support, dans lequel on transfère par sublimation l'impression d'un papier transfert imprimé tel que décrit précédemment sur le support. Le support peut être un métal, du verre, une surface plastique ou un tissu, 25 notamment un tissu comportant du polyester, de préférence un tissu comportant majoritairement du polyester. Exemples Les compositions décrites dans le tableau ci-dessous sont chacune déposées à la barre de Meyer sur une face d'un substrat fibreux dont la composition et les 30 caractéristiques sont décrites ci-après. Les substrats fibreux traités par les compositions forment des papiers transferts. 3061725 7 Papier de base avant couchage Composition fibreuse : 30% résineux + 70% fibres courtes en mélange Grammage = 60 g/m2 Collage Cobb 60s = 15 g/m2 5 Porosité Bendtsen = 1500 ml/min Formules de couchage : composition et dépose selon tableau ci-dessous Le test d'impression est réalisé sur le papier à l'aide d'une imprimante SAWGRASS SG400, et le transfert est réalisé sous presse à 200°C pendant une minute sur 10 un tissu polyester. Une encre noire (SAWGRASS Sublijet noir) est déposée sur la face du substrat fibreux traitée par la composition. On obtient ainsi un aplat noir. Les papiers transferts traités par l'encre forment des papiers transferts imprimés. La densité optique après transfert sur le tissu polyester est mesurée à l'aide 15 d'un spectrodensitomètre X-rite 500. Les parts sont exprimées en poids sec. Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 Exemple 5 Carbonate de calcium (parts) 20 20 20+80 0 0 Silicate d'aluminium (parts) 80 80 0 0 0 Alcool polyvinylique (parts) 12 12 17 0 0 Agent cationique-type Polydadmac Polydadmac Polydadmac PolyEpichlorhydrine diméthylamine Agent cationique-quantité (parts) 0 40 40 100 100 Dépose sèche (g/m2) 1,36 2,66 1,93 2,3 1,8 Poids sec agent cationique (g/m2) 0 0,7 0,51 2,3 1,8 Densité optique (aplat noir) 1,86 2,14 2,21 2,20 2,22 Dans l'exemple 3, « 20+80 » indique que l'on utilise 20 parts de CaCO3 broyé et 80 parts de PCC (carbonate précipité) 20 La perméabilité à l'air Bendtsen des exemples 2 à 5 est supérieure à 100 mL/min. On constate que les papiers transferts imprimés selon l'invention des exemples 2, 3, 4 et 5, ont une densité optique supérieure au papier transfert imprimé selon l'exemple comparatif 1 qui n'est pas selon l'invention. 25 REVENDICATIONS1. Papier transfert pour impression par sublimation, comportant un substrat fibreux, le papier transfert ayant sur au moins une face un ou plusieurs agents cationiques, déposé(s) par un traitement de surface sur le substrat fibreux, la quantité du ou des agents cationiques étant supérieure ou égale à 8%, en poids sec, du poids sec total du ou des composés apportés par le traitement de surface sur le substrat fibreux. 2. Papier transfert selon la revendication 1, la quantité du ou des agents cationiques étant supérieure ou égale à 9 %, en poids sec, du poids sec total du ou des composés apportés par le traitement de surface sur le substrat fibreux, notamment supérieure ou égale à 10 %. 3. Papier transfert pour impression par sublimation, ayant sur au moins une face au moins 0,2 g/m2 d'un ou plusieurs agents cationiques, le papier transfert étant dépourvu sur cette face de pigment et de liant et d'agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique, ou colorant, ou le papier transfert comprenant sur cette face un ou plusieurs pigments et/ou liants et/ou agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique ou colorant en une quantité individuelle, mieux totale, inférieure ou égale à 13 fois, en g/m2, la quantité d'agent(s) cationique(s). 4. Papier selon la revendication 3, le papier transfert comprenant sur ladite face un ou plusieurs pigments et/ou liants et/ou agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique ou colorant en une quantité totale inférieure ou égale à 12 fois, en g/m2, la quantité d'agent(s) cationique(s), notamment inférieure ou égale à 10 fois, 8 fois ou 5 fois. 5. Papier transfert selon la revendication 1, le ou les agents cationiques étant présent(s) sur ladite face en une quantité supérieure ou égale à 0,2 g/m2, le papier transfert étant dépourvu sur cette face de pigment et de liant et d'agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique ou colorant, ou le papier transfert comprenant sur cette face un ou plusieurs pigments et/ou liants et/ou agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique ou colorant en une quantité individuelle, mieux totale, inférieure ou égale à 13 fois, en g/m2, la quantité d'agent(s) cationique(s). 3061725 9 6. Papier transfert selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le papier transfert étant dépourvu, au moins sur la face comportant le ou les agents cationiques, de charge minérale ou comprenant sur cette face une ou plusieurs charges minérales en une quantité inférieure ou égale à 10 g/m2. 5 7. Papier transfert selon l'une quelconque des revendications précédentes, le papier transfert étant dépourvu, au moins sur la face comportant le ou les agents cationiques, de liant ou comprenant sur cette face un ou plusieurs liants en une quantité inférieure ou égale à 8 g/m2. 8. Papier transfert selon l'une quelconque des revendications précédentes, le 10 papier transfert étant imprimable par impression jet d'encre. 9. Papier transfert selon l'une quelconque des revendications précédentes, le ou les agents cationiques étant des agents cationiques organiques. 10. Papier transfert selon la revendication précédente, le ou les agents cationiques organiques étant choisis parmi les polyamines épichlorhydrines, notamment 15 parmi les polyépichlorhydrines diméthylamines, les polyéthylèneimine et les sels d'ammonium quaternaires organiques, de préférence parmi les sels d'ammonium quaternaires organiques, l'agent cationique organique étant notamment du chlorure de polydiallyldiméthylammonium. 11. Papier transfert selon l'une des revendications 9 et 10, le ou les agents 20 cationiques organiques étant présent(s) sur ladite face en une quantité supérieure ou égale à 0,2 g/m2, notamment supérieure ou égale à 0,6 g/m2. 12. Papier transfert selon l'une quelconque des revendications précédentes, ayant une perméabilité à l'air Bendtsen supérieure ou égale à 100 ml/min. 13. Papier transfert selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 ayant un grammage compris entre 25 et 150 g/m2, notamment compris entre 30 et 75 g/m2, mieux inférieur ou égal à 50 g/m2. 14. Procédé de fabrication d'un papier transfert pour impression par sublimation, notamment selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on dépose par un traitement de surface sur au moins une face d'un substrat fibreux 30 un ou plusieurs agents cationiques, la quantité du ou des agents cationiques étant supérieure ou égale à 8% en poids sec, du poids sec total du ou des composés apportés par le traitement de surface sur le substrat fibreux. 3061725 10 15. Procédé de fabrication d'un papier transfert pour impression par sublimation, notamment selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel on dépose par un traitement de surface sur au moins une face d'un substrat fibreux un ou plusieurs agents cationiques, la face du papier transfert traitée comprenant le ou les agents 5 cationiques en une quantité supérieure ou égale à 0,2 g/m2, le papier transfert étant dépourvu sur cette face de pigment et de liant et d'agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, insolubilisant, agent de collage, azurant optique ou colorant, ou le papier transfert comprenant sur cette face un ou plusieurs pigments et/ou liants et/ou agents de formulation tels que dispersant, mouillant, épaississant, 10 insolubilisant, agent de collage, azurant optique, ou colorant en une quantité individuelle, mieux totale, inférieure ou égale à 13 fois, en g/m2, la quantité d' agent(s) cationique(s). 16. Procédé de fabrication d'un papier transfert selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, dans lequel on fabrique le substrat fibreux et le traitement de surface est réalisé en ligne ou hors ligne. 15 17. Procédé de fabrication d'un papier transfert selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel on dépose par le traitement de surface une composition comportant le ou les agents cationiques sur ladite face du substrat fibreux. 18. Procédé de fabrication d'un papier transfert selon la revendication précédente, la quantité de la composition déposée sur la face du substrat fibreux étant 20 comprise entre 0,2 et 15 g/m2 en poids sec, préférentiellement entre 0,5 et 8 g/m2. 19. Procédé de fabrication d'un papier transfert selon l'une des revendications 17 et 18, le traitement de surface étant réalisé à l'aide d'une presse encolleuse, d'une presse à transfert de film ou d'un système de couchage, notamment à lame, lame d'air, ou crayon ou rideau, ou par cylindre gravé. 25 20. Papier transfert imprimé pour impression par sublimation, comportant un papier transfert selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 et au moins une impression sur la face du papier transfert comportant le ou les agents cationiques. 21. Procédé d'impression d'un papier transfert pour impression par sublimation, dans lequel on imprime par au moins une encre, notamment par impression jet 30 d'encre, la face comportant le ou les agents cationiques d'un papier transfert selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 3061725 11 22. Procédé de décoration d'un support, dans lequel on transfère par sublimation l'impression d'un papier transfert imprimé selon la revendication 21 sur le support. 5