Brevet FR3104062A1 — publié le 20210611

Titre : Procédé d’impression d’étiquettes L’invention concerne un procédé d’impressions d’étiquettes à partir d’un film (2) comprenant une couche de pigments activables par rayonnement laser, le procédé comprenant les étapes suivantes : - défilement du film (2) sur un support (7) ; - émission d’un rayonnement laser sur le film (2), pour activer les pigments activables de la couche de pigments activables, depuis une source (8) lumineuse vers le support (7) ; caractérisé en ce que le procédé comprend, préalablement à l’étape de défilement du film (2), une étape de positionnement d’un élément (10) amovible de réflexion du rayonnement laser, entre le support (7) et le film (2), le film (2) défilant au contact dudit élément (10) amovible. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Procédé d’impression d’étiquettes Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication d’éléments de conditionnement et/ou d’emballages. Plus précisément, l’invention concerne un procédé d’impression d’étiquettes. Pour se différencier auprès des consommateurs, les fabricants de récipients en matière plastique, notamment de bouteilles, misent particulièrement sur l’esthétisme de leurs produits. Ainsi, les fabricants proposent des récipients aux formes attrayantes. Toutefois, la nécessité de résistance structurelle des récipients limite leurs modifications de forme. Un autre moyen de différenciation est alors l’utilisation d’étiquettes pour attirer l’œil du consommateur. En effet, outre l’inscription de la composition des produits et des références obligatoires (marque, désignation fabricant, service consommateur, …) les étiquettes ont pour vocation d’attirer l’œil du consommateur. Pour cela, les fabricants proposent des étiquettes personnalisables ou des étiquettes à collectionner présentant un graphisme différent d’un graphisme de base ordinairement utilisé. Cela a cependant des répercussions sur la fabrication des étiquettes d’une part, et sur leur coût d’autre part. En effet, l’impression d’étiquettes en grande série permet d’en réduire leur coût de fabrication unitaire. Cela est notamment utilisé pour l’impression des étiquettes qui présentent un graphisme de base. Ainsi, afin de personnaliser les étiquettes à souhait, et en grande série, une technologie d’impression a été développée. Cette technologie met en œuvre l’impression laser des étiquettes. Plus précisément, les étiquettes sont imprimées sur un film présentant un graphisme de base auquel est ajouté un graphisme de personnalisation. Le film comprend alors une couche de pigments activables qui permet de créer ledit graphisme de personnalisation à l’aide d’un rayonnement laser. Préalablement à leur activation, c’est-à-dire à l’impression du graphisme de personnalisation, les pigments activables sont incolores, c’est-à-dire complètement transparents et invisibles pour l’œil humain. Pour activer les pigments activables de la couche de pigments activables, un procédé d’impression est utilisé. Ce procédé comprend les étapes suivantes : - défilement du film sur un support ; - émission d’un rayonnement laser sur le film, pour activer les pigments activables de la couche de pigments activables, depuis une source lumineuse vers le support. Lorsque le rayonnement laser atteint le film, il fait réagir les pigments activables qu’il traverse, par chauffe de ceux-ci. Les pigments activables traversés réagissent alors avec le rayonnement laser pour modifier leur opacité et devenir visibles pour l’œil humain. En fonction du paramétrage de la source lumineuse, certaines zones du film sont alors atteintes par le rayonnement laser, créant alors le graphisme de personnalisation sur le film. En d’autres termes, par balayage du film et activation paramétrée du rayonnement laser, seuls certains pigments activables sont atteints par le rayonnement laser et s’opacifient pour faire apparaitre le graphisme de personnalisation sur le film. Par ailleurs, la modulation de la puissance du rayonnement laser, permet de contrôler l’opacification des pigments activables. En d’autres termes, plus l’intensité du rayonnement laser est élevée, plus la réaction des pigments activables est importante, et donc plus la visibilité du graphisme de personnalisation est importante. Au contraire, moins l’intensité du rayonnement laser est élevée, moins la réaction des pigments activables est importante, et donc plus la visibilité du graphisme de personnalisation est faible. Cela permet ainsi de créer des nuances de transparence dans le graphisme de personnalisation. Ce procédé, qui permet de personnaliser les étiquettes, n’en reste pas moins sans inconvénients. En effet, afin de générer la réaction des pigments activables, il est nécessaire d’émettre un rayonnement laser présentant une intensité minimale élevée. Une telle intensité minimale requière alors une alimentation électrique importante de la source lumineuse. Par ailleurs, l’impact du rayonnement laser sur le support provoque la chauffe de ce dernier. Passé un seuil prédéterminé, la montée en température du support peut provoquer une dégradation de la couche d’activation. Il en résulte alors une imprécision du graphisme de personnalisation qui se matérialise par l’apparition de défauts dus aux défauts de la couche de pigments activables. Ces défauts sont renforcés par l’intensité du rayonnement laser. En effet, le rayonnement laser, bien que fin, provoque un léger échauffement du film et donc une radiation de la chaleur autour des points d’impact du rayonnement laser sur le film. Aussi, en diminuant l’intensité du rayonnement laser impactant le film, il est possible de réduire le phénomène de radiation et donc d’augmenter la qualité de l’image imprimée. Cependant, la diminution de l’intensité du rayonnement laser réduit d’autant la réaction des pigments activables et, de fait, limite l’échelle d’opacification des pigments activables qu’il est possible d’obtenir. L’invention a notamment pour objectif de palier les inconvénients de l’art antérieur Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer une solution qui permette, par une technique de rayonnement laser, l’impression d’étiquettes présentant un graphisme de personnalisation tout en réduisant la consommation énergétique par rapport aux solutions connues. L’invention a également pour objectif de fournir une telle solution qui permette une meilleure définition et une meilleure précision du graphisme de personnalisation. L’invention a en outre pour objectif de fournir une telle solution qui permette de réduire l’échauffement d’un support sur lequel défile un film à imprimer. Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l’invention qui a pour objet un procédé d’impressions d’étiquettes à partir d’un film comprenant une couche de pigments activables par rayonnement laser, le procédé comprenant les étapes suivantes : - défilement du film sur un support ; - émission d’un rayonnement laser sur le film, pour activer les pigments activables de la couche de pigments activables, depuis une source lumineuse vers le support ; caractérisé en ce que le procédé comprend, préalablement à l’étape de défilement du film, une étape de positionnement d’un élément amovible de réflexion du rayonnement laser, entre le support et le film, le film défilant au contact dudit élément amovible. Le positionnement de l’élément amovible de réflexion permet de modifier la réflexion du rayonnement laser sur le support. Ainsi, en fonction du besoin, l’élément amovible de réflexion assure une réflexion maîtrisée du rayonnement laser pour obtenir une activation contrôlée des pigments activables de la couche de pigments activables. Avantageusement, le procédé comprend, préalablement à l’étape d’émission du rayonnement laser, une étape de paramétrage de la source lumineuse, pour faire varier l’intensité du rayonnement laser en fonction de la position du film sur le support et d’un graphisme de personnalisation à imprimer sur le film par réaction des pigments activables. Cela permet de réaliser une activation sélective des pigments activables de la couche de pigments activables. En effet, par la variation de l’intensité du rayonnement laser et la présence de l’élément amovible de réflexion, les pigments activables peuvent être irradiés de manière contrôlée pour réagir différemment les uns des autres. Dès lors, il est possible de créer un graphisme, sur l’étiquette, qui présente des variations de transparence, permettant de créer un effet de profondeur. De préférence, l’étape de paramétrage de la source lumineuse comprend une sous étape de paramétrage d’une activation ou d’une extinction de ladite source lumineuse en fonction de la position du film sur le support et d’un graphisme de personnalisation à imprimer sur le film par réaction des pigments activables. En fonction de l’activation ou de l’extinction de la source lumineuse, les pigments activables peuvent rester dans leur état initial, par exemple transparent, ou réagir avec le rayonnement laser et s’opacifier pour créer le graphisme désiré. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel de l’invention, donné à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : est une vue schématique en perspective de dessus d’une machine d’impression d’étiquettes pour la mise en œuvre du procédé d’impression d’étiquettes, selon l’invention ; est une vue schématique de dessus d’un détail de de la machine d’impression de la figure 1, illustrant une étape du procédé d’impression d’étiquettes, selon l’invention ; est une vue schématique en coupe transversale d’un film sur lequel est imprimé une étiquette via le procédé d’impression d’étiquettes, selon l’invention. La figure 1 illustre, de manière schématique, une machine 1 d’impression d’étiquettes, par mise en œuvre d’un procédé d’impression selon l’invention. L’impression des étiquettes est réalisée sur un film 2 défilant dans la machine 1 d’impression. Un détail en coupe transversale du film 2 est illustré sur la figure 3. Plus particulièrement, le procédé d’impression selon l’invention consiste à imprimer un graphisme de personnalisation d’une étiquette comprenant un motif de base qui n’est pas destiné à évoluer durant l’exécution du procédé. La machine 1 d’impression comprend : - un plateau 3 ; - une bobine 4 de déroulement du film 2 ; - une bobine 5 d’enroulement du film 2. Classiquement, le film 2 est déroulé depuis la bobine 4 de déroulement, défile dans un ensemble 6 d’impression, puis s’enroule sur la bobine 5 d’enroulement. En référence à la figure 2, l’ensemble 6 d’impression comprend : - un support 7 sur lequel défile le film 2 ; - une source 8 lumineuse pour l’émission d’un rayonnement 9 laser sur le film 2. Plus particulièrement, tel qu’illustré sur la figure 2, l’ensemble 6 d’émission comprend une première source 81 lumineuse et une deuxième source 82 lumineuse. Chaque source 8 lumineuse émet un rayonnement 9 laser en direction du support 7. Le rayonnement 9 laser est destiné à impacter le film 2 pour générer l’impression d’un graphisme de personnalisation, comme expliqué ci-après. La machine 1 d’impression comprend également un élément 10 amovible de réflexion, positionné entre le film 2 et le support 7. Cet élément 10 amovible de réflexion permet de réfléchir le rayonnement 9 laser émis, comme décrit ci-après. Le film 2 sur lequel sont imprimées les étiquettes comprend une pluralité de couches superposées comme illustré sur la vue en coupe transversale de la figure 3. Plus précisément, le film 2 comprend : - une couche 21 imprimée présentant un motif initial ; - une couche 22 barrière ; - une couche 23 de pigments 231 activables ; - une couche 24 de substrat, transparente. Le motif initial de la couche 21 imprimée comprend les informations communes à toutes les étiquettes comme par exemple le logo ou la marque du fabricant. Tel qu’illustré sur la figure 3, le rayonnement 9 laser émis par la source 8 lumineuse traverse l’étiquette depuis la couche 24 de substrat vers la couche 21 imprimée. La couche 22 barrière recouvre la couche 21 imprimée et forme une couche réflectrice du rayonnement 9 laser émis par la source 8 lumineuse. La couche 23 de pigments 231 activables recouvre la couche 22 barrière et comprend les pigments 231 activables qui sont activés par réaction avec le rayonnement 9 laser. Avant réaction, les pigments 231 activables sont transparents et invisibles pour l’œil humain. Le rayonnement 9 laser traverse ainsi la couche 23 de pigments 231 activables puis est réfléchi par la couche 22 barrière. Lorsqu’il traverse la couche 23 de pigments 231 activables, le rayonnement 9 laser chauffe les pigments 231 activables qui réagissent et s’opacifient. Bien entendu, une partie du rayonnement 9 laser traverse également la couche 22 barrière et est réfléchie par le support 7. Plus précisément, le rayonnement 9 laser est réfléchi par l’élément 10 amovible de réflexion. Enfin, la couche 24 de substrat recouvre la couche 23 de pigments 231 activables et agit comme une couche de protection des couches imprimées, soit initialement, soit par réaction avec le rayonnement 9 laser. Notamment, cette couche 24 de substrat assure la résistance mécanique de l’ensemble, c’est-à-dire de l’étiquette. Selon une variante préférée de réalisation, la couche 24 de substrat intègre une sous-couche 241 d’accrochage. La sous-couche 241 d’accrochage permet de faciliter la tenue de la couche 24 de substrat sur la couche 23 de pigments 231 activables. L’impression des étiquettes, notamment la réalisation du graphisme de personnalisation, est réalisée selon un procédé comprenant les étapes suivantes : - défilement du film 2 sur le support 7 ; - émission du rayonnement 9 laser sur le film 2, pour activer les pigments 231 activables de la couche 23 de pigments 231 activables, depuis chaque source 8, 81, 82 lumineuse vers le support 7. Plus particulièrement, le film 2 défile depuis la bobine 4 de déroulement sur le support 7 pour y recevoir le graphisme de personnalisation, puis s’enroule sur la bobine 5 d’enroulement une fois imprimé. Des galets 11 tendeurs peuvent être utilisés pour tendre et dévier le film 2 entre la bobine 4 de déroulement et la bobine 5 d’enroulement. Ce procédé d’impression comprend, préalablement au défilement du film 2 sur le support 7, une étape de positionnement de l’élément 10 amovible de réflexion, entre le support 7 et le film 2. En conséquence, le film 2 défile alors au contact dudit élément 10 amovible. Durant l’émission du rayonnement 9 laser, les pigments 231 activables sont activés, c’est-à-dire qu’ils réagissent, en étant traversé par le rayonnement 9 laser provenant de la source 8 lumineuse vers le support 7 d’une part, et par la réflexion du rayonnement 9 laser sur l’élément 10 amovible. Toutefois, il est possible de donner au graphisme de personnalisation des nuances de couleur en jouant sur l’opacité des pigments 231 activables. Par exemple, pour l’utilisation de pigments 231 activables gris, un effet de profondeur du graphisme de personnalisation peut être créé par des zones foncées et des zones claires. Pour cela, le procédé comprend également, précédemment à l’étape d’émission du rayonnement 9 laser, une étape de paramétrage de la source 8 lumineuse, pour faire varier l’intensité du rayonnement 9 laser en fonction de la position du film 2 sur le support 7 et du graphisme de personnalisation à imprimer sur le film 2 par réaction des pigments 231 activables. En effet, en modifiant l’intensité du rayonnement 9 laser, la réaction des pigments 231 activables évolue également. Plus précisément, plus l’intensité du rayonnement 9 laser est élevée, et plus la réaction des pigments 231 activables est importante. En revanche, plus l’intensité du rayonnement 9 laser est faible, et moins la réaction des pigments 231 activables est importante. Dès lors, pour créer des nuances de couleur sur le graphisme de personnalisation, il suffit de moduler l’intensité du rayonnement 9 laser pour générer, sur le graphisme de personnalisation, des zones foncées (réaction importante des pigments 231 activables) et des zones claires (réaction faible des pigments 231 activables). Ainsi, il peut être possible, par exemple pour un graphisme en nuances de gris, de créer un effet de profondeur ou de relief par une opacification plus ou moins importante des pigments 231 activables. Par ailleurs, en complément de la modulation de l’intensité du rayonnement 9 laser, l’étape de paramétrage de la source 8 lumineuse comprend une sous étape de paramétrage d’une activation ou d’une extinction de ladite source 8 lumineuse en fonction de la position du film 2 sur le support 7 et du graphisme de personnalisation à imprimer sur le film 2 par réaction des pigments 231 activables. Cela permet notamment d’empêcher toute réaction des pigments 231 activables et de réduire la consommation d’énergie de la source 8 lumineuse. En effet, un rayonnement 9 laser d’une intensité minimale engendre une très faible réaction des pigments 231 activables, cette réaction étant peu, voire pas, visible pour l’œil humain. Cependant, même en émettant un rayonnement 9 laser d’intensité minimale, la source 8 lumineuse reste consommatrice d’énergie. Lorsqu’elle est éteinte, la source 8 lumineuse n’est ainsi pas consommatrice d’énergie. Des études et des tests ont permis de révéler l’impact de la couleur de l’élément 10 amovible de réflexion sur la réflexion du rayonnement 9 laser. En effet, des couleurs telles que le bleu, le blanc ou encore le rouge offrent un pouvoir de réflexion plus important que le noir par exemple. A titre indicatif, un comparatif a été mené entre l’utilisation d’un élément 10 amovible de réflexion rouge et un élément 10 amovible de réflexion noir. Il en résulte que pour obtenir une teinte moyenne identique des pigments 231 activables, c’est-à-dire une opacification identique des pigments 231 activables, l’intensité du rayonnement 9 laser est inférieure de moitié par utilisation d’un élément 10 amovible de réflexion rouge, comparativement à l’utilisation d’un élément 10 amovible de réflexion noir. D’une manière générale, ces tests permettent de démontrer qu’en utilisant un élément 10 amovible de réflexion bleu, blanc ou rouge par exemple, l’intensité du rayonnement 9 laser nécessaire pour permettre la réaction des pigments 231 activables peut être diminuée en fonction de l’augmentation de réaction souhaitée. En effet, pour une faible réaction des pigments 231 activables, l’influence de la couleur de l’élément 10 amovible de réflexion reste faible. Cependant, à mesure de l’augmentation de l’opacification des pigments 231 activables, l’écart d’intensité nécessaire du rayonnement 9 laser s’intensifie entre l’utilisation d’un élément 10 amovible de réflexion bleu, blanc ou rouge, et l’utilisation d’un élément 10 amovible de réflexion noir. L’écart d’intensité varie d’environ 50% à 200% selon l’opacification des pigments 231 activables souhaitée. Par rapport aux procédés et machines d’impression actuels, le procédé d’impression selon l’invention et la machine 1 d’impression qui permet la mise en œuvre dudit procédé assurent une baisse de la consommation énergétique de la machine 1 d’impression pour l’obtention d’un graphisme de personnalisation donné. Il est en outre possible d’obtenir un graphisme présentant un effet de profondeur. Procédé d’impressions d’étiquettes à partir d’un film (2) comprenant une couche (23) de pigments (231) activables par rayonnement (9) laser, le procédé comprenant les étapes suivantes : - défilement du film (2) sur un support (7) ; - émission d’un rayonnement (9) laser sur le film (2), pour activer les pigments (231) activables de la couche (23) de pigments (231) activables, depuis une source (8) lumineuse vers le support (7) ; caractérisé en ce que le procédé comprend, préalablement à l’étape de défilement du film (2), une étape de positionnement d’un élément (10) amovible de réflexion du rayonnement (9) laser, entre le support (7) et le film (2), le film (2) défilant au contact dudit élément (10) amovible. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend, préalablement à l’étape d’émission du rayonnement (9) laser, une étape de paramétrage de la source (8) lumineuse, pour faire varier l’intensité du rayonnement (9) laser en fonction de la position du film (2) sur le support (7) et d’un graphisme de personnalisation à imprimer sur le film (2) par réaction des pigments (231) activables. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape de paramétrage de la source (8) lumineuse comprend une sous étape de paramétrage d’une activation ou d’une extinction de ladite source (8) lumineuse en fonction de la position du film (2) sur le support (7) et d’un graphisme de personnalisation à imprimer sur le film (2) par réaction des pigments (231) activables.