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EP0993963B1 - Procédé d'impression en continu d'un film plastique, dispositif pour sa mise en oeuvre et film plastique imprimé obtenu par le procédé - Google Patents

Procédé d'impression en continu d'un film plastique, dispositif pour sa mise en oeuvre et film plastique imprimé obtenu par le procédé Download PDF

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Publication number
EP0993963B1
EP0993963B1 EP99402398A EP99402398A EP0993963B1 EP 0993963 B1 EP0993963 B1 EP 0993963B1 EP 99402398 A EP99402398 A EP 99402398A EP 99402398 A EP99402398 A EP 99402398A EP 0993963 B1 EP0993963 B1 EP 0993963B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plastic film
roll
printing
paper
printed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99402398A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0993963A1 (fr
Inventor
Jean-Pierre Lion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe dEnduction et de Flockage SAS
Original Assignee
Societe dEnduction et de Flockage SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe dEnduction et de Flockage SAS filed Critical Societe dEnduction et de Flockage SAS
Publication of EP0993963A1 publication Critical patent/EP0993963A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0993963B1 publication Critical patent/EP0993963B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F16/00—Transfer printing apparatus
    • B41F16/02—Transfer printing apparatus for textile material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/025—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein by transferring ink from the master sheet
    • B41M5/035—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein by transferring ink from the master sheet by sublimation or volatilisation of pre-printed design, e.g. sublistatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/025—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein by transferring ink from the master sheet
    • B41M5/035—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein by transferring ink from the master sheet by sublimation or volatilisation of pre-printed design, e.g. sublistatic
    • B41M5/0358—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein by transferring ink from the master sheet by sublimation or volatilisation of pre-printed design, e.g. sublistatic characterised by the mechanisms or artifacts to obtain the transfer, e.g. the heating means, the pressure means or the transport means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0011—Pre-treatment or treatment during printing of the recording material, e.g. heating, irradiating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041—Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041—Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0052—Digital printing on surfaces other than ordinary paper by thermal printing

Definitions

  • the invention relates to a method for continuously printing a film plastic plane, flocked or not, the device for its implementation and the film printed plastic obtained by this method.
  • Sublimation transfer printing is already known as such and consists, in a first step, to print on a support paper patterns from inks consisting of sublimable dyes that are suitable to vaporize at a certain temperature and to settle permanently on synthetic materials, for example polyester or polyamide polymers, the printing process of the carrier paper can be any, for example an offset printing, a heliographic or flexographic printing, or an impression silkscreen with flat or rotating frame.
  • the printing process of the carrier paper can be any, for example an offset printing, a heliographic or flexographic printing, or an impression silkscreen with flat or rotating frame.
  • patterns in sublimable dyes previously printed on the backing paper are transferred by sublimation, putting in contact, under a regular pressure and a determined temperature, usually using of a thermal grille, the pre-printed paper with the textile support to print, usually for a period of 5 to 40 seconds.
  • the grille In the case of printing in formats, thermal heating press with horizontal plates, or in the case of an impression continuously from rolls of printed paper and synthetic
  • This sublimation transfer printing process can be used to to print certain plastics, provided that previously a layer of varnish on the plastic material to be printed, or to pre-process the pre-printed printing paper so as to make non-stick.
  • This printing method is used in particular for printing injected or shaped plastic parts, such as flasks, skis, pens, helmets, and in this case the impression is made using a heating tool matching the shape of the room plastic to print.
  • Another method of direct printing of plastic films is to use the known methods of the flexographic or screen printing type, but in this case, the ink does not penetrate the plastic, so that the printed patterns have a low resistance to scratching and friction. In addition, these printing methods do not allow to obtain the finest graphic effects, for example impressions in four-color photographic type.
  • WO 93/22072 discloses a method of coating or for printing plastic sheets, comprising the steps of put a sheet of plastic on an endless conveyor belt, heat the plastic sheet to a temperature sufficient to adhere the plastic sheet to the conveyor belt, to cool the plastic sheet adhering to the conveyor belt, to coat or print the sheet plastic adhering to the conveyor belt with a composition coating or with inks or dyes, to dry the composition coatings or inks or dyes, to cool the plastic sheet and to remove it from the conveyor belt.
  • the first cooling step before the next stage of coating or printing, excludes the use of a sublimation transfer printing process which requires a temperature at least equal to or greater than that required for the heating step to adhere the plastic sheet to the strip conveyor.
  • WO93 / 22072 also discloses another method coating or printing plastic sheets or other substrates, such as knit, fabric, fleece or felt, this method of coating or print a conveyor belt with at least one layer of aqueous coating composition, a coating composition containing a solvent or a mixture of these two compositions, a hardenable lacquer UV, an ink or dye, or a PVC paste, to dry the composition or the ink deposited on the conveyor belt, to deposit the plastic sheet or other substrate on the conveyor belt thus coated or printed, to transfer the coating composition or ink from the tape conveyor to the plastic sheet or other substrate by use of heat, cool the plastic sheet or other substrate and remove it from the conveyor belt.
  • Yet another known method for printing plastic films consists of heat sealing on the surface to be printed on the plastic film previously printed support, for example a printed polyester film in heliography, then laminated hot on the plastic film at the end of the extruder (EP 0 097 528, Figure 14).
  • the object of the invention is to propose a process for the continuous printing of a plastic film, flocked or not, by a transfer printing process sublimation, while having quality, finesse and sharpness high print quality, such as four-color printing, and avoiding bonding between the plastic film both with the conveyor belt and with the pre-printed printing paper.
  • the temperature for thermocolling the plastic film at temporary support is between 100 and 200 ° C, preferably between 170 and 180 ° C.
  • the temperature for sublimation transfer can be between 170 and 230 ° C.
  • the temperature at which the entire film Printed plastic and temporary support is cooled may be of the order from 20 to 30 ° C.
  • the method of the invention consists, for a non-flocked plastic film, to pre-print the printing paper with a ink containing sublimable dyes, and softening agents or non-stick, to avoid sticking between plastic film and paper during the sublimation transfer printing step.
  • these agents are chosen from silicones, fatty acids organic and chromium stearates.
  • the method comprises preparing a flocked plastic film prior to the thermal printing step by applying an adhesive layer to the front of the plastic film and flocking white fibers to said adhesive layer.
  • the adhesive layer is a polymer resin in aqueous emulsion or organic solution
  • the flocks are preferably polyamide or polyester fibers, with a length of between 0.3 and 3.0 mm and a titer between 0.5 and 20 Dtex (0.5 and 20.10 -7 Kg.m -1) .
  • the plastic film may be a calendered, extruded or coextruded film, selected among the polyvinyl chloride-based polymer resins, polystyrene, polypropylene, butadiene-styrene acrylic (ABS), polyurethane, polyester, polycarbonate, polyamide or any other mixture of these.
  • ABS butadiene-styrene acrylic
  • the printing paper can be printed by offset printing, flexographic, heliographic, screen printing, or inkjet printing.
  • the cooling station comprises two cylinders with double envelope, each cylinder having a circulation of an agent refrigerant, for example water, in the jacket, so that said printed composite web comes into contact with the first cylinder by its temporary support band, then with the second cylinder by its printed plastic film tape.
  • an agent refrigerant for example water
  • the subject of the invention is also a strip of printed plastic film, characterized in that it is directly obtained by the above method.
  • This device comprises a unwinding station 1 which supports rotatively, a reel 2 from which a web is unrolled temporary support 3 for example paper, and above the coil 2, a spool 17 from which is unwound a strip of plastic film 4, flocked or not.
  • the temporary support is made of material that is not very sensitive to heat, to ensure dimensional stability to the plastic film, when the subsequent sublimation operation, this material having a anti-adherent feature at room temperature, to facilitate the detachment of the plastic film after thermal printing, as well as ability to adhere hot with the plastic film when the latter undergoes fusion, during heating and sublimation transfer operations later.
  • a heating station 5 which comprises three guide rollers 6 arranged upstream of a drum rotary heater 7, which is rotated in the indicated clockwise direction by the arrow F in FIG.
  • the strips 3 and 4 pass under a first roll 6, the front of the strip of plastic film 4 coming into contact with the roll 6 and the temporary support strip 3 coming into contact with the reverse side of the said strip 4.
  • the set of strips 3 and 4 as well overlapping is routed horizontally to a second roll 6 against which the front side of the strip of plastic film 4 always bears, said strips 3 and 4 making a 90 ° turn upward around this second roll 6.
  • the superimposed strips 3 and 4 perform a turn 180 ° around the third roller 6 which is located near the heating drum 7, so that the temporary support band 3 comes in contact with the heating cylinder 7, to prevent sticking by softening of the plastic film on the heating drum 7.
  • the assembly strips 3 and 4 wrap around the heating drum 7 at an angle about 270 °, so that the plastic film strip 4 is brought to a temperature of about 200 ° C when the assembly leaves the drum 7.
  • the plastic film strip adheres, because of its fusion, to the temporary support strip 3 which ensures a dimensional support to said strip of plastic film 4, the whole thus forming a composite strip 18 whose two layers are temporarily glued together.
  • Said composite strip 18 is conveyed horizontally downstream of the heating drum 7 to a heat-printing machine 8.
  • This thermo-printing machine 8 has at its entrance a roll of guidance 9 against which the temporary support of the band is supported composite.
  • the composite strip is conveyed by a conveyor belt 10 around a rotating heating grille 11 which is driven by rotation in the counter-clockwise direction in FIG. 1.
  • the conveyor belt 10 is consisting of an endless band that rolls around a plurality of rollers 12, some of these rollers being movable to adjust the tension of the carpet 10 and therefore the pressure exerted by the belt 10 against the front grille 11.
  • the composite strip comes into contact with the conveyor belt 10 by its temporary support, to avoid any bonding between the plastic film and the carpet.
  • the machine 8 further comprises at least one coil 13, for example two reels, from which is unwound a strip 14 of pre-printed paper with a pattern consisting of a sublimable ink.
  • the band pre-printed paper 14 is guided by a roller 15 upstream of the carpet 10 and the heating radiator 11.
  • the machine 8 comprises two other coils 16 arranged downstream of the heating shell 11 and the carpet 10, on which rolls 16 is wound the paper 14, after the Sublimation transfer of the ink onto the plastic film of the strip composite.
  • the pre-printed paper 14 is sandwiched between the shell 11 and the front of the plastic film of the composite strip which is pressurized by the conveyor belt 10 against the shell 11.
  • the pattern consisting of a sublimable ink is pre-printed on the side of the paper 14 which is intended to come into contact with the front of the plastic film of the composite tape to allow transfer by sublimation.
  • sublimation transfer is done around of the heating grille 11, over an angular stroke of about 300 °, to a temperature between 180 and 230 ° C under a steady pressure generally less than 40 kPa exerted by the conveyor belt 10, and for an approximate duration of 5 to 40 s.
  • the sublimable ink of the paper pre-printed 14 contains softening or non-sticking agents, for avoid gluing the pre-printed paper 14 on the plastic film.
  • the plastic film has a flocked surface, intended for be printed, it is not necessary to provide such agents.
  • the structure of the printing machine 8 will not be described more in detail because it is known in itself.
  • two coils 13 and two coils 16 for the pre-printed paper 14 in order to avoid any interruption of the process, when one of the coils is completely unwound, the other taking over during the replacement of the reel completely unwound.
  • each cylinder 21 or 22 has a double envelope on its side wall, to circulate inside this double envelope of water, for example at 10 ° C, to cool the band printed composite 19, up to a temperature generally included between 20 and 30 ° C.
  • the composite strip first passes around the upper cylinder 21, coming into contact with its temporary support, in order to avoid film sticking printed plastic against this cylinder. Then, the already cooled composite strip passes around the lower cylinder 22, on the side of its plastic film printed, which is no longer likely to stick to the cylinder 22.
  • the path of the tape composite around the two cylinders 21 and 22 has a configuration substantially S-shaped. At the outlet of the cooling station 20, the previously printed plastic film no longer adheres to the temporary support, because of the non-stick properties of this last.
  • the two overlapping strips pass through a station winding 23 which comprises a coil 24 around which is wound the printed plastic film strip 104 and a coil 25 around it of which is wound the temporary support strip 3.
  • a station winding 23 which comprises a coil 24 around which is wound the printed plastic film strip 104 and a coil 25 around it of which is wound the temporary support strip 3.
  • the two superposed strips 3 and 104 pass between two rollers 27 downstream of which the two strips are separated into direction of their respective reels. Coils 24 and 25 and rollers 27 are rotated.
  • the temporary support band 3 is first unrolled from the coil 2 all the way inside the device up to the coil winding 25, over a total length of about 20 to 30 meters. Then, the plastic film strip 4 is unwound from the spool 17, on a length of about 2 to 3 meters to the heating drum 7, because from from this place the strip of plastic film 4 adheres to the support strip temporary 3, which allows its training through the entire device.
  • the temporary support band 3 which is wound on the coil 25, can be reused for the subsequent printing of a new plastic film tape.
  • a checkerboard pattern 30 is pre-printed on the strip of printing paper 14, the checkerboard pattern 30 having in its square central equilateral triangle whose apex is directed to the left.
  • Sure this strip of printing paper 14 is also printed a marker consisting of a longitudinal line 31 and a transverse line 32, for locate on said strip 14 the preprinted pattern 30.
  • a band can be output of printed plastic film 104 having a checkered pattern 130 which is exactly the upside-down image of the pattern 30 of the preprinted paper 14, the top of the equilateral triangle now being turned to the right on the figure 3.

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Description

L'invention concerne un procédé d'impression en continu d'un film plastique plan, flocké ou non, le dispositif pour sa mise en oeuvre et le film plastique imprimé obtenu par ce procédé.
L'impression par transfert par sublimation est déjà connue en tant que telle et consiste, dans un premier temps, à imprimer sur un papier-support des motifs à partir d'encres constituées de colorants sublimables qui sont aptes à se vaporiser à partir d'une certaine température et à venir se fixer de façon permanente sur des matières synthétiques, par exemple des polymères en polyester ou polyamide, le procédé d'impression du papier-support pouvant être quelconque, par exemple une impression offset, une impression héliographique ou flexographique, ou bien une impression sérigraphique à cadre plat ou rotatif. Puis, dans un deuxième temps, les motifs en colorants sublimables préalablement imprimés sur le papier-support sont transférés par sublimation, en mettant en contact, sous une pression régulière et une température déterminées, généralement à l'aide d'une calandre thermique, le papier pré-imprimé avec le support textile à imprimer, généralement pendant une durée de 5 à 40 secondes. La calandre thermique peut comporter, dans le cas d'une impression en formats, une presse chauffante à plateaux horizontaux, ou dans le cas d'une impression en continu à partir de rouleaux de papier imprimé et de matière synthétique à imprimer, un cylindre chauffant rotatif associé à un tapis roulant sous tension.
Toutefois, l'impression par transfert par sublimation n'est pas adaptée pour imprimer des films plastiques, pour les raisons suivantes :
  • les films plastiques, et plus particulièrement les films extrudés, présentent des défauts de planéité, ce qui rend difficile leur impression en continu, à partir d'un rouleau de film plastique,
  • les films plastiques, et plus particulièrement les films plastiques destinés à être thermoformés, tels que les films en polychlorure de vinyle (PVC) ou en polystyrène, présentent une sensibilité thermique telle qu'ils fondent et perdent ainsi toute cohésion, lorsqu'ils sont soumis à une impression par transfert par sublimation à une température voisine de 200° C, ce qui provoque une fluctuation dimensionnelle anarchique du film plastique lors de l'impression alors que le papier d'impression pré-imprimé ne subit aucune déformation, provoquant ainsi une impression floue et irrégulière,
  • la fusion du film plastique lors de l'impression provoque également le collage du film plastique sur le tapis convoyeur de la machine d'impression,
  • la fusion du film plastique non flocké conduit également au collage du film plastique au papier d'impression pré-imprimé.
Ce procédé d'impression par transfert par sublimation peut être utilisé pour imprimer certaines matières plastiques, à condition d'appliquer préalablement une couche de vernis sur la matière plastique à imprimer, ou de traiter préalablement le papier d'impression pré-imprimé de façon à le rendre anti-adhérent. Cette méthode d'impression est notamment utilisée pour imprimer des pièces plastiques injectées ou formées, telles que des flacons, des skis, des stylos, des casques, et dans ce cas, l'impression est réalisée au moyen d'un outil chauffant épousant la forme de la pièce plastique à imprimer.
Une autre méthode d'impression directe des films plastiques consiste à utiliser les procédés connus du type flexographique ou sérigraphique, mais dans ce cas, l'encre ne pénètre pas dans la matière plastique, de sorte que les motifs imprimés présentent une faible résistance au grattage et aux frottements. En outre, ces procédés d'impression ne permettent pas d'obtenir les effets graphiques les plus fins, par exemple les impressions en quadrichromie de type photographiques.
Le document WO 93/22072 décrit une méthode d'enduction ou d'impression de feuilles plastiques, comprenant les étapes consistant à déposer une feuille de plastique sur une bande transporteuse sans fin, à chauffer la feuille plastique à une température suffisante pour faire adhérer la feuille plastique à la bande transporteuse, à refroidir la feuille plastique adhérant à la bande transporteuse, à enduire ou imprimer la feuille plastique adhérant à la bande transporteuse avec une composition d'enduction ou avec des encres ou colorants, à sécher la composition d'enduction ou les encres ou colorants, à refroidir la feuille plastique et à l'enlever de la bande transporteuse. La première étape de refroidissement, avant l'étape suivante d'enduction ou d'impression, exclut l'utilisation d'un procédé d'impression par transfert par sublimation qui nécessite une température au moins égale, voire supérieure à celle qui est nécessaire pour l'étape de chauffage pour faire adhérer la feuille plastique à la bande transporteuse. Le document WO93/22072 décrit aussi une autre méthode d'enduction ou d'impression de feuilles plastiques ou d'autres substrats, tels que tricot, tissu, molleton ou feutre, cette méthode consistant à enduire ou imprimer une bande transporteuse avec au moins une couche d'une composition d'enduction aqueuse, une composition d'enduction contenant un solvant ou un mélange de ces deux compositions, une laque durcissable aux UV, une encre ou colorant, ou une pâte de PVC, à sécher la composition ou l'encre déposée sur la bande transporteuse, à déposer la feuille plastique ou autre substrat sur la bande transporteuse ainsi enduite ou imprimée, à transférer la composition d'enduction ou l'encre de la bande transporteuse à la feuille plastique ou autre substrat par utilisation de chaleur, à refroidir la feuille plastique ou autre substrat et à l'enlever de la bande transporteuse.
Encore une autre méthode connue pour imprimer les films plastiques, consiste à thermocoller sur la surface à imprimer du film plastique un support préalablement imprimé, par exemple un film en polyester imprimé en héliographie, puis contrecollé à chaud sur le film plastique en sortie de l'extrudeuse (EP 0 097 528, figure 14).
L'invention a pour but de proposer un procédé d'impression en continu d'un film plastique, flocké ou non, par un procédé d'impression à transfert par sublimation, tout en ayant une qualité, une finesse et une netteté d'impression élevées, par exemple du type quadrichromie, et en évitant tout collage entre le film plastique aussi bien avec le tapis convoyeur qu'avec le papier d'impression pré-imprimé.
Pour atteindre le but précité, l'invention a pour objet un procédé d'impression en continu d'un film plastique, flocké ou non, caractérisé en ce qu'il consiste à :
  • appliquer sur le verso du film plastique un support provisoire anti-adhérent, par exemple en papier,
  • chauffer l'ensemble du film plastique et du support provisoire à une température telle que le film plastique atteigne son point de ramollissement pour coller temporairement au support provisoire, de façon que ce dernier assure le maintien dimensionnel du film plastique lors de l'étape d'impression thermique successive,
  • transférer par sublimation un motif constitué d'une encre sublimable préimprimée sur un papier d'impression, par contact sous une pression et une température déterminées avec le recto du film plastique thermocollé au support provisoire,
  • refroidir l'ensemble du film plastique ainsi imprimé et du support provisoire à une température permettant le décollement du support provisoire.
Avantageusement, la température pour thermocoller le film plastique au support provisoire est comprise entre 100 et 200° C, de préférence entre 170 et 180° C. La température pour le transfert par sublimation peut être comprise entre 170 et 230° C. La température à laquelle l'ensemble du film plastique imprimé et du support provisoire est refroidi peut être de l'ordre de 20 à 30° C.
Dans une forme de réalisation, le procédé de l'invention consiste, pour un film plastique non flocké, à préimprimer le papier d'impression avec une encre contenant des colorants sublimables, et des agents adoucissants ou anti-adhérents, pour éviter le collage entre le film plastique et le papier d'impression, lors de l'étape d'impression par transfert par sublimation. Par exemple, ces agents sont choisis parmi les silicones, les acides gras organiques et les stéarates de chrome.
Dans une autre forme de réalisation, le procédé consiste à préparer un film plastique flocké avant l'étape d'impression thermique, en appliquant sur le recto du film plastique une couche adhésive et en flockant des fibres de couleur blanche sur ladite couche adhésive. De préférence, la couche adhésive est une résine polymère en émulsion aqueuse ou en solution organique, et les flocks sont de préférence des fibres en polyamide ou en polyester, avec une longueur comprise entre 0,3 et 3,0 mm et un titre compris entre 0,5 et 20 Dtex (0,5 et 20.10-7 Kg.m-1).
Le film plastique peut être un film calandré, extrudé ou co-extrudé, choisi parmi les résines polymères à base de polychlorure de vinyle, de polystyrène, de polypropylène, d'acrylique butadiène-styrène (ABS), de polyuréthanne, de polyester, de polycarbonate, de polyamide ou de tout mélange de ces derniers.
Le papier d'impression peut être imprimé par impression offset, flexographique, héliographique, sérigraphique, ou par jet d'encre.
L'invention vise également le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte :
  • une station de déroulement, comportant une bobine pour une bande de film plastique, flocké ou non, et une bobine pour une bande de support provisoire,
  • une station de chauffage à l'entrée de laquelle la bande de support provisoire est appliquée contre le verso de la bande de film plastique, l'ensemble constitué par lesdites bandes superposées venant en contact par la bande de support provisoire contre un tambour chauffant entraíné en rotation, afin de délivrer en sortie une bande composite constituée du film plastique thermocollé au support provisoire,
  • une machine de thermo-impression, comportant un tapis convoyeur sous tension qui vient en contact avec le support provisoire de ladite bande composite, une calandre chauffante entraínée en rotation, et au moins une bobine pour une bande de papier pré-imprimé d'un motif constitué d'une encre sublimable, ladite bande de papier pré-imprimé étant appliquée sur le recto du film plastique de ladite bande composite, en amont de la calandre chauffante, de façon que le tapis convoyeur puisse plaquer sous une pression déterminée ladite bande composite recouverte du papier pré-imprimé contre la calandre chauffante, pour transférer par sublimation l'encre sublimable sur le recto du film plastique, le papier d'impression étant séparé de la bande composite imprimée en aval de la calandre chauffante,
  • une station de refroidissement pour refroidir la bande composite imprimée à une température telle que la bande de support provisoire puisse être décollée de la bande de film plastique imprimée,
  • une station d'enroulement à l'entrée de laquelle la bande de support provisoire est décollée de la bande de film plastique imprimée, chaque bande étant enroulée sur une bobine respective qui est entraínée en rotation.
Avantageusement, la station de refroidissement comporte deux cylindres à double enveloppe, chaque cylindre comportant une circulation d'un agent réfrigérant, par exemple de l'eau, dans la double enveloppe, de façon que ladite bande composite imprimée vienne en contact avec le premier cylindre par sa bande de support provisoire, puis avec le deuxième cylindre par sa bande de film plastique imprimée.
L'invention a encore pour objet une bande de film plastique imprimée, caractérisée en ce quelle est directement obtenue par le procédé précité.
D'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de l'invention seront décrits plus en détail dans la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un exemple de réalisation du dispositif de mise en oeuvre du procédé d'impression en continu, conformément au premier objet de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue partielle et en plan d'une bande de papier pré-imprimé avec un motif à l'envers, colorée ou non, constituée d'une encre sublimable, destinée à être utilisée dans le procédé conforme au premier objet de l'invention ; et
  • la figure 3 est une vue partielle et en plan d'une bande de film plastique imprimée par transfert par sublimation à partir de la bande de papier préimprimée de la figure 2.
Un exemple particulier de réalisation du dispositif de mise en oeuvre du procédé d'impression en continu d'un film plastique par transfert par sublimation, va maintenant être décrit en référence à la figure 1.
Ce dispositif comporte une station de déroulement 1 qui supporte de manière rotative une bobine 2 à partir de laquelle est déroulée une bande de support provisoire 3 par exemple en papier, et au-dessus de la bobine 2, une bobine 17 à partir de laquelle est déroulée une bande de film plastique 4, flockée ou non. Le support provisoire est en matériau peu sensible à la chaleur, afin d'assurer une stabilité dimensionnelle au film plastique, lors de l'opération de sublimation ultérieure, ce matériau présentant une caractéristique anti-adhérente à température ambiante, pour faciliter le décollement du film plastique après l'impression thermique, ainsi qu'une aptitude à adhérer à chaud avec le film plastique lorsque ce dernier subit une fusion, lors des opérations de chauffage et de transfert par sublimation ultérieures.
Les bandes précitées 3 et 4 passent ensuite dans une station de chauffage 5 qui comporte trois rouleaux de guidage 6, agencés en amont d'un tambour chauffant rotatif 7, qui est entraíné en rotation dans le sens horaire indiqué par la flèche F sur la figure 1.
A l'entrée de la station de chauffage 5, les bandes 3 et 4 passent sous un premier rouleau 6, le recto de la bande de film plastique 4 venant en contact avec le rouleau 6 et la bande de support provisoire 3 venant en contact avec le verso de la dite bande 4. L'ensemble des bandes 3 et 4 ainsi superposées est acheminé horizontalement jusqu'à un deuxième rouleau 6 contre lequel prend toujours appui le recto de la bande de film plastique 4, lesdites bandes 3 et 4 effectuant un virage à 90° vers le haut autour de ce deuxième rouleau 6. Puis, les bandes superposées 3 et 4 effectuent un virage à 180° autour du troisième rouleau 6 qui est situé à proximité du tambour chauffant 7, de façon que la bande de support provisoire 3 vienne en contact avec le cylindre chauffant 7, pour éviter le collage par ramollissement du film plastique sur le tambour chauffant 7. L'ensemble des bandes 3 et 4 s'enroule autour du tambour chauffant 7, sur un angle d'environ 270°, de façon que la bande de film plastique 4 soit portée à une température d'environ 200° C lorsque l'ensemble quitte le tambour chauffant 7. A la sortie du tambour chauffant 7, la bande de film plastique adhère, du fait de sa fusion, à la bande de support provisoire 3 qui assure un maintien dimensionnel à ladite bande de film plastique 4, l'ensemble formant ainsi une bande composite 18 dont les deux couches sont temporairement collées ensembles.
Ladite bande composite 18 est acheminée horizontalement en aval du tambour chauffant 7 vers une machine de thermo-impression 8. Cette machine de thermo-impression 8 comporte à son entrée un rouleau de guidage 9 contre lequel prend appui le support provisoire de la bande composite. Puis, la bande composite est convoyée par un tapis convoyeur 10 autour d'une calandre chauffante rotative 11 qui est entraínée en rotation dans le sens anti-horaire sur la figure 1. Le tapis convoyeur 10 est constitué d'une bande sans fin qui roule autour d'une pluralité de rouleaux 12, certains de ces rouleaux étant déplaçables pour régler la tension du tapis 10 et donc la pression exercée par le tapis 10 contre la calandre chauffante 11. La bande composite vient en contact avec le tapis convoyeur 10 par son support provisoire, pour éviter tout collage entre le film plastique et le tapis.
La machine 8 comporte en outre au moins une bobine 13, par exemple deux bobines, à partir desquelles est déroulée une bande 14 de papier pré-imprimé avec un motif constitué d'une encre sublimable. La bande de papier pré-imprimé 14 est guidée par un rouleau 15 en amont du tapis 10 et de la calandre chauffante 11. La machine 8 comporte deux autres bobines 16 agencées en aval de la calandre chauffante 11 et du tapis convoyeur 10, sur lesquelles bobines 16 est enroulé le papier 14, après le transfert par sublimation de l'encre sur le film plastique de la bande composite. Le papier pré-imprimé 14 est pris en sandwich entre la calandre chauffante 11 et le recto du film plastique de la bande composite qui est plaquée sous pression par le tapis convoyeur 10 contre la calandre chauffante 11. Le motif constitué d'une encre sublimable est pré-imprimé sur le côté du papier 14 qui est destiné à venir en contact avec le recto du film plastique de la bande composite, afin de permettre le transfert par sublimation. A titre d'exemple, le transfert par sublimation s'effectue autour de la calandre chauffante 11, sur une course angulaire d'environ 300°, à une température comprise entre 180 et 230° C, sous une pression régulière généralement inférieure à 40 kPa exercée par le tapis convoyeur 10, et pour une durée approximative de 5 à 40 s.
Lorsque le film plastique utilisé est non flocké, l'encre sublimable du papier pré-imprimé 14 contient des agents adoucissants ou anti-adhérents, pour éviter le collage du papier pré-imprimé 14 sur le film plastique. En revanche, lorsque le film plastique présente une surface flockée, destinée à être imprimée, il n'est pas nécessaire de prévoir de tels agents.
La structure de la machine d'impression 8 ne sera pas décrite plus en détail, car elle est connue en soi. Sur cette machine 8, on a prévu deux bobines 13 et deux bobines 16 pour le papier pré-imprimé 14, afin d'éviter toute interruption du processus, lorsque l'une des bobines est complètement dévidée, l'autre prenant ainsi le relais pendant le remplacement de la bobine complètement dévidée.
A la sortie de la machine 8, la bande composite imprimée 19 est acheminée vers une station de refroidissement 20 qui comporte deux cylindres rotatifs 21 et 22 décalés verticalement l'un par rapport à l'autre. Le cylindre supérieur 21 est entraíné en rotation dans le sens horaire, alors que le cylindre inférieur 22 est entraíné dans le sens anti-horaire. De manière connue en soi, chaque cylindre 21 ou 22 comporte une double enveloppe sur sa paroi latérale, pour faire circuler à l'intérieur de cette double enveloppe de l'eau, par exemple à 10° C, afin de refroidir la bande composite imprimée 19, jusqu'à une température généralement comprise entre 20 et 30° C.
La bande composite passe d'abord autour du cylindre supérieur 21, en venant en contact par son support provisoire, afin d'éviter le collage du film plastique imprimé contre ce cylindre. Puis, la bande composite déjà refroidie passe autour du cylindre inférieur 22, du côté de son film plastique imprimé, qui ne risque plus de coller au cylindre 22. Le trajet de la bande composite autour des deux cylindres 21 et 22 présente une configuration sensiblement en forme de S. A la sortie de la station de refroidissement 20, le film plastique préalablement imprimé n'adhère plus à la bande de support provisoire, en raison des propriétés anti-adhérentes de cette dernière.
Enfin, les deux bandes superposées passent dans une station d'enroulement 23 qui comporte une bobine 24 autour de laquelle est enroulée la bande de film plastique imprimée 104 et une bobine 25 autour de laquelle est enroulée la bande de support provisoire 3. A l'entrée de la station d'enroulement 23, les deux bandes superposées 3 et 104 passent entre deux rouleaux 27 en aval desquels les deux bandes sont séparées en direction de leur bobine respective. Les bobines 24 et 25 et les rouleaux 27 sont entraínés en rotation.
Le fonctionnement du dispositif de la figure 1 va maintenant être brièvement décrit.
La bande de support provisoire 3 est tout d'abord déroulée à partir de la bobine 2 sur tout le trajet à l'intérieur du dispositif jusqu'à la bobine d'enroulement 25, sur une longueur totale d'environ 20 à 30 mètres. Puis, la bande de film plastique 4 est déroulée à partir de la bobine 17, sur une longueur d'environ 2 à 3 mètres jusqu'au tambour chauffant 7, car à partir de cet endroit la bande de film plastique 4 adhère à la bande de support provisoire 3, ce qui permet son entraínement à travers tout le dispositif. On pourra noter que la bande de support provisoire 3 qui est enroulée sur la bobine 25, pourra être réutilisée pour l'impression ultérieure d'une nouvelle bande de film plastique.
Sur la figure 2, un motif en damier 30 est pré-imprimé sur la bande de papier d'impression 14, le motif en damier 30 comportant dans son carré central un triangle équilatéral dont le sommet est dirigé vers la gauche. Sur cette bande de papier d'impression 14, est également imprimé un repère constitué d'une ligne longitudinale 31 et d'un trait transversal 32, pour localiser sur ladite bande 14 le motif pré-imprimé 30.
Avec le dispositif illustré sur la figure 1, on peut obtenir en sortie une bande de film plastique plan imprimé 104 comportant un motif en damier 130 qui est exactement l'image à l'envers du motif 30 du papier pré-imprimé 14, le sommet du triangle équilatéral étant désormais tourné vers la droite sur la figure 3.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention telle que définie dans les revendications annexées.

Claims (12)

  1. Procédé d'impression en continu d'un film plastique (4), flocké ou non, caractérisé en ce qu'il consiste à :
    appliquer sur le verso du film plastique (4) un support provisoire (3) anti-adhérent, par exemple en papier,
    chauffer l'ensemble du film plastique et du support provisoire à une température telle que le film plastique atteigne son point de ramollissement pour coller temporairement au support provisoire, de façon que ce dernier assure le maintien dimensionnel du film plastique lors de l'étape d'impression thermique successive,
    transférer par sublimation un motif (30, 40) constitué d'une encre sublimable préimprimée sur un papier d'impression (14), par contact sous une pression et une température déterminées avec le recto du film plastique (4) thermocollé au support provisoire (3),
    refroidir l'ensemble du film plastique ainsi imprimé (104) et du support provisoire (3) à une température permettant le décollement du support provisoire.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température pour thermocoller le film plastique (4) au support provisoire (3) est comprise entre 100 et 200° C, de préférence entre 170 et 180° C.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la température pour le transfert par sublimation est comprise entre 170 et 230° C.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température à laquelle l'ensemble du film plastique imprimé (104) et du support provisoire (3) est refroidi est de l'ordre de 20 à 30° C.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste, pour un film plastique non flocké, à préimprimer le papier d'impression (14) avec une encre contenant des colorants sublimables, et des agents adoucissants ou anti-adhérents, pour éviter le collage entre le film plastique (4) et le papier d'impression (14), lors de l'étape d'impression par transfert par sublimation.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les agents sont choisis parmi les silicones, les acides gras organiques et les stéarates de chrome.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à préparer un film plastique flocké avant l'étape d'impression thermique, en appliquant sur le recto du film plastique (4) une couche adhésive et en flockant des fibres de couleur blanche sur ladite couche adhésive.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche adhésive est une résine polymère en émulsion aqueuse ou en solution organique, et les flocks sont de préférence des fibres en polyamide ou en polyester, avec une longueur comprise entre 0,3 et 3,0 mm et un titre compris entre 0,5 et 20 Dtex (0,5 et 20.10-7 Kg.m-1).
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le film plastique (4) est un film calandré, extrudé ou co-extrudé, choisi parmi les résines polymères à base de polychlorure de vinyle, de polystyrène, de polypropylène, d'acrylique butadiène-styrène (ABS), de polyuréthanne, de polyester, de polycarbonate, de polyamide ou de tout mélange de ces derniers.
  10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte :
    une station de déroulement (1), comportant une bobine (17) pour une bande de film plastique (4), flocké ou non, et une bobine (2) pour une bande de support provisoire (3),
    une station de chauffage (5) à l'entrée de laquelle la bande de support provisoire (3) est appliquée contre le verso de la bande de film plastique (4), l'ensemble constitué par lesdites bandes superposées venant en contact par la bande de support provisoire contre un tambour chauffant (7) entraíné en rotation, afin de délivrer en sortie une bande composite (18) constituée du film plastique thermocollé au support provisoire,
    une machine de thermo-impression (8), comportant un tapis convoyeur (10) sous tension qui vient en contact avec le support provisoire (3) de ladite bande composite (18), une calandre chauffante (11) entraínée en rotation, et au moins une bobine (13) pour une bande de papier (14) pré-imprimé d'un motif (30, 40) constitué d'une encre sublimable, ladite bande de papier pré-imprimé étant appliquée sur le recto du film plastique (4) de ladite bande composite (18), en amont de la calandre chauffante, de façon que le tapis convoyeur puisse plaquer sous une pression déterminée ladite bande composite recouverte du papier pré-imprimé contre la calandre chauffante, pour transférer par sublimation l'encre sublimable sur le recto du film plastique, le papier d'impression étant séparé de la bande composite imprimée (19) en aval de la calandre chauffante,
    une station de refroidissement (20) pour refroidir la bande composite imprimée (19) à une température telle que la bande de support provisoire (3) puisse être décollée de la bande de film plastique imprimée (104),
    une station d'enroulement (23) à l'entrée de laquelle la bande de support provisoire (3) est décollée de la bande de film plastique imprimée (104), chaque bande étant enroulée sur une bobine respective (24, 25) qui est entraínée en rotation.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la station de refroidissement (20) comporte deux cylindres (21, 22) à double enveloppe, chaque cylindre comportant une circulation d'un agent réfrigérant, par exemple de l'eau, dans la double enveloppe, de façon que ladite bande composite imprimée (19) vienne en contact avec le premier cylindre (21) par sa bande de support provisoire (3), puis avec le deuxième cylindre (22) par sa bande de film plastique imprimée (104).
  12. Bande de film plastique imprimée (104), caractérisée en ce qu'elle est directement obtenue par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9.
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