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Article à base de matière plastique et procédé pour sa fabrication
La présente invention concerne un article à base de matière plastique présentant un relief superficiel et une apparence différenciés par zones, en particulier un article décoratif tel que par exemple un revêtement mural.
De nombreuses techniques connues permettent de fabriquer des articles à base de matière plastique-tout particulièrement des feuilles de matière plastiqueprésentant un relief conduisant à un effet esthétique particulier. Ainsi, dans le brevet US 4198456, on décrit un revêtement cellulaire comportant plusieurs zones présentant chacune une hauteur et une couleur différente, fabriqué en utilisant pour. chaque zone une matière plastique de viscosité différente, contenant un agent gonflant et un pigment coloré différent : les différences de viscosité des matières plastiques conduisent à une expansion plus ou moins importante sous l'effet de l'agent gonflant. Cette technique est d'une très grande complexité, dans la mesure où elle impose la préparation et la mise en oeuvre simultanée de nombreuses matières plastiques différentes.
Une autre technique est divulguée par le document US 4482598, selon lequel on applique, sur une couche de matière plastique expansible, un substrat amovible comportant des motifs favorisant l'expansion et éventuellement des motifs s'opposant à l'expansion. Après chauffage et expansion de la couche de matière plastique, des zones en relief ou en creux sont obtenues aux endroits où ces motifs ont été appliqués, grâce à leur effet chimique favorisant ou s'opposant à l'expansion. Cette technique de transfert est également complexe, et requiert l'utilisation de substances chimiques très spécifiques.
En outre, à moins naturellement d'utiliser plusieurs pigments de couleurs différentes ou de recourir à des techniques d'impression classiques, aucune de ces deux techniques connues ne permet d'obtenir un effet esthétique autre que celui dû au relief engendré, c'est-à-dire que les zones en relief présentent la même apparence (texture, etc. ) que les zones en creux.
Dès lors, la présente invention vise à fournir un article à base de matière plastique à certaines zones duquel on puisse, de manière simple, conférer un relief superficiel ainsi qu'une apparence différenciée localement, en particulier une texture différenciée.
A cette fin, un premier objet de la présente invention concerne un article
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comprenant une couche superficielle à base de matière plastique expansée, et dont une ou plusieurs zones de cette couche superficielle ont été revêtues d'un revêtement inhibiteur apte à empêcher l'ouverture des pores de la couche superficielle lors de son expansion, de sorte que les pores ne sont pas ouverts dans cette ou ces zones, alors qu'aux endroits où la couche superficielle n'est pas revêtue de revêtement inhibiteur, les pores situés à proximité immédiate de la surface extérieure de la couche superficielle sont ouverts, conduisant à une apparence différenciée par rapport aux zones revêtues.
La couche superficielle comprend un ou plusieurs polymères ainsi qu'éventuellement un ou plusieurs lubrifiants, antioxydants, plastifiants, pigments, agents ignifugeants, matières de charges ou de renforcement, ou autres additifs.
De préférence, la proportion de polymère (s) dans la couche superficielle est d'au moins 50 % en poids, et tout particulièrement d'au moins 80 % en poids. Le ou les polymères utilisés sont de préférence thermoplastiques. On utilise avantageusement du polychlorure de vinyle (PVC), éventuellement plastifié (par exemple le produit SOL VICE 258RF de SOLVAY), ou une polyoléfine, telle que le polyéthylène, le polypropylène ou leurs copolymères.
L'article peut comprendre une seule couche ou plusieurs couches. Dans le premier cas, l'article est presque uniquement constitué d'une matière plastique expansée (outre son ou ses revêtements superficiels, comme exposé ci-dessous).
Dans le second cas, la ou les autres couches situées sous la couche superficielle peuvent être constituées d'un ou plusieurs matériaux quelconques, par exemple de papier, de bois, de métal ou d'une autre matière plastique. Dans le cas d'un article présentant plusieurs faces, il est bien entendu possible que deux ou davantage des faces de l'article comportent une couche superficielle au sens de l'invention.
L'article peut être obtenu par tout procédé, notamment par extrusion ou par calandrage, ou encore par assemblage d'une couche superficielle telle que décrite sur un substrat quelconque, par exemple par collage ou par soudage.
Par"matière plastique expansée", on entend désigner toute matière plastique comprenant en son sein des pores (cellules) ; une telle matière est souvent qualifiée de cellulaire ou de mousse. Les procédés de fabrication de matière plastique expansée sont bien connus en tant que tels ; ils consistent généralement à incorporer à la matière plastique, avant ou lors de sa mise en oeuvre, un agent gonflant capable de se décomposer en libérant un gaz apte à créer des pores, et à provoquer sa décomposition lors de cette mise en oeuvre ou ultérieurement, par exemple par passage ultérieur dans un four. Selon les conditions, les pores situés à
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proximité de la surface de l'article entrent en communication avec le milieu extérieur ("pores ouverts") ou non ("pores fermés").
L'agent gonflant peut être de tout type connu, par exemple un agent gonflant chimique. On préfère utiliser l'azodicarbonamide. La quantité d'agent gonflant utilisée est généralement d'environ 1 à 4 % par rapport au poids de la matière plastique.
Il importe que la matière plastique et l'agent gonflant utilisés soient de natures et de proportions telles qu'en l'absence de revêtement inhibiteur, les pores situés à proximité immédiate de la surface extérieure de la couche superficielle s'ouvrent, lors de son expansion, conduisant ainsi à une modification de l'apparence de l'article dans les zones non revêtues de revêtement inhibiteur. A cette fin, on utilise avantageusement, comme matière plastique, un PVC d'un K-wert d'au moins 50 (par exemple les produits SOLVIC 372LD ou VINNOLIT P80, de K-wert respectifs 72 et 80).
L'expression"couche superficielle"n'implique pas qu'il s'agisse forcément de la couche la plus extérieure de l'article. Selon une variante avantageuse, au moins une partie de la couche superficielle est recouverte d'une mince couche décorative, interposée entre la couche superficielle et le revêtement inhibiteur dans les zones où celui-ci est présent. La couche décorative a de préférence une épaisseur de 0,5 à 2 um. Elle peut par exemple être constituée d'une matière plastique, d'un vernis ou d'une encre d'une couleur différente de celle de la couche superficielle. De préférence, on utilise une couche d'encre.
Il convient évidemment que cette couche décorative n'empêche pas, lors de l'expansion de la couche superficielle, l'ouverture des pores situés à proximité immédiate de sa surface extérieure (c'est-à-dire à proximité immédiate de l'interface entre la couche superficielle et la couche décorative). Cette variante conduit à un effet esthétique très particulier, étant donné qu'un tel article présente globalement une apparence déterminée par la couche décorative, mais que la matière plastique constitutive de la couche superficielle, qui a éventuellement une couleur différente, est visible à travers les ouvertures des pores ouverts dans les zones non revêtues de revêtement inhibiteur (les ouvertures des pores ont typiquement une dimension moyenne de l'ordre de 0,1 mm).
Cette éventuelle couche décorative peut notamment être réalisée par coextrusion, par enduction ou par un procédé classique d'impression. Le cas échéant, plusieurs couches décoratives différentes, par exemple de couleurs différentes, peuvent être appliquées sur différentes zones de la couche
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superficielle. Lorsque la couche décorative n'est appliquée que sur une partie de la couche superficielle, des raisons esthétiques peuvent rendre souhaitable un alignement du motif formé par la couche décorative avec le motif en relief formé par l'expansion sélective de la couche superficielle.
Le revêtement inhibiteur peut être de tout type capable d'empêcher l'ouverture des pores à la surface de la couche superficielle. Il peut notamment s'agir d'un plastisol ou d'un vernis. On préfère utiliser un plastisol de PVC, en particulier contenant au moins 50 % (en poids) de polymère. Le revêtement inhibiteur, incolore ou coloré, peut être transparent ou opaque ; il est de préférence transparent. Son épaisseur n'est pas critique, pour autant qu'il remplisse
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efficacement sa fonction inhibitrice ; elle est généralement de l'ordre de 2 à 6 um (mesurée sur l'article fini), en particulier de l'ordre de 2 u. m pour les vernis.
Le revêtement inhibiteur peut être appliqué selon toute technique adaptée à sa nature, par exemple par enduction ou par une technique d'impression classique telle que la sérigraphie, avec éventuellement passage ultérieur dans un four. Le revêtement inhibiteur est généralement appliqué selon un motif géométrique régulier ; par exemple, on peut l'appliquer sur des zones polygonales régulièrement espacées les unes des autres, ou encore de manière à former deux ensembles perpendiculaires de lignes parallèles.
Une conséquence de la présence du revêtement inhibiteur dans certaines zones est qu'il y empêche l'ouverture des pores situés à proximité de la surface de la couche superficielle, ce qui y conduit à une expansion plus forte et donc à un relief accru. Au contraire, dans les zones non revêtues dudit revêtement, l'ouverture des pores situés en surface conduit à un gonflement plus faible, et ainsi à des zones apparaissant en creux.
Avantageusement, le revêtement inhibiteur n'est pas seulement caractérisé par son aptitude à empêcher l'ouverture des pores lors de l'expansion de la couche superficielle, ce qui provoque des différences de texture, mais conduit également à une modification de l'apparence des zones où il est appliqué, par exemple en leur conférant un aspect plus brillant, ou une couleur différente de celle de la couche superficielle de l'article (le cas échéant, différente de celle de la couche décorative).
Selon une variante préférée, le revêtement inhibiteur exerce exclusivement un effet inhibiteur mécanique, et non chimique. Cette variante présente l'avantage de ne pas imposer, dans la préparation dudit revêtement, l'utilisation de réactifs particuliers, qui devraient en outre être spécifiquement adaptés à la nature de la
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couche superficielle et de son agent gonflant. Un autre avantage décisif de cette variante est que l'interposition d'une ou plusieurs couches décoratives entre la couche superficielle et le revêtement inhibiteur n'affecte aucunement l'efficacité de ce dernier, étant donné qu'aucune réaction chimique-et dès lors aucun contact direct-n'est nécessaire pour empêcher l'expansion.
Outre une ou plusieurs éventuelles couches décoratives et un revêtement inhibiteur, l'article peut encore être revêtu d'une couche protectrice, disposée en position extérieure (c'est-à-dire qu'il s'agit de la"dernière"couche, la plus éloignée de la couche superficielle expansée), de préférence transparente, destinée à protéger l'article des agressions mécaniques et chimiques, et destinée en particulier à éviter que de la saleté ne se dépose dans les pores ouverts de la couche superficielle. De manière connue, cette couche protectrice peut notamment être réalisée par enduction au moyen d'un plastisol et passage ultérieur dans un four, ou encore par une technique d'impression classique.
On préfère appliquer cette éventuelle couche protectrice après l'expansion de la couche superficielle, de manière à ne pas perturber l'ouverture des pores dans les zones non revêtues d'un revêtement inhibiteur.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un article comprenant une couche superficielle à base de matière plastique expansée, dans lequel on revêt une ou plusieurs zones de cette couche superficielle au moyen d'un revêtement inhibiteur apte à empêcher l'ouverture des pores de la couche superficielle lors de son expansion, puis on provoque l'expansion de la couche superficielle, de telle façon qu'aux endroits où la couche superficielle n'a pas été revêtue de revêtement inhibiteur, les pores situés à proximité immédiate de la surface extérieure de la couche superficielle s'ouvrent, conduisant à une apparence différenciée par rapport aux zones revêtues, dans lesquelles les pores ne s'ouvrent pas.
Les variantes et préférences détaillées ci-dessus en relation avec l'article proprement dit sont également applicables à ce procédé.
Les principaux avantages de l'invention sont qu'elle permet de modifier très aisément l'apparence des articles concernés, surtout dans les cas où le revêtement inhibiteur est appliqué par une technique d'impression ; qu'elle permet d'utiliser un revêtement inhibiteur exerçant uniquement un effet inhibiteur mécanique, ce qui conduit à une souplesse notablement accrue sur le plan du choix des matières et de l'interposition éventuelle de couches décoratives ; et qu'elle conduit simultanément à une modification du relief de l'article et de son apparence.
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Les articles ainsi décrits peuvent être utilisés dans de nombreux secteurs de l'industrie, notamment en tant qu'articles décoratifs, par exemple sous la forme de feuilles, et en particulier sous la forme de revêtements muraux, ou encore dans la maroquinerie.
DESCRIPTION DE LA FIGURE
La figure 1 annexée illustre, de façon non limitative, un article particulier conforme à l'invention. Cette figure représente en coupe une feuille souple de PVC plastifié expansé, comportant des pores (4,5), considérée tout entière comme une couche superficielle (1). Cette couche superficielle (1) a été revêtue par impression héliographique d'une mince couche décorative d'encre vinyl-acrylique colorée (2), et des zones carrées de la feuille (carrés d'environ 2 cm de côté espacés d'environ 5 mm) ont en outre été revêtues, par sérigraphie, de 60 g par m2 d'un revêtement inhibiteur (3) constitué d'un plastisol vinylique (PVC) apte à empêcher l'ouverture des pores situés à proximité de la surface extérieure de la couche superficielle lors de l'expansion de la couche superficielle (1).
Cette expansion a été obtenue en faisant défiler la feuille dans un four, à environ 205 C ; elle a provoqué l'ouverture des pores (5) situés dans les régions non revêtues du revêtement inhibiteur (3), y laissant apparaître la matière plastique constitutive de la couche superficielle (1).
On obtient ainsi une feuille dont les zones revêtues de revêtement inhibiteur sont brillantes et en relief, les zones non revêtues apparaissant en creux, plus mates et de couleur plus claire que les zones revêtues, ceci en raison du fait que la couche superficielle, non-colorée, apparaît partiellement (par points) dans les zones non revêtues de revêtement inhibiteur.
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Plastic-based article and process for its manufacture
The present invention relates to an article based on plastic material having a surface relief and an appearance differentiated by zones, in particular a decorative article such as for example a wall covering.
Many known techniques make it possible to manufacture articles based on plastic material-quite particularly sheets of plastic material having a relief leading to a particular aesthetic effect. Thus, in US Pat. No. 4,198,456, a cellular coating is described comprising several zones, each having a different height and color, manufactured using each zone a plastic material of different viscosity, containing a swelling agent and a different colored pigment: the differences in viscosity of the plastic materials lead to a more or less significant expansion under the effect of the swelling agent. This technique is very complex, insofar as it requires the preparation and simultaneous use of many different plastics.
Another technique is disclosed in document US 4482598, according to which a removable substrate is applied to a layer of expandable plastic material, comprising patterns promoting expansion and possibly patterns opposing expansion. After heating and expansion of the plastic layer, raised or hollow areas are obtained at the places where these patterns have been applied, thanks to their chemical effect promoting or opposing the expansion. This transfer technique is also complex, and requires the use of very specific chemicals.
In addition, unless naturally using several pigments of different colors or resorting to conventional printing techniques, neither of these two known techniques makes it possible to obtain an aesthetic effect other than that due to the relief generated, it is that is, the raised areas have the same appearance (texture, etc.) as the hollow areas.
Consequently, the present invention aims to provide an article based on plastic material to certain areas from which it is possible, in a simple manner, to impart a surface relief as well as a locally differentiated appearance, in particular a differentiated texture.
To this end, a first object of the present invention relates to an article
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comprising a surface layer based on expanded plastic, and one or more areas of this surface layer have been coated with an inhibiting coating capable of preventing the opening of the pores of the surface layer during its expansion, so that the pores are not open in this or these area (s), whereas in places where the surface layer is not coated with an inhibiting coating, the pores located in the immediate vicinity of the outer surface of the surface layer are open, leading to an appearance differentiated from paved areas.
The surface layer comprises one or more polymers as well as possibly one or more lubricants, antioxidants, plasticizers, pigments, flame retardants, fillers or reinforcing materials, or other additives.
Preferably, the proportion of polymer (s) in the surface layer is at least 50% by weight, and very particularly at least 80% by weight. The polymer or polymers used are preferably thermoplastic. Polyvinyl chloride (PVC), optionally plasticized (for example the product SOL VICE 258RF from SOLVAY), is advantageously used, or a polyolefin, such as polyethylene, polypropylene or their copolymers.
The article may comprise a single layer or several layers. In the first case, the article is almost entirely made of expanded plastic (in addition to its surface coating (s), as explained below).
In the second case, the other layer or layers situated under the surface layer can be made of any one or more materials, for example paper, wood, metal or another plastic material. In the case of an article having several faces, it is of course possible that two or more of the faces of the article comprise a surface layer within the meaning of the invention.
The article can be obtained by any process, in particular by extrusion or by calendering, or even by assembling a surface layer as described on any substrate, for example by bonding or by welding.
By "expanded plastic" is meant any plastic comprising within it pores (cells); such material is often referred to as cellular or foam. The processes for manufacturing expanded plastic are well known as such; they generally consist in incorporating into the plastic material, before or during its implementation, a swelling agent capable of decomposing by releasing a gas capable of creating pores, and of causing its decomposition during this implementation or subsequently, for example by subsequent passage in an oven. Depending on the conditions, the pores located at
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near the surface of the article enter into communication with the external medium ("open pores") or not ("closed pores").
The blowing agent can be of any known type, for example a chemical blowing agent. It is preferred to use azodicarbonamide. The amount of blowing agent used is generally about 1 to 4% based on the weight of the plastic.
It is important that the plastic material and the blowing agent used be of such natures and proportions that in the absence of an inhibiting coating, the pores located in the immediate vicinity of the outer surface of the surface layer open, during its expansion, thereby leading to a change in the appearance of the article in areas not coated with an inhibiting coating. To this end, it is advantageous to use, as plastic material, a PVC of a K-wert of at least 50 (for example the products SOLVIC 372LD or VINNOLIT P80, of K-wert respectively 72 and 80).
The expression "surface layer" does not imply that it is necessarily the outermost layer of the article. According to an advantageous variant, at least part of the surface layer is covered with a thin decorative layer, interposed between the surface layer and the inhibiting coating in the areas where the latter is present. The decorative layer preferably has a thickness of 0.5 to 2 µm. It can for example consist of a plastic material, a varnish or an ink of a color different from that of the surface layer. Preferably, a layer of ink is used.
Obviously, this decorative layer should not prevent, during the expansion of the surface layer, the opening of the pores located in the immediate vicinity of its outer surface (that is to say in the immediate vicinity of the interface between the surface layer and the decorative layer). This variant leads to a very particular aesthetic effect, given that such an article generally has an appearance determined by the decorative layer, but that the plastic material constituting the surface layer, which possibly has a different color, is visible through the open pore openings in areas not coated with an inhibitor coating (pore openings typically have an average size of about 0.1 mm).
This possible decorative layer can in particular be produced by coextrusion, by coating or by a conventional printing process. If necessary, several different decorative layers, for example of different colors, can be applied to different areas of the layer
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superficial. When the decorative layer is applied only to part of the surface layer, aesthetic reasons may make it desirable to align the pattern formed by the decorative layer with the relief pattern formed by the selective expansion of the surface layer.
The inhibitor coating may be of any type capable of preventing the opening of the pores on the surface of the surface layer. It can in particular be a plastisol or a varnish. It is preferred to use a PVC plastisol, in particular containing at least 50% (by weight) of polymer. The colorless or colored inhibitory coating may be transparent or opaque; it is preferably transparent. Its thickness is not critical, as long as it fills
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effectively its inhibitory function; it is generally of the order of 2 to 6 μm (measured on the finished article), in particular of the order of 2 μ. m for varnishes.
The inhibiting coating can be applied according to any technique suited to its nature, for example by coating or by a conventional printing technique such as screen printing, with possible subsequent passage through an oven. The inhibitor coating is generally applied in a regular geometric pattern; for example, it can be applied to polygonal zones regularly spaced from one another, or else so as to form two perpendicular sets of parallel lines.
A consequence of the presence of the inhibiting coating in certain areas is that it prevents the opening of the pores located near the surface of the surface layer, which leads to a stronger expansion and therefore to increased relief. On the contrary, in the uncoated areas of said coating, the opening of the pores located on the surface leads to a lower swelling, and thus to areas appearing hollow.
Advantageously, the inhibitor coating is not only characterized by its ability to prevent the opening of the pores during the expansion of the surface layer, which causes differences in texture, but also leads to a modification in the appearance of the areas where it is applied, for example by giving them a brighter appearance, or a color different from that of the surface layer of the article (if appropriate, different from that of the decorative layer).
According to a preferred variant, the inhibiting coating exerts exclusively a mechanical, not chemical, inhibiting effect. This variant has the advantage of not requiring, in the preparation of said coating, the use of particular reagents, which should moreover be specifically adapted to the nature of the
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surface layer and its swelling agent. Another decisive advantage of this variant is that the interposition of one or more decorative layers between the surface layer and the inhibitor coating does not affect the effectiveness of the latter, since no chemical reaction - and therefore no direct contact - only necessary to prevent expansion.
In addition to one or more possible decorative layers and an inhibiting coating, the article can also be coated with a protective layer, placed in an external position (that is to say it is the "last" layer, the most distant from the expanded surface layer), preferably transparent, intended to protect the article from mechanical and chemical attack, and intended in particular to prevent dirt from being deposited in the open pores of the surface layer. In known manner, this protective layer can in particular be produced by coating by means of a plastisol and subsequent passage through an oven, or even by a conventional printing technique.
It is preferable to apply this possible protective layer after the expansion of the surface layer, so as not to disturb the opening of the pores in the areas not coated with an inhibiting coating.
Another object of the invention relates to a method of manufacturing an article comprising a surface layer based on expanded plastic material, in which one or more zones of this surface layer are coated by means of an inhibiting coating capable of preventing opening of the pores of the surface layer during its expansion, and then the expansion of the surface layer is caused, so that at the places where the surface layer has not been coated with an inhibiting coating, the pores located in the vicinity the outer surface of the surface layer open, leading to a differentiated appearance from the coated areas, in which the pores do not open.
The variants and preferences detailed above in relation to the article itself are also applicable to this process.
The main advantages of the invention are that it makes it possible to very easily modify the appearance of the articles concerned, especially in cases where the inhibiting coating is applied by a printing technique; that it makes it possible to use an inhibiting coating exerting only a mechanical inhibiting effect, which leads to a markedly increased flexibility as regards the choice of materials and the possible interposition of decorative layers; and that it simultaneously leads to a modification of the relief of the article and of its appearance.
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The articles thus described can be used in many sectors of industry, in particular as decorative articles, for example in the form of sheets, and in particular in the form of wall coverings, or even in leather goods.
DESCRIPTION OF THE FIGURE
Figure 1 attached illustrates, without limitation, a particular article according to the invention. This figure represents in section a flexible sheet of expanded plasticized PVC, comprising pores (4,5), considered entirely as a surface layer (1). This surface layer (1) was coated by heliographic printing with a thin decorative layer of colored vinyl-acrylic ink (2), and square areas of the sheet (squares of approximately 2 cm sides spaced approximately 5 mm) have also been coated, by screen printing, with 60 g per m2 of an inhibiting coating (3) consisting of a vinyl plastisol (PVC) capable of preventing the opening of the pores located near the outer surface of the surface layer during expansion of the surface layer (1).
This expansion was obtained by scrolling the sheet in an oven, at around 205 C; it caused the opening of the pores (5) located in the regions not coated with the inhibiting coating (3), revealing therein the plastic material constituting the surface layer (1).
A sheet is thus obtained in which the areas coated with an inhibiting coating are shiny and in relief, the uncoated areas appearing hollow, duller and lighter in color than the coated areas, this due to the fact that the surface layer, not colored, appears partially (in spots) in areas not coated with an inhibitor coating.