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"Procédé pour produire des papiers décoratifs traités avec des résines thermo-durcissantes et papiers ainsi produits"
La présente invention a comme objet un procédé pour pro- duire au moyen d'un traitement avec des résines thermo-durcis- santes des papiers décoratifs utilisables pour le revêtement de surfaces et applicables par chaleur et pression sur des matériaux statifiés, dits à corps phénolique, pour réaliser des laminés plastiques, pour le revêtement des contre-plaqués , des panneaux de bois reconstitués et des planches de copeaux et similaires,
Suivant le procédé connu pour la production de panneaux
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à plusieurs couches ayant une surface mélaminique c'est-à-dire de produits notamment connus comme laminés plastiques décoratifs,
on emploie une feuille de papier ayant une charge très élevée de cellulose alpha et de remplissage, monochromatique ou imprimée, ladite feuille étant imprégnée par passage dans une solution de résine mélaminique. En particulier, la feuille décorative monochromatique est imprégnée jusqu'à présenter un contenu de résine très élevé. Le laminé plastique est obtenu en pressant à chaud la feuille décorative monochromatique, imprégnée davantage et séchée, sur le corps phénolique constitué par plusieures feuilles ou couches de papier Kraft imprégnées avec des résines phénoliques.
La feuille décorative imprimée, est imprégnée jusqu'à présenter un contenu inférieur de résine mélaminique, revêtue par une feuille non pigmentée (Overlay) à haut contenu de cellulose alpha imprégnée à un haut contenu de résine mélaminique, et est appliquée ensuite à chaud et sous pression au corps , phénolique.
Dans la production de laminés plastiques décoratifs, en particulier monochromatiques, en utilisant des papiers décoratifs imprégnés suivant le procédé traditionnel c'est-à-dire par un seul passage d-ans une solution de résine mélaminique, on peut constater, après le pressage à chaud, une surface décorative imparfaite, déparée par des taches ou des porosités résultant du papier ou de la résine employée.
L'utilisation de papiers décoratifs imprégnés par de la résine mélaminique pour le revêtement direct de surfaces en bois, de panneaux, contreplaqués, planches en copeaux et similaires, exige de travailler à de basses pressions de laminage pour ne pas préjuger les caractéristiques mécaniques du produit en résultant.
Par laminage à basse pression des papiers décoratifs imprégnés
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par un seul passage dans une solution de résine mélaminique, on obtient des surfaces décoratives défectueuses par suite de la porosité et qui sont caractérisées par leur tendance à se crevasser. En outre;il pourra se produire un fixage insuffisant du papier décoratif à la planche.
On connaît aussi des procédés réalisant une double impré- gnation, et dans ces procédés le papier décoratif est imprégné avec un ou deux types de résines mélaminiques. Les surfaces décoratives obtenues parpression à chaud, sans l'emploi de l'overlay, de papiers décoratifs soumis à la double imprégnation avec un même type de résine, peuvent être poreuses ou avoir tendance à se crevasser.
Dans le cas d'une imprégnation avec deux types différents de résines mélaminiques, dont celle de la seconde imprégnation présente une fluidité infé rieure au¯pressage! on obtient après le pressage à chaud, des pellicules de revêtement qui ne sont pas parfaitement fermées et ont une élasticité très faible, c'est-à-dire avec une tendance à se crevasser.
La présente invention envisage un procédé permettant d'éliminer ces inconvénients au moyen d'un traitement du papier décoratif dans des phases séparées avec de la résine ayant chaque fois des caractéristiques différentes particulières. Dans le procédé suivant l'invention, une première résine sert à rem- plir surtout les porosités propres du papier, tandis qu'une se- conde résine reste à la surface et revêt le papier obstrué par la première couche de résine,
Suivant l'invention, le procédé et la préparation de papiers décoratifs, traités avec des résines thermo-durcis- santes (par exemple mélaminiques, phénoliques, époxydiques, uréiques, acryliques, polyestériques et d'autres) destinés à revêtir des surfaces et applicables à chaud,
à des pressions basses et hautes, sur des matériaux à plusieures couches à corps
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phénolique, des contre-plaqués, des panneaux en bois recons-titué, des panneaux en copeaux et similaires, consiste dans l'imprégna- tion du papier décoratif par une solution de résine thermo- durcissante, dans l'essuyage du papier ainsi traité tout en en- duisant sur le côté décoratif du papier une solution de résine thermo-durcissante qui présente vis-à-vis de la résine d'im- prégnation un degré de condensation plus élevé et une fluidité supérieure, pendant le pressage à chaud.
Dans une forme particulière préférée de réalisation de l'invention on prévoit, après le traitement suivant le chapitre ci-avant, l'application d'une troisième couche de résine thermo-durcissante sur la surface opposée à la surface décora- tive, cette résine présentant pendant la pression à chaud une adhésion supérieure à celle des autres résines et sa fonction étant d'améliorer l'adhésion des papiers décoratifs destinés au revêtement de panneaux pour lesquels est prévu et nécessaire l'emploi de basespressions.
La première résine, après l'imprégnation et l'essuyage successif, doit garantir après le procédé de laminage, une bonne adhésion aux matériaux de base et donner une bonne élastici- té à la couche décorative laminée.
La seconde résine, cons-tituant la couche de surface du papier décoratif, doit présenter pendant le pressage à chaud un degré de fluidité plus élevé et un durcissement plus rapide que la première résine. Le degré élevé de fluidité pendant le pres- sage à chaud est en partie favorisé par la position même de la résine, qui, si elle est appliquée à la surface et non pas à l'intérieur de la feuille décorative, peut librement couler sans rencontrer l'obstacle des fibres de cellulose.
Les surfaces décoratives obtenues par pressage à chaud avec le type de papier traité suivant la présente invention, sont parfaitement fixées au support, elles sont parfaitement
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fermées, non poreuses et d'une élasticité telle qu'elle exclut la tendance aux crevasses.
De préférence, on emploie des résines du type mélamine- formaldéhyde, mais le procédé peut aussi être étendu à d'autres types de résines, comme par exemple les résines phénoliques, époxydiques, uréiques, acryliques, polyeatériques et d'autres.
L'invention est illustrée, sans y être limitée, par les exemples suivants : Exemple
Un papier à haut contenu de cellulose-alpha, rempli avec 20% de dioxyde de titane et coloré dans la masse avec des pigments organiques et inorganiques ayant une forte intensité de couleur, d'un poids de 150 g/m2 est amené à passer dans un bain d'imprégnation contenant une solution à 50 % de résine mélaminique ayant un rapport moléculaire mélamine-formaldéhyde de 1 :: 2.5.
Caractéristiques moyennes de la solution de résine méla- minique à 50 % :
1. Densité de la solution à 20 C 1.210 - 1. 225
2. Viscosité de la solution à 20 C 40-60 cPs 3. Ph de la solution à 20 C 9 - 10
4. Résistance à la chaleur de la solution (à 100 C) 150 - 175'
5. Temps de durcissement de la solution (100 C) 185 - 210'
Après l'essuyage à 120-130 C, la quantité de résine chargée sur le papier est de 48 % (par rapport au poids total).
Sur la surface décorée du papier on étend ensuite une solution de résine mélaminique ayant un rapport moléculaire mélamine-formaldéhyde de 1 :2,5.
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Caractéristiques moyennes de la solution à 50 % 1. Densité de la solution à 20 C 1,205 - 1,220 2. Viscosité de la solution à 20 C 35 - 50 cPs 3. Ph de la solution à 20 C 8,5 - 9,2 4. Résistance à la chaleur de la solution (à 100 C) 18 - 25' @ 5. Temps de durcissement de la solution (à 100 C) 45 - 25'. ,
La quantité de résine est réglée de façon à ce que le papier après l'essuyage soit chargé à 55 % (par rapport au poids total) .
Essai sur le papier imprégné 1. Essai de volatilisation et de fluidité A) Papier traité uniquement avec la première résine après l'essuyage t Résine 48 % Volatilisable 5 % (5'-160 C) Fluidité 0,2 % (5'-150 C) B) Papier traité avec deux résines, après l'essuyage : Résine 55 % Volatilisable 4,2 % (5'-160 C) Fluidité ' 1,5 % (5'-150 C) 2. Essai de fluidité avec l'appareil Z 4, 1 C (Flow test apparatus)construit par la maison Zwick & Co. d'Einsingen (Allemagne Ouest).
Avec l'appareil ci-avant on a effectué des essais pour établir la valeur relative de fluidité des résines dans le papier imprégné, au pressage à chaud. Les courbes sont reportées à l'égard d'un système d'axes cartésiens où les ordonnées re- présentent les temps (en secondes), tandis que les abscisses représentent l'allure de la fluidification ( en mm ).
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A) Le papier décoratif traité uniquement avec la première résine est soumis à trois essais séparés avec des pressions diverses, respectivement de 100 Kg/cm2, 125 kg/cm2 et 150 kg/cm2 (voir la figure 1). Les trois essais ont tous été exécutés à 140 C, On a constaté qu'une valeur appréciable de fluidité relative dans le temps est obtenue dans le second et le troisième essai, c'est-à-dire à des pressions de 125-150 kg/cm2.
En tenant compte qu'une des pressions appliquées sur le papier pendant la phase de l'application sur le corps phénolique est de 70 kg/cm2, il est évident qu'à une telle valeur de pression la fluidité de la résine d'imprégnation peut être consi- dérée comme négligeable.
B) Papier décoratif traité avec les deux résines, après l'essuya- ge. Les diagrammes de fluidité relevés par l'appareil ci-avant, relatifs aux papiers traités de cette façon, sont reportés à la figure 2, dans laquelle les courbes 1,2,3,4 et 5 indiquent des essais conduits respectivement aux pressions de 37,5, 50, 62,5, 75 et 100 kg/cm2, toujours à 140 C. Suivant une comparaison avec les courbes de la figure 1, on voit donc que la fluidité de la seconde résine est nettement supérieure, au pressage à chaud, à parité de pression et de température, à celle de la première résine employée pour l'imprégnation.
Le papier décoratif traité de la façon décrite est soumis à un cycle normal de pressage à chaud (pression 70 kg/cm2 à 145 C) sur corps phénolique. Le laminé obtenu est exempt de porosité et de taches à la surface.
EXEMPLE 2
Le papier décoratif imprégné et enduit suivant l'exemple 1 est laminé sur un panneau fibreux, traité à chaud (pression 40 kg/cm2 à 145 C).
La couche décorative adhère très fort au panneau, est
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exempte de porosité et sans aucune tendance à se crevasser.
EXEMPLE 3
Le papier décoratif imprégné et enduit suivant l'exemple 1 est ultérieurement enduit au recto avec une troisième solution de résine mélaminique.
Les caractéristiques de la 3ème solution de résine mélaminique à 50 % sont : Rapport mélamine-formaldéhyde 1 :2,5 1) Densité de la solution à 20 C 1. 205 - 1. 220 2) Viscosité de la solution à 20 C 30 - 45 cPs 3) pH de la solution à 20 C 9,5 - 10 4) Résistance à la chaleur de la solution à 100 C 100 - 125' 5) Temps de durcissement de la solution à 100 C 145 - 170'
Dans ce troisième exemple on a les caractéristiques suivantes d'imprégnation
EMI8.1
<tb> % <SEP> résine <SEP> % <SEP> vol. <SEP> % <SEP> fluid.
<SEP>
<tb>
<tb> après <SEP> la <SEP> l-ère <SEP> imprégnation
<tb> (et <SEP> essuyage <SEP> relatif) <SEP> 44 <SEP> 4,5 <SEP> 0
<tb>
<tb> après <SEP> imprégnation <SEP> et <SEP> enduisage
<tb> du <SEP> côté <SEP> décoratif <SEP> (et <SEP> essuyage
<tb> relatif) <SEP> 51 <SEP> 4,5 <SEP> 0,8
<tb>
<tb> après <SEP> l'imprégnation <SEP> et <SEP> enduisage
<tb> du <SEP> côté <SEP> décoratif <SEP> ainsi <SEP> que <SEP> du <SEP> côté
<tb> opposé <SEP> (et <SEP> essuyage <SEP> relatif) <SEP> 55 <SEP> 4,2 <SEP> 1,5
<tb>
Le papier décoratif ainsi traité est laminé sur un panneau fibreux composé, à chaud (pression 30 kg/cm2, température 145 C).
La couche décorative est bien adhésive au support, exempte de porosités et sans tendance à des crevasses.
EXEMPLE 4
Le papier décoratif traité suivant l'exemple 1 ou 3 est laminé sur un panneau de copeaux. La pression est de 18 kg/cm2.
La température est de 145 C.
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La couche décorative est exempte de porosités, sans tendance à se crevasser et bien fixée au panneau.
EXEMPLE 5
Un papier décoratif imprimé est passé dans un bain d'imprégnation contenant une solution de résine phénolique ayant les caractéristiques suivantes Temps de durcissage à 120 C 20 - 25' pH à 20 C 7,5 - 8,0 Capacité de dilution dans l'eau à 20 C 300 % Couleur de la solution légèrement jaunâtre @ Solidité à la lumière bonne.
La quantité de résine chargée est de 46-50 %. Après @ l'essuyage, le papier imprégné est enduit à sa surface avec une autre résine phénolique contenant 0,5 % d'oléate de potassium qui agit comme agent de séparation des toiles en imprimerie.
Cette résine diffère de la première par le temps de durcissage plus bref et la capacité de dilution plus basse dans l'eau.
Caractéristiques de la résine phénolique d'enduisage : temps de durcissage à 120 C 10 - 15' Capacité de dilution dans l'eau à 20 C 30 - 40% pH à 20 C 7,5 - 8,0 Couleur de la solution légèrement jaune solidité à la lumière bonne.
Le papier imprégné est chargé à la fin à 55-60 % de résine,
Le laminage est effectué sur un panneau de contre-plaqué à chaud, à 145 C, et à une pression de 20 kg/cm2 en employant des toiles avec finissage opaque,
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EXEMPLE 6
Un papier décoratif monochromatique est imprégné avec la première résine phénolique suivant l'exemple 5. Ensuite après l'essuyage, il est enduit aveo un mélange de résine mélaminique (correspondant à celle employée dans l'exemple 1 pour enduire la surface décorative) et d'une résine phénolique (correspondant à la seconde résine de l'exemple ci-avant), ce mélange contenant 0,5 % d'un agent de séparation (rapport résine phénolique- mélaminique 10 : 1).
La résine est chargée à 55-60 % par rapport au poids total'.
Le papier ainsi imprégné est laminé à chaud, à 145 C, sur un bois contre-plaqué, à 20 kg/cm2, avec finissage brillant.
On obtiendra une surface avec un bon degré d'éclat, exempte da porosité et sans tendance à se crevasser.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sorti: du cadre du présent brevet.
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