CA2564505C - Procede de fabrication de papier decoratif et stratifie decoratif comportant un tel papier decoratif - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un papier décoratif revêtu d'au moins une couche fixatrice d'encre, imprimable et impregnable par une résine thermodurcissable, pour stratifié décoratif haute ou basse pression, comportant les étapes suivantes: a. on fabrique une feuille de papier décor de base par voie papetière, puis b. on enduit, par un couchage à rideau, au moins une des faces de ladite feuille de papier de base par au moins ladite couche fixatrice d'encre. L'invention concerne également les stratifiés décoratifs dits haute ou basse pression comportant un tel papier décoratif.
Description
PROCEDE DE FABRICATION DE PAPIER DECORATIF ET STRATIFIE
DECORATIF COMPORTANT UN TEL PAPIER DECORATIF
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un papier décoratif imprégnable par une résine thermodurcissable, présentant à la fois une bonne imprimabilité, notamment en impression jet d'encre, et de bonnes propriétés d'absorption de résine.
L'invention concerne également un tel papier décoratif imprégné d'une résine thermodurcissable.
L'invention concerne enfin les panneaux ou profilés décoratifs stratifiés comportant le papier décoratif imprégné de résine thermodurcissable.
Depuis de nombreuses années, on emploie des panneaux ou profilés décoratifs stratifiés (encore appelés stratifiés ) comme matériaux dans les habitations et les locaux commerciaux et industriels. Des applications typiques de tels stratifiés sont les revêtements de sols, en particulier les revêtements imitant le parquet, les revêtements des meubles, des dessus de table, des chaises et autres.
Il existe deux grandes sortes de stratifiés décoratifs: les stratifiés dits haute pression et les stratifiés dits basse pression.
On produit les stratifiés décoratifs dits haute pression à partir d'une âme constituée de feuilles imprégnées de résine. Ces feuilles sont généralement en papier kraft et ont été
imprégnées d'une résine thermodurcissable, le plus souvent d'une résine phénolique.
Après avoir imprégné les feuilles de résine, on les sèche, on les découpe, puis on les empile les unes sur les autres. Le nombre de feuilles dans la pile dépend des applications et varie entre 3 et 9, mais peut être supérieur. Sur la pile de feuilles constituant l'âme, on place ensuite un papier décoratif, appelé aussi papier décor ou feuille décorative. Une telle feuille décorative est en général une feuille de papier portant un motif imprimé ou de couleur ou comportant des particules décoratives, imprégnée d'une résine thermodurcissable, par exemple des résines de mélamine-fon-naldéhyde, des résines d'urée-formaldéhyde, des résines de benzoguanamine-formaldéhyde ou des résines de polyester insaturé.
En général, on place au-dessus de ladite feuille décorative, une feuille protectrice de recouvrement, dite "overlay", dépourvue de motif et transparente dans le stratifié final, pour améliorer la résistance à l'abrasion du stratifié. La pile de feuilles imprégnées est
DECORATIF COMPORTANT UN TEL PAPIER DECORATIF
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un papier décoratif imprégnable par une résine thermodurcissable, présentant à la fois une bonne imprimabilité, notamment en impression jet d'encre, et de bonnes propriétés d'absorption de résine.
L'invention concerne également un tel papier décoratif imprégné d'une résine thermodurcissable.
L'invention concerne enfin les panneaux ou profilés décoratifs stratifiés comportant le papier décoratif imprégné de résine thermodurcissable.
Depuis de nombreuses années, on emploie des panneaux ou profilés décoratifs stratifiés (encore appelés stratifiés ) comme matériaux dans les habitations et les locaux commerciaux et industriels. Des applications typiques de tels stratifiés sont les revêtements de sols, en particulier les revêtements imitant le parquet, les revêtements des meubles, des dessus de table, des chaises et autres.
Il existe deux grandes sortes de stratifiés décoratifs: les stratifiés dits haute pression et les stratifiés dits basse pression.
On produit les stratifiés décoratifs dits haute pression à partir d'une âme constituée de feuilles imprégnées de résine. Ces feuilles sont généralement en papier kraft et ont été
imprégnées d'une résine thermodurcissable, le plus souvent d'une résine phénolique.
Après avoir imprégné les feuilles de résine, on les sèche, on les découpe, puis on les empile les unes sur les autres. Le nombre de feuilles dans la pile dépend des applications et varie entre 3 et 9, mais peut être supérieur. Sur la pile de feuilles constituant l'âme, on place ensuite un papier décoratif, appelé aussi papier décor ou feuille décorative. Une telle feuille décorative est en général une feuille de papier portant un motif imprimé ou de couleur ou comportant des particules décoratives, imprégnée d'une résine thermodurcissable, par exemple des résines de mélamine-fon-naldéhyde, des résines d'urée-formaldéhyde, des résines de benzoguanamine-formaldéhyde ou des résines de polyester insaturé.
En général, on place au-dessus de ladite feuille décorative, une feuille protectrice de recouvrement, dite "overlay", dépourvue de motif et transparente dans le stratifié final, pour améliorer la résistance à l'abrasion du stratifié. La pile de feuilles imprégnées est
2 ensuite placée dans une presse à stratifier dont les plateaux sont munis d'une tôle conférant l'état de surface au stratifié. Puis, on densifie la pile par chauffage, à une température de l'ordre de 110 C à 170 C, et par pressage, à une pression de l'ordre de 5,5 MPa à 11 MPa, pendant environ 25 à 60 minutes, pour obtenir une structure unitaire.
On fixe ensuite cette structure sur un support de base, par exemple on la colle sur un panneau de particules agglomérées, notamment de particules de bois agglomérées.
On produit les stratifiés décoratifs dits basse pression en utilisant uniquement une feuille décorative imprégnée de résine thermodurcissable, et éventuellement une feuille overlay, que l'on stratifie directement sur le support de base pendant un cycle court, la température étant de l'ordre de 160 à 175 C et la pression de 1,25 MPa à 3 IVfP a.
Le papier décoratif, ou feuille décorative, utilisé pour la fabrication de stratifiés est en général une feuille de papier réalisée sur une machine à papier. Les papiers décoratifs actuellement commercialisés sont généralement exempts de traitement de surface afin notamment de ne pas altérer leur vitesse d'imprégnation.
Ces papiers décoratifs, ou feuilles décoratives, sont généralement utilisés pour conférer une esthétique particulière aux supports stratifiés sur lesquels ils sont apposés, cette esthétique pouvant résulter de l'impression sur le papier d'un motif décoratif.
Or, ce motif décoratif, qui consistait traditionnellement à imiter l'aspect d'un matériau naturel, comme du bois ou du marbre, a pris des formes plus diversifiées compte-tenu de la demande, de manière à s'adapter aux besoins et aux souhaits du client.
Cet accroissement dans la variété des motifs s'est accompagné a contrario d'une réduction des quantités à produire.
Ce phénomène de personnalisation des décors et de production en petite série n'a pas été sans conséquence sur les difficultés rencontrées par les fabricants de papiers décoratifs. En. effet, pour des productions de motifs simples en grande série, les techniques d'impression telles que l'héliogravure présentaient l'avantage d'imprimer sur grande laize à des cadences élevées. Or, ce procédé d'impression ne s'avère pas rentable pour des petites séries, de plus, le rendu d'impression obtenu n'est pas suffisant pour des motifs complexes qui exige une haute résolution.
Parmi les techniques d'impression suffisamment souples pour fabriquer de petites quantités à la demande, l'impression par jet d'encre s'est avérée être la technique la
On fixe ensuite cette structure sur un support de base, par exemple on la colle sur un panneau de particules agglomérées, notamment de particules de bois agglomérées.
On produit les stratifiés décoratifs dits basse pression en utilisant uniquement une feuille décorative imprégnée de résine thermodurcissable, et éventuellement une feuille overlay, que l'on stratifie directement sur le support de base pendant un cycle court, la température étant de l'ordre de 160 à 175 C et la pression de 1,25 MPa à 3 IVfP a.
Le papier décoratif, ou feuille décorative, utilisé pour la fabrication de stratifiés est en général une feuille de papier réalisée sur une machine à papier. Les papiers décoratifs actuellement commercialisés sont généralement exempts de traitement de surface afin notamment de ne pas altérer leur vitesse d'imprégnation.
Ces papiers décoratifs, ou feuilles décoratives, sont généralement utilisés pour conférer une esthétique particulière aux supports stratifiés sur lesquels ils sont apposés, cette esthétique pouvant résulter de l'impression sur le papier d'un motif décoratif.
Or, ce motif décoratif, qui consistait traditionnellement à imiter l'aspect d'un matériau naturel, comme du bois ou du marbre, a pris des formes plus diversifiées compte-tenu de la demande, de manière à s'adapter aux besoins et aux souhaits du client.
Cet accroissement dans la variété des motifs s'est accompagné a contrario d'une réduction des quantités à produire.
Ce phénomène de personnalisation des décors et de production en petite série n'a pas été sans conséquence sur les difficultés rencontrées par les fabricants de papiers décoratifs. En. effet, pour des productions de motifs simples en grande série, les techniques d'impression telles que l'héliogravure présentaient l'avantage d'imprimer sur grande laize à des cadences élevées. Or, ce procédé d'impression ne s'avère pas rentable pour des petites séries, de plus, le rendu d'impression obtenu n'est pas suffisant pour des motifs complexes qui exige une haute résolution.
Parmi les techniques d'impression suffisamment souples pour fabriquer de petites quantités à la demande, l'impression par jet d'encre s'est avérée être la technique la
3 plus adaptée aux besoins des papiers décors. Outre la simplicité de son principe de fonctionnement et ses coûts de production relativement faibles, l'impression par jet d'encre permet également d'obtenir des impressions de meilleure qualité.
Toutefois, l'utilisation du principe d'impression par jet d'encre dans la fabrication de papiers décors reste confrontée à une difficulté majeure liée au procédé d'obtention des stratifiés eux-mêmes.
Dans le processus classique de fabrication des stratifiés, le papier décor est d'abord imprimé, puis imprégné de résine et finalement pressé à chaud avec son support à
haute ou basse pression. L'étape d'imprégnation nécessite de disposer d'un papier décoratif possédant une résistance élevée à l'état humide, de manière à
conserver une tenue suffisante après son immersion totale dans une résine aqueuse, ainsi qu'une capacité d'absorption de résine la plus importante possible dans le temps le plus court possible. Ces caractéristiques sont généralement obtenues en utilisant des papiers décoratifs possédant une porosité très importante.
Or, la technique d'impression par jet d'encre repose sur le principe d'une fixation d'encre à la surface du support à imprimer, le support à imprimer doit donc, pour obtenir une impression nette et de haute qualité, avoir une absorption limitée.
On a déjà décrit des papiers décoratifs améliorés par une enduction préalable du papier décor avec une couche comprenant des particules fixatrices d'encre. Ces couches sont souvent composées d'un mélange de pigments minéraux, tels que le carbonate de calcium, le kaolin, la silice, et d'un liant de type amidon, caséine, latex, alcool polyvinylique ou résine aminoplaste.
La demande de brevet EP-A-054405 concerne l'amélioration de l'imprimabilité
des papiers décoratifs, toutefois l'impression par jet d'encre n'est pas spécifiquement visée. Ce document décrit des papiers couchés avec une couche pigmentée classiquement connue en impression-écriture, mais afin de maintenir une certaine capacité d'absorption de résine par le papier, le poids de couche ne doit pas être supérieur à 10 g/m2 et le poids recommandé est compris entre 2,5 et 3 g/m2.
La demande de brevet EP-A-1044822 décrit une feuille décorative dite feuille finie, imprimable par jet d'encre, formée d'un papier revêtu d'une couche fixatrice d'encre.
Ledit papier doit être préalablement lissé sur une face avant d'être revêtu de ladite
Toutefois, l'utilisation du principe d'impression par jet d'encre dans la fabrication de papiers décors reste confrontée à une difficulté majeure liée au procédé d'obtention des stratifiés eux-mêmes.
Dans le processus classique de fabrication des stratifiés, le papier décor est d'abord imprimé, puis imprégné de résine et finalement pressé à chaud avec son support à
haute ou basse pression. L'étape d'imprégnation nécessite de disposer d'un papier décoratif possédant une résistance élevée à l'état humide, de manière à
conserver une tenue suffisante après son immersion totale dans une résine aqueuse, ainsi qu'une capacité d'absorption de résine la plus importante possible dans le temps le plus court possible. Ces caractéristiques sont généralement obtenues en utilisant des papiers décoratifs possédant une porosité très importante.
Or, la technique d'impression par jet d'encre repose sur le principe d'une fixation d'encre à la surface du support à imprimer, le support à imprimer doit donc, pour obtenir une impression nette et de haute qualité, avoir une absorption limitée.
On a déjà décrit des papiers décoratifs améliorés par une enduction préalable du papier décor avec une couche comprenant des particules fixatrices d'encre. Ces couches sont souvent composées d'un mélange de pigments minéraux, tels que le carbonate de calcium, le kaolin, la silice, et d'un liant de type amidon, caséine, latex, alcool polyvinylique ou résine aminoplaste.
La demande de brevet EP-A-054405 concerne l'amélioration de l'imprimabilité
des papiers décoratifs, toutefois l'impression par jet d'encre n'est pas spécifiquement visée. Ce document décrit des papiers couchés avec une couche pigmentée classiquement connue en impression-écriture, mais afin de maintenir une certaine capacité d'absorption de résine par le papier, le poids de couche ne doit pas être supérieur à 10 g/m2 et le poids recommandé est compris entre 2,5 et 3 g/m2.
La demande de brevet EP-A-1044822 décrit une feuille décorative dite feuille finie, imprimable par jet d'encre, formée d'un papier revêtu d'une couche fixatrice d'encre.
Ledit papier doit être préalablement lissé sur une face avant d'être revêtu de ladite
4 couche fixatrice d'encre. Cette feuille finie est ensuite collée sur un panneau pour faire un panneau décoratif. Ce type de papier pré-imprégné n'est pas destiné
aux panneaux stratifiés dits haute ou basse pression. De plus, le papier est pré-imprégné avant d'être revêtu de la couche fixatrice d'encre, il n'y a donc pas de problème d'imprégnation.
Bien que le rendu d'impression des papiers décoratifs soit sensiblement amélioré, il subsiste de nombreux inconvénients liés à leur procédé de fabrication, et notamment liés aux techniques d'enduction.
Un premier inconvénient lié à la technique d'enduction par couchage par lame est que l'excès de couche à déposer avant raclage et les contraintes mécaniques de pression et de tension lors du contact sont difficilement applicables à des papiers poreux et fragiles comme les papiers décors. Cette technique d'enduction entraîne de nombreuses casses lors de la fabrication. Un second inconvénient est que la technique même d'enduction par contact entraîne une pénétration partielle de la couche dans le support papier et, en conséquence, une forte dégradation de la capacité d'absorption de résine par le papier.
US 5,773,093, JP 03353 925, JP 2002/274009 et JP 10 114 142 décrivent des procédés de fabrication de papiers pouvant être imprimés par impression jet d'encre et mettant en oeuvre un procédé de couchage à rideau.
US 6,517,674 décrit la fabrication de papiers résistants à l'abrasion pouvant être revêtus d'une couche par un procédé de couchage à rideau.
Comme l'état de la technique le révèle, la fabrication de papier décoratif ayant un poids de couche relativement élevé et/ou conservant une capacité d'absorption de résine élevée pour fabriquer des stratifiés haute ou basse pression, présente de nombreuses difficultés.
L'invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur des papiers décoratifs pour stratifiés en proposant un procédé de fabrication conférant auxdits papiers décoratifs à la fois une bonne imprimabilité, notamment en impression jet d'encre, et de bonnes propriétés d'absorption de résine thermodurcissable.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication de papier décoratif imprimable, notamment par impression jet d'encre, et imprégnable par une résine thermodurcissable, pour obtenir un papier décoratif imprimable, imprégnable par une résine avec une vitesse d'imprégnation, déterminée selon le test décrit ci-après dans le paragraphe DESCRIPTION ET CONDITIONS DE REALISATION DES
TESTS , inférieure à 100 secondes, quelle que soit sa face, et qui puisse être utilisé pour fabriquer des stratifiés décoratifs dits haute ou basse pression.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un papier décoratif revêtu d'au moins une couche fixatrice d'encre, imprimable et imprégnable par une résine thermodurcissable, pour stratifié décoratif haute ou basse pression, comportant les étapes suivantes:
a. on fabrique une feuille de papier décor de base par voie papetière, puis b. on enduit, par un couchage à rideau, au moins une des faces de ladite feuille de papier décor de base par au moins ladite couche fixatrice d'encre.
De préférence, selon le procédé de fabrication de papier décoratif de l'invention, dans une première étape, on fabrique une feuille de papier décor de base par voie papetière sur une machine à papier à partir d'une dispersion à base de fibres de cellulose, et éventuellement de fibres synthétiques, en milieu aqueux, les fibres de cellulose se répartissant en poids, en général, de 40 à 100%, de préférence 80 à
100%, en fibres courtes et de 0 à 60%, de préférence 0 à 20%, en fibres longues.
La dispersion comporte de préférence 0,2 à 2,5% en poids sec par rapport à la 5a feuille d'un agent de résistance humide, plus préférentiellement de 0,4 à
0,8%. La dispersion peut également comporter de 5 à 50% en poids sec par rapport à la feuille de particules décoratives telles que des pigments iridiscents par exemple, de colorants pigmentaires ou organiques ou de charges opacifiantes comme le dioxyde de titane, notamment de type rutile, ladite charge opacifiante comme le dioxyde de titane étant en quantité de préférence d'au moins 15%, en général, comprise entre - environ 15 à 40% par rapport au poids de la feuille.
De préférence, selon le procédé de l'invention, dans une deuxième étape, on applique par un couchage à rideau sur au moins une des faces de la feuille de papier décor de base au moins une couche fixatrice d'encre.
Selon l'invention, la feuille de papier décor de base peut être lissée ou non lissée avant d'être revêtue de la couche fixatrice d'encre. En effet, le procédé de fabrication de papier décoratif de l'invention présente l'avantage de produire un papier décor présentant des caractéristiques finales similaires quel que soit le lissé
de la base papier. En particulier, la feuille de papier décor de base peut présenter un satinage Bekk de l'ordre de 10 à 200 secondes.
Ladite couche fixatrice d'encre comporte de préférence au moins un liant hydrophile, en particulier un PVA (alcool polyvinylique). Selon un cas particulier de l'invention, ladite couche comporte en plus dudit liant hydrophile, un liant polymère non-hydrophile dans un ratio liant hydrophile/liant non-hydrophile d'au moins 70/30 en poids sec. Les liants non-hydrophiles sont des polymères utilisés en dispersion aqueuse stabilisées (latex) et usuels des couches fixatrices d'encre ou du domaine papetier.
De préférence, la couche fixatrice d'encre selon l'invention n'est pas alcaline afin de ne pas gêner la réticulation de la résine thermodurcissable. En particulier, ladite couche fixatrice d'encre est exempte de carbonates et de tampons alcalins.
La couche fixatrice d'encre selon l'invention peut comporter des charges de couchage qui sont choisies essentiellement parmi les silices. De préférence, les silices sont essentiellement des silices amorphes de précipitation ayant une surface spécifique supérieure à 100m2/g.
Dans le cas particulier de l'invention où les charges de couchage de la couche fixatrice d'encre sont transparentes ou translucides, notamment des silices amorphes, ladite feuille de papier de base peut être colorée en masse et/ou en surface; la coloration restant maintenue visible à travers ladite couche compte-tenu de sa transparence après stratification.
La quantité de couche fixatrice d'encre déposée sur au moins une des faces de ladite feuille de papier décor de base peut être comprise entre 4 et 20 g/m2, en particulier entre 6 et 15 g/m2 en poids sec.
La technique du couchage à rideau est une méthode de couchage pré-dosée, utilisée dans l'industrie photographique depuis plus de 20 ans. Cette technologie a été
développée pour les films photographiques, qui nécessitent le dépôt de nombreuses couches différentes, généralement entre 8 et 10.
Le procédé de couchage à rideau est basé sur l'écoulement libre sur une surface à partir d'une tête de couchage située au-dessus de la surface à enduire à une hauteur variant entre 10 et 25 cm.
La tête de Couchage est définie selon les propriétés du fluide de couchage, de façon à
obtenir une épaisseur de film de couchage la plus uniforme possible clans le sens marche ou travers de la machine. Il est généralement utilisé deux types de têtes de couchage: les têtes à fentes et les têtes à surface de glissement.
Un autre avantage du couchage à rideau est l'absence de contact entre la tête de couchage et le support, contrairement au couchage par lame notamment.
Le pré-dosage de la quantité de matière à déposer et l'absence totale de contact, donc de contraintes mécaniques, lors de ce dépôt permettent un couchage plus aisé de la feuille de papier décoratif aux vitesses d'une coucheuse industrielle, en particulier à des vitesses supérieures à 400 m/mn.
Par ailleurs, la Demanderesse a constaté que le dépôt de la couche se faisant sans aucune pression, la pénétration de la composition dans le support se limite à
la simple capillarité des fibres de la feuille et est donc minimale. Il s'ensuit une conservation presque totale de la capacité d'absorption de résine de la feuille, en particulier sur la face non couchée habituellement utilisée comme face de contact lors de l'imprégnation par la résine.
De préférence l'invention concerne également un procédé de fabrication de papier décoratif imprimé et imprégnable par une résine thermodurcissable comprenant une étape d'impression, notamment de motif décoratif, de ladite feuille de papier décor imprimable revêtue d'au moins une couche fixatrice d'encre issue de la deuxième étape (étape b) du procédé décrit précédemment. En particulier, le procédé de fabrication d'un papier décoratif imprimé, imprégnable par une résine thermodurcissable, pour stratifié décoratif haute ou basse pression, se caractérise en ce qu'on imprime par impression jet d'encre, notamment en haute résolution, ladite couche fixatrice d'encre du papier décoratif obtenu à l'issue de l'étape b.
De ce fait, l'invention concerne aussi un papier décoratif imprimé par impression jet d'encre et imprégnable par une résine thermodurcissable obtenu selon ce cas particulier du procédé de l'invention.
Selon l'invention, le papier décoratif pour stratifié obtenu par le procédé de l'invention tel que décrit précédemment présente la caractéristique d'être imprimable, notamment par impression jet d'encre, tout en conservant de bonnes propriétés d'absorption de résine thermodurcissable.
En effet, de préférence, le papier décoratif pour stratifié imprimable ou imprimé, notamment par impression jet d'encre, et imprégnable par une résine thermodurcissable issu des procédés décrits précédemment, se caractérise par une vitesse d'imprégnation de ladite résine, déterminée selon le test décrit ci-après au paragraphe DESCRIPTION ET CONDITIONS DE REALISATION DES TESTS , inférieure à 100 secondes, de préférence inférieure ou égale à 65 secondes, quelle que soit sa face.
En particulier, ladite vitesse d'imprégnation du papier décoratif selon l'invention estcomprise entre 40 et 60 secondes.
Comme décrit précédemment, lors de la fabrication des stratifiés, le papier décor est en général d'abord imprimé, puis imprégné d'une résine thermodurcissable stable thermiquement, et finalement pressé à chaud avec son support à haute ou basse pression.
En conséquence, de préférence, l'invention concerne aussi un procédé de fabrication, d'un papier décoratif imprégné d'une résine thermodurcissable, qui se caractérise en ce que l'on imprègne, par ladite résine thermodurcissable, un papier décoratif imprimé, en particulier par jet d'encre, obtenu selon le procédé tel que décrit précédemment.
En particulier, la résine thermodurcissable est choisie parmi les résines mélamineformaldéhyde, les résines urée-formaldéhyde, les résines benzoguana-mineformaldéhyde, les résines de polyester insaturé et leurs mélanges.
De préférence, une fois imprégné de résine, le papier décoratif est chauffé, la résine est partiellement réticulée (thermodurcie) afin qu'elle ne soit plus dans un état collant et que la feuille soit manipulable. Un papier décoratif imprégné de résine partiellement réticulée est appelé, en termes de métier, "film décor" ou "film décoratif' ou encore "film mélaminé". Ce film mélaminé contient un taux de résine de préférence compris entre 50 et 55% mais pouvant aller de 45 à 65%.
De préférence, cette étape est généralement réalisée en portant le papier décoratif à des températures d'environ 110 à 140 C et est contrôlée, de façon à ce que la résine lors de la stratification finale du film décor flue correctement dans la feuille, par la mesure du taux de volatils restant dans le film décor. En effet ce film décor comporte alors un certain pourcentage, de l'ordre de 5 à 8%, de produits volatils (eau solvant de la résine, eau résultant de la condensation chimique de la résine, le formaldéhyde résiduel, les autres produits résiduels...). Ces volatils représentent les composés qui seront éliminés lors de la réticulation totale de la résine, pendant la stratification du film décor.
La résine, une fois totalement thermodurcie, après stratification, apportera de la résistance de surface au stratifié final (résistance à l'abrasion, résistance à la salissure, à la vapeur d'eau et aux agents chimiques comme les solvants, les acides et les bases, etc...).
Selon un cas particulier du procédé de fabrication de papier décoratif imprégné de résine, on imprègne un papier décoratif ayant une couche fixatrice d'encre non alcaline et obtenu selon le procédé de fabrication de papier décoratif imprimé
précédemment décrit avec une résine thermodurcissable, puis on réticule 9a partiellement ladite résine en milieu acide, le taux de composés volatils étant compris entre 5 et 8% en poids de la feuille.
L'invention concerne enfin un panneau ou profilé décoratif stratifié, qui se caractérise par le fait qu'il comporte comme papier décoratif, un papier décoratif obtenu tel que décrit précédemment.
Dans le cas d'un stratifié dit haute pression, les composants de base du stratifié
sont les feuilles kraft imprégnées de résine thermodurcissable et le papier décoratif obtenu selon le procédé de l'invention imprégné d'une résine thermodurcissable.
Dans le cas d'un stratifié basse pression, les composants de base du stratifié
sont le panneau support comme un panneau de particules agglomérées et un papier décoratif obtenu selon le procédé de l'invention imprégné d'une résine thermodurcissable.
Les exemples non limitatifs suivants permettront de mieux comprendre l'invention.
EXEMPLES DE REALISATION:
Exemple comparatif 1: Selon un procédé papetier usuel, on fabrique un papier décoratif uni blanc, bien lissé, ayant un grammage de 80 g/m2, une porosité
Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 20 s, et contenant 38% de cendres. Un tel papier est commercialisé par la société ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOSAVE.
Ce papier est imprimé en l'état par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite imprégné d'une résine thermodurcissable de mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié de type basse pression.
Exemple comparatif 2 : Ce même papier décoratif uni blanc ARJOSAVE est couché
selon le procédé de couchage à lame avec 10 g/m2 en poids sec d'une couche Cl composée de 28,6 parts d'un liant fait d'un mélange d'une solution aqueuse d'alcool polyvinylique (PVA) hydrophile et d'un poly(acétate de vinyle) en dispersion aqueuse
aux panneaux stratifiés dits haute ou basse pression. De plus, le papier est pré-imprégné avant d'être revêtu de la couche fixatrice d'encre, il n'y a donc pas de problème d'imprégnation.
Bien que le rendu d'impression des papiers décoratifs soit sensiblement amélioré, il subsiste de nombreux inconvénients liés à leur procédé de fabrication, et notamment liés aux techniques d'enduction.
Un premier inconvénient lié à la technique d'enduction par couchage par lame est que l'excès de couche à déposer avant raclage et les contraintes mécaniques de pression et de tension lors du contact sont difficilement applicables à des papiers poreux et fragiles comme les papiers décors. Cette technique d'enduction entraîne de nombreuses casses lors de la fabrication. Un second inconvénient est que la technique même d'enduction par contact entraîne une pénétration partielle de la couche dans le support papier et, en conséquence, une forte dégradation de la capacité d'absorption de résine par le papier.
US 5,773,093, JP 03353 925, JP 2002/274009 et JP 10 114 142 décrivent des procédés de fabrication de papiers pouvant être imprimés par impression jet d'encre et mettant en oeuvre un procédé de couchage à rideau.
US 6,517,674 décrit la fabrication de papiers résistants à l'abrasion pouvant être revêtus d'une couche par un procédé de couchage à rideau.
Comme l'état de la technique le révèle, la fabrication de papier décoratif ayant un poids de couche relativement élevé et/ou conservant une capacité d'absorption de résine élevée pour fabriquer des stratifiés haute ou basse pression, présente de nombreuses difficultés.
L'invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur des papiers décoratifs pour stratifiés en proposant un procédé de fabrication conférant auxdits papiers décoratifs à la fois une bonne imprimabilité, notamment en impression jet d'encre, et de bonnes propriétés d'absorption de résine thermodurcissable.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication de papier décoratif imprimable, notamment par impression jet d'encre, et imprégnable par une résine thermodurcissable, pour obtenir un papier décoratif imprimable, imprégnable par une résine avec une vitesse d'imprégnation, déterminée selon le test décrit ci-après dans le paragraphe DESCRIPTION ET CONDITIONS DE REALISATION DES
TESTS , inférieure à 100 secondes, quelle que soit sa face, et qui puisse être utilisé pour fabriquer des stratifiés décoratifs dits haute ou basse pression.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un papier décoratif revêtu d'au moins une couche fixatrice d'encre, imprimable et imprégnable par une résine thermodurcissable, pour stratifié décoratif haute ou basse pression, comportant les étapes suivantes:
a. on fabrique une feuille de papier décor de base par voie papetière, puis b. on enduit, par un couchage à rideau, au moins une des faces de ladite feuille de papier décor de base par au moins ladite couche fixatrice d'encre.
De préférence, selon le procédé de fabrication de papier décoratif de l'invention, dans une première étape, on fabrique une feuille de papier décor de base par voie papetière sur une machine à papier à partir d'une dispersion à base de fibres de cellulose, et éventuellement de fibres synthétiques, en milieu aqueux, les fibres de cellulose se répartissant en poids, en général, de 40 à 100%, de préférence 80 à
100%, en fibres courtes et de 0 à 60%, de préférence 0 à 20%, en fibres longues.
La dispersion comporte de préférence 0,2 à 2,5% en poids sec par rapport à la 5a feuille d'un agent de résistance humide, plus préférentiellement de 0,4 à
0,8%. La dispersion peut également comporter de 5 à 50% en poids sec par rapport à la feuille de particules décoratives telles que des pigments iridiscents par exemple, de colorants pigmentaires ou organiques ou de charges opacifiantes comme le dioxyde de titane, notamment de type rutile, ladite charge opacifiante comme le dioxyde de titane étant en quantité de préférence d'au moins 15%, en général, comprise entre - environ 15 à 40% par rapport au poids de la feuille.
De préférence, selon le procédé de l'invention, dans une deuxième étape, on applique par un couchage à rideau sur au moins une des faces de la feuille de papier décor de base au moins une couche fixatrice d'encre.
Selon l'invention, la feuille de papier décor de base peut être lissée ou non lissée avant d'être revêtue de la couche fixatrice d'encre. En effet, le procédé de fabrication de papier décoratif de l'invention présente l'avantage de produire un papier décor présentant des caractéristiques finales similaires quel que soit le lissé
de la base papier. En particulier, la feuille de papier décor de base peut présenter un satinage Bekk de l'ordre de 10 à 200 secondes.
Ladite couche fixatrice d'encre comporte de préférence au moins un liant hydrophile, en particulier un PVA (alcool polyvinylique). Selon un cas particulier de l'invention, ladite couche comporte en plus dudit liant hydrophile, un liant polymère non-hydrophile dans un ratio liant hydrophile/liant non-hydrophile d'au moins 70/30 en poids sec. Les liants non-hydrophiles sont des polymères utilisés en dispersion aqueuse stabilisées (latex) et usuels des couches fixatrices d'encre ou du domaine papetier.
De préférence, la couche fixatrice d'encre selon l'invention n'est pas alcaline afin de ne pas gêner la réticulation de la résine thermodurcissable. En particulier, ladite couche fixatrice d'encre est exempte de carbonates et de tampons alcalins.
La couche fixatrice d'encre selon l'invention peut comporter des charges de couchage qui sont choisies essentiellement parmi les silices. De préférence, les silices sont essentiellement des silices amorphes de précipitation ayant une surface spécifique supérieure à 100m2/g.
Dans le cas particulier de l'invention où les charges de couchage de la couche fixatrice d'encre sont transparentes ou translucides, notamment des silices amorphes, ladite feuille de papier de base peut être colorée en masse et/ou en surface; la coloration restant maintenue visible à travers ladite couche compte-tenu de sa transparence après stratification.
La quantité de couche fixatrice d'encre déposée sur au moins une des faces de ladite feuille de papier décor de base peut être comprise entre 4 et 20 g/m2, en particulier entre 6 et 15 g/m2 en poids sec.
La technique du couchage à rideau est une méthode de couchage pré-dosée, utilisée dans l'industrie photographique depuis plus de 20 ans. Cette technologie a été
développée pour les films photographiques, qui nécessitent le dépôt de nombreuses couches différentes, généralement entre 8 et 10.
Le procédé de couchage à rideau est basé sur l'écoulement libre sur une surface à partir d'une tête de couchage située au-dessus de la surface à enduire à une hauteur variant entre 10 et 25 cm.
La tête de Couchage est définie selon les propriétés du fluide de couchage, de façon à
obtenir une épaisseur de film de couchage la plus uniforme possible clans le sens marche ou travers de la machine. Il est généralement utilisé deux types de têtes de couchage: les têtes à fentes et les têtes à surface de glissement.
Un autre avantage du couchage à rideau est l'absence de contact entre la tête de couchage et le support, contrairement au couchage par lame notamment.
Le pré-dosage de la quantité de matière à déposer et l'absence totale de contact, donc de contraintes mécaniques, lors de ce dépôt permettent un couchage plus aisé de la feuille de papier décoratif aux vitesses d'une coucheuse industrielle, en particulier à des vitesses supérieures à 400 m/mn.
Par ailleurs, la Demanderesse a constaté que le dépôt de la couche se faisant sans aucune pression, la pénétration de la composition dans le support se limite à
la simple capillarité des fibres de la feuille et est donc minimale. Il s'ensuit une conservation presque totale de la capacité d'absorption de résine de la feuille, en particulier sur la face non couchée habituellement utilisée comme face de contact lors de l'imprégnation par la résine.
De préférence l'invention concerne également un procédé de fabrication de papier décoratif imprimé et imprégnable par une résine thermodurcissable comprenant une étape d'impression, notamment de motif décoratif, de ladite feuille de papier décor imprimable revêtue d'au moins une couche fixatrice d'encre issue de la deuxième étape (étape b) du procédé décrit précédemment. En particulier, le procédé de fabrication d'un papier décoratif imprimé, imprégnable par une résine thermodurcissable, pour stratifié décoratif haute ou basse pression, se caractérise en ce qu'on imprime par impression jet d'encre, notamment en haute résolution, ladite couche fixatrice d'encre du papier décoratif obtenu à l'issue de l'étape b.
De ce fait, l'invention concerne aussi un papier décoratif imprimé par impression jet d'encre et imprégnable par une résine thermodurcissable obtenu selon ce cas particulier du procédé de l'invention.
Selon l'invention, le papier décoratif pour stratifié obtenu par le procédé de l'invention tel que décrit précédemment présente la caractéristique d'être imprimable, notamment par impression jet d'encre, tout en conservant de bonnes propriétés d'absorption de résine thermodurcissable.
En effet, de préférence, le papier décoratif pour stratifié imprimable ou imprimé, notamment par impression jet d'encre, et imprégnable par une résine thermodurcissable issu des procédés décrits précédemment, se caractérise par une vitesse d'imprégnation de ladite résine, déterminée selon le test décrit ci-après au paragraphe DESCRIPTION ET CONDITIONS DE REALISATION DES TESTS , inférieure à 100 secondes, de préférence inférieure ou égale à 65 secondes, quelle que soit sa face.
En particulier, ladite vitesse d'imprégnation du papier décoratif selon l'invention estcomprise entre 40 et 60 secondes.
Comme décrit précédemment, lors de la fabrication des stratifiés, le papier décor est en général d'abord imprimé, puis imprégné d'une résine thermodurcissable stable thermiquement, et finalement pressé à chaud avec son support à haute ou basse pression.
En conséquence, de préférence, l'invention concerne aussi un procédé de fabrication, d'un papier décoratif imprégné d'une résine thermodurcissable, qui se caractérise en ce que l'on imprègne, par ladite résine thermodurcissable, un papier décoratif imprimé, en particulier par jet d'encre, obtenu selon le procédé tel que décrit précédemment.
En particulier, la résine thermodurcissable est choisie parmi les résines mélamineformaldéhyde, les résines urée-formaldéhyde, les résines benzoguana-mineformaldéhyde, les résines de polyester insaturé et leurs mélanges.
De préférence, une fois imprégné de résine, le papier décoratif est chauffé, la résine est partiellement réticulée (thermodurcie) afin qu'elle ne soit plus dans un état collant et que la feuille soit manipulable. Un papier décoratif imprégné de résine partiellement réticulée est appelé, en termes de métier, "film décor" ou "film décoratif' ou encore "film mélaminé". Ce film mélaminé contient un taux de résine de préférence compris entre 50 et 55% mais pouvant aller de 45 à 65%.
De préférence, cette étape est généralement réalisée en portant le papier décoratif à des températures d'environ 110 à 140 C et est contrôlée, de façon à ce que la résine lors de la stratification finale du film décor flue correctement dans la feuille, par la mesure du taux de volatils restant dans le film décor. En effet ce film décor comporte alors un certain pourcentage, de l'ordre de 5 à 8%, de produits volatils (eau solvant de la résine, eau résultant de la condensation chimique de la résine, le formaldéhyde résiduel, les autres produits résiduels...). Ces volatils représentent les composés qui seront éliminés lors de la réticulation totale de la résine, pendant la stratification du film décor.
La résine, une fois totalement thermodurcie, après stratification, apportera de la résistance de surface au stratifié final (résistance à l'abrasion, résistance à la salissure, à la vapeur d'eau et aux agents chimiques comme les solvants, les acides et les bases, etc...).
Selon un cas particulier du procédé de fabrication de papier décoratif imprégné de résine, on imprègne un papier décoratif ayant une couche fixatrice d'encre non alcaline et obtenu selon le procédé de fabrication de papier décoratif imprimé
précédemment décrit avec une résine thermodurcissable, puis on réticule 9a partiellement ladite résine en milieu acide, le taux de composés volatils étant compris entre 5 et 8% en poids de la feuille.
L'invention concerne enfin un panneau ou profilé décoratif stratifié, qui se caractérise par le fait qu'il comporte comme papier décoratif, un papier décoratif obtenu tel que décrit précédemment.
Dans le cas d'un stratifié dit haute pression, les composants de base du stratifié
sont les feuilles kraft imprégnées de résine thermodurcissable et le papier décoratif obtenu selon le procédé de l'invention imprégné d'une résine thermodurcissable.
Dans le cas d'un stratifié basse pression, les composants de base du stratifié
sont le panneau support comme un panneau de particules agglomérées et un papier décoratif obtenu selon le procédé de l'invention imprégné d'une résine thermodurcissable.
Les exemples non limitatifs suivants permettront de mieux comprendre l'invention.
EXEMPLES DE REALISATION:
Exemple comparatif 1: Selon un procédé papetier usuel, on fabrique un papier décoratif uni blanc, bien lissé, ayant un grammage de 80 g/m2, une porosité
Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 20 s, et contenant 38% de cendres. Un tel papier est commercialisé par la société ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOSAVE.
Ce papier est imprimé en l'état par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite imprégné d'une résine thermodurcissable de mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié de type basse pression.
Exemple comparatif 2 : Ce même papier décoratif uni blanc ARJOSAVE est couché
selon le procédé de couchage à lame avec 10 g/m2 en poids sec d'une couche Cl composée de 28,6 parts d'un liant fait d'un mélange d'une solution aqueuse d'alcool polyvinylique (PVA) hydrophile et d'un poly(acétate de vinyle) en dispersion aqueuse
5 stabilisée (dit latex), respectivement en proportions 85/15 en poids sec, et 100 parts d'un carbonate de calcium précipité (PCC) de couchage. Ce papier est imprimé
par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite, comme dans l'exemple 1, imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié basse pression.
Exemple comparatif 3: Ce même papier ARJOSAVE est couché par le procédé à lame avec 10 g/m2 en poids sec d'une couche C2 composée de 28,6 parts du liant de l'exemple 2 et de 100 parts d'une silice de couchage (amorphe) ayant une taille moyenne de particules de 5,3-6,3 j.im et une surface spécifique (BET) de 160m2/g. Ce papier est alors, comme dans les exemples précédents, imprimé par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié
basse pression.
Exemple 4 selon l'invention :
On fabrique une feuille de ce même papier uni blanc commercialisé par la société
ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOSAVE sur une machine à papier de type Fourdrinier. La feuille après séchage a un grammage de 80 g/m2, une porosité
Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 20 s, et contient un taux de cendres de 38 %.
On bobine la feuille de papier ainsi obtenue.
Dans une deuxième étape, ce papier est ensuite couché par le procédé de couchage à
rideau sur une de ses faces de 10 g/m2 en poids sec d'une couche C2 identique à celle utilisée dans l'exemple 3.
On imprime par impression jet d'encre la feuille de papier ainsi couchée sur une imprimante EPSON 7600.
On imprègne ensuite la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux.
On stratifie cette feuille pour fabriquer un stratifié basse pression selon les conditions opératoires usuelles.
Exemple comparatif 5 (Référence Base d'impression) : Selon un procédé papetier usuel, on fabrique un papier décoratif uni blanc, non lissé, ayant un grammage de 80 g/m2, une porosité Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 140 s, et contenant 38 % de cendres. Un tel papier est commercialisé par la société ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOPRINT. Ce papier est imprimé en l'état par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite, comme aux exemples précédents, imprégné d'une résine thermodurcissable de mélamine-formaldéhyde et stratifié
pour former un panneau stratifié de type basse pression.
Exemple comparatif 6 : Ce même papier ARJOPRINT est couché selon le procédé à
lame avec 10 g/m2 de la couche C2 identique à celle utilisée dans l'exemple 3.
Il est ensuite, comme à l'exemple 5, imprimé puis imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié basse pression.
Exemple 7 selon l'invention :
On fabrique une feuille de ce même papier uni blanc commercialisé par la société
ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOPRINT sur une machine à papier de type Fourdrinier. La feuille après séchage a un grammage de 80 g/m2, une porosité
Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 140 s, et contient un taux de cendres de 38 %.
On bobine la feuille de papier ainsi obtenue.
Dans une deuxième étape, le papier est couché par le procédé de couchage à
rideau sur une de ses faces avec 10 g/m2 en poids sec d'une couche C2 identique à celle utilisée dans l'exemple 3.
On imprime par impression jet d'encre la feuille de papier ainsi couchée sur une imprimante EPSON 7600.
On imprègne ensuite la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux.
On stratifie cette feuille pour fabriquer un stratifié basse pression selon les conditions opératoires usuelles.
Exemple comparatif 8 : Ce même papier ARJOPRINT est couché selon le procédé à
lame avec 10 g/m2 d'une couche C3 composée de 28,6 parts d'un poly(acétate de vinyle) sous forme de latex et de 100 parts d'une silice de couchage (amorphe) ayant une taille moyenne de particules 5,3-6,3 itm et une surface spécifique BET de 160m2/g. Il est, comme à l'exemple 6, imprimé puis imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié
basse pression.
Les papiers selon ces exemples sont testés selon les tests décrits ci-après et les résultats sont mentionnés dans le tableau 1.
RESULTATS :
Comme on peut le voir dans le tableau 1, tous les papiers couchés ¨représentés par les exemples comparatifs 2, 3, 6 et 8 et les exemples 4 et 7 selon l'invention-présentent une amélioration très sensible de l'intensité d'encre par rapport aux papiers décoratifs de référence non couchés, représentés à l'exemple comparatif 1 pour le cas d'un papier lissé et à l'exemple comparatif 5 pour le cas d'un papier non lissé.
On peut constater au vu des résultats présentés dans le tableau 1 que les exemples comparatifs 2, 3, 6 et 8 de papiers couchés ont un comportement très éloigné
des exemples comparatif 1 et 5 de papiers de référence non couchés en terme de capacité
d'absorption de la résine.
Il convient de noter que parmi tous les essais d'enduction, l'exemple comparatif 2 présente une forte sous-cuisson de la résine mélamine-formaldéhyde après stratification.
D'après l'exemple 8, on notera que l'utilisation d'une couche dont le liant contient trop de liant non-hydrophile (latex) entraîne un phénomène de cloquage pour le stratifié qui est inacceptable.
Les exemples montrent que l'invention permet d'obtenir un papier décoratif présentant à la fois une excellente aptitude à l'impression jet d'encre et une bonne absorption de la résine, nécessaire à l'imprégnation ultérieure de ce type de papier.
Le résultat de ces essais montre par ailleurs que les papiers décoratifs issus du procédé
de fabrication de papier décoratif selon l'invention (exemples 4 et 7) réalisés aussi bien sur un support lissé Arjosave que non lissé Arjoprint, présentent à la fois une bonne aptitude à l'impression jet d'encre et une bonne absorption de résine selon le test décrit ci-après.
Par ailleurs, l'utilisation de polymère non-hydrophile (de type latex) en mélange avec un liant hydrophile dans la composition de couchage s'avère également possible, dans des proportions compatibles avec les exigences d'imprégnation et de stratification de la feuille couchée (absence de cloquage).
DESCRIPTION ET CONDITIONS DE REALISATION DES TESTS :
- Le grammage des feuilles est déterminé selon la norme ISO 536 après conditionnement selon la norme ISO 187. Il s'agit du grammage de la feuille traitée par ladite composition pigmentée mais avant imprégnation de la résine.
- La perméabilité à l'air, méthode porosité Gurley, est déterminée selon la norme ISO
5636-5R (1990).
- La vitesse d'imprégnation est caractérisée par la détermination du temps de pénétration de la résine thermodurcissable à travers la feuille, ce temps est déterminé
de la façon suivante :
- on prépare une solution de résine à 56 % en poids en dissolvant de la résine mélamine-formaldéhyde MADURIT MW550 en poudre dans de l'eau distillée chauffée vers 45 C. On ajuste sa viscosité telle qu'elle soit de l'ordre de 100 mPas (cps) vers 20 C sur viscosimètre Brookfield mesurée à 100 tours/min - Arbre N
2, - on détermine comme suit le temps d'imprégnation d'une feuille de papier:
- on découpe deux échantillons en carré (10 x 10 cm) par essai ; pour tester chaque face, on repère la face, - on remplit un verre de montre de résine, - on dépose le carré de papier sur la surface de la résine, la face à
tester en contact avec celle-ci, et on déclenche le chronomètre en même temps, - on note le temps du transpercement total qui donne le temps de pénétration de la résine.
Les tests suivants sont réalisés sur un panneau de particules sur lequel le film décor (feuille imprégnée de résine) a été stratifié :
- Le test au graphite est réalisé comme suit : on mélange du graphite en poudre avec une huile de façon à former une pâte. On étale cette pâte sur la face apparente du film décor. On nettoie ensuite le panneau avec une éponge humide imprégnée d'un détergent. On compare la surface nettoyée avec une échelle témoin. L'échelle va de 1 à
par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite, comme dans l'exemple 1, imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié basse pression.
Exemple comparatif 3: Ce même papier ARJOSAVE est couché par le procédé à lame avec 10 g/m2 en poids sec d'une couche C2 composée de 28,6 parts du liant de l'exemple 2 et de 100 parts d'une silice de couchage (amorphe) ayant une taille moyenne de particules de 5,3-6,3 j.im et une surface spécifique (BET) de 160m2/g. Ce papier est alors, comme dans les exemples précédents, imprimé par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié
basse pression.
Exemple 4 selon l'invention :
On fabrique une feuille de ce même papier uni blanc commercialisé par la société
ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOSAVE sur une machine à papier de type Fourdrinier. La feuille après séchage a un grammage de 80 g/m2, une porosité
Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 20 s, et contient un taux de cendres de 38 %.
On bobine la feuille de papier ainsi obtenue.
Dans une deuxième étape, ce papier est ensuite couché par le procédé de couchage à
rideau sur une de ses faces de 10 g/m2 en poids sec d'une couche C2 identique à celle utilisée dans l'exemple 3.
On imprime par impression jet d'encre la feuille de papier ainsi couchée sur une imprimante EPSON 7600.
On imprègne ensuite la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux.
On stratifie cette feuille pour fabriquer un stratifié basse pression selon les conditions opératoires usuelles.
Exemple comparatif 5 (Référence Base d'impression) : Selon un procédé papetier usuel, on fabrique un papier décoratif uni blanc, non lissé, ayant un grammage de 80 g/m2, une porosité Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 140 s, et contenant 38 % de cendres. Un tel papier est commercialisé par la société ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOPRINT. Ce papier est imprimé en l'état par impression jet d'encre sur une imprimante EPSON 7600. Il est ensuite, comme aux exemples précédents, imprégné d'une résine thermodurcissable de mélamine-formaldéhyde et stratifié
pour former un panneau stratifié de type basse pression.
Exemple comparatif 6 : Ce même papier ARJOPRINT est couché selon le procédé à
lame avec 10 g/m2 de la couche C2 identique à celle utilisée dans l'exemple 3.
Il est ensuite, comme à l'exemple 5, imprimé puis imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié basse pression.
Exemple 7 selon l'invention :
On fabrique une feuille de ce même papier uni blanc commercialisé par la société
ARJOWIGGINS sous le nom commercial ARJOPRINT sur une machine à papier de type Fourdrinier. La feuille après séchage a un grammage de 80 g/m2, une porosité
Gurley de 20 s, un satinage Bekk de 140 s, et contient un taux de cendres de 38 %.
On bobine la feuille de papier ainsi obtenue.
Dans une deuxième étape, le papier est couché par le procédé de couchage à
rideau sur une de ses faces avec 10 g/m2 en poids sec d'une couche C2 identique à celle utilisée dans l'exemple 3.
On imprime par impression jet d'encre la feuille de papier ainsi couchée sur une imprimante EPSON 7600.
On imprègne ensuite la feuille avec une résine mélamine-formaldéhyde en milieux aqueux.
On stratifie cette feuille pour fabriquer un stratifié basse pression selon les conditions opératoires usuelles.
Exemple comparatif 8 : Ce même papier ARJOPRINT est couché selon le procédé à
lame avec 10 g/m2 d'une couche C3 composée de 28,6 parts d'un poly(acétate de vinyle) sous forme de latex et de 100 parts d'une silice de couchage (amorphe) ayant une taille moyenne de particules 5,3-6,3 itm et une surface spécifique BET de 160m2/g. Il est, comme à l'exemple 6, imprimé puis imprégné d'une résine thermodurcissable mélamine-formaldéhyde et stratifié pour former un panneau stratifié
basse pression.
Les papiers selon ces exemples sont testés selon les tests décrits ci-après et les résultats sont mentionnés dans le tableau 1.
RESULTATS :
Comme on peut le voir dans le tableau 1, tous les papiers couchés ¨représentés par les exemples comparatifs 2, 3, 6 et 8 et les exemples 4 et 7 selon l'invention-présentent une amélioration très sensible de l'intensité d'encre par rapport aux papiers décoratifs de référence non couchés, représentés à l'exemple comparatif 1 pour le cas d'un papier lissé et à l'exemple comparatif 5 pour le cas d'un papier non lissé.
On peut constater au vu des résultats présentés dans le tableau 1 que les exemples comparatifs 2, 3, 6 et 8 de papiers couchés ont un comportement très éloigné
des exemples comparatif 1 et 5 de papiers de référence non couchés en terme de capacité
d'absorption de la résine.
Il convient de noter que parmi tous les essais d'enduction, l'exemple comparatif 2 présente une forte sous-cuisson de la résine mélamine-formaldéhyde après stratification.
D'après l'exemple 8, on notera que l'utilisation d'une couche dont le liant contient trop de liant non-hydrophile (latex) entraîne un phénomène de cloquage pour le stratifié qui est inacceptable.
Les exemples montrent que l'invention permet d'obtenir un papier décoratif présentant à la fois une excellente aptitude à l'impression jet d'encre et une bonne absorption de la résine, nécessaire à l'imprégnation ultérieure de ce type de papier.
Le résultat de ces essais montre par ailleurs que les papiers décoratifs issus du procédé
de fabrication de papier décoratif selon l'invention (exemples 4 et 7) réalisés aussi bien sur un support lissé Arjosave que non lissé Arjoprint, présentent à la fois une bonne aptitude à l'impression jet d'encre et une bonne absorption de résine selon le test décrit ci-après.
Par ailleurs, l'utilisation de polymère non-hydrophile (de type latex) en mélange avec un liant hydrophile dans la composition de couchage s'avère également possible, dans des proportions compatibles avec les exigences d'imprégnation et de stratification de la feuille couchée (absence de cloquage).
DESCRIPTION ET CONDITIONS DE REALISATION DES TESTS :
- Le grammage des feuilles est déterminé selon la norme ISO 536 après conditionnement selon la norme ISO 187. Il s'agit du grammage de la feuille traitée par ladite composition pigmentée mais avant imprégnation de la résine.
- La perméabilité à l'air, méthode porosité Gurley, est déterminée selon la norme ISO
5636-5R (1990).
- La vitesse d'imprégnation est caractérisée par la détermination du temps de pénétration de la résine thermodurcissable à travers la feuille, ce temps est déterminé
de la façon suivante :
- on prépare une solution de résine à 56 % en poids en dissolvant de la résine mélamine-formaldéhyde MADURIT MW550 en poudre dans de l'eau distillée chauffée vers 45 C. On ajuste sa viscosité telle qu'elle soit de l'ordre de 100 mPas (cps) vers 20 C sur viscosimètre Brookfield mesurée à 100 tours/min - Arbre N
2, - on détermine comme suit le temps d'imprégnation d'une feuille de papier:
- on découpe deux échantillons en carré (10 x 10 cm) par essai ; pour tester chaque face, on repère la face, - on remplit un verre de montre de résine, - on dépose le carré de papier sur la surface de la résine, la face à
tester en contact avec celle-ci, et on déclenche le chronomètre en même temps, - on note le temps du transpercement total qui donne le temps de pénétration de la résine.
Les tests suivants sont réalisés sur un panneau de particules sur lequel le film décor (feuille imprégnée de résine) a été stratifié :
- Le test au graphite est réalisé comme suit : on mélange du graphite en poudre avec une huile de façon à former une pâte. On étale cette pâte sur la face apparente du film décor. On nettoie ensuite le panneau avec une éponge humide imprégnée d'un détergent. On compare la surface nettoyée avec une échelle témoin. L'échelle va de 1 à
6, la plus basse note étant 1.
Ce test au graphite permet d'apprécier la porosité du film décor après stratification et donc sa résistance à la salissure. Cette caractéristique dépend de plusieurs paramètres dont le taux de volatils dans la résine, la stratification, la feuille décorative.
Ce test au graphite permet d'apprécier la porosité du film décor après stratification et donc sa résistance à la salissure. Cette caractéristique dépend de plusieurs paramètres dont le taux de volatils dans la résine, la stratification, la feuille décorative.
7 PCT/FR2005/001203 TABLEAU 1 :
Procédé Rendu Imprégnation de Stratification Observations de en la résine couchage impression Transpercement Porosité Cuisson total (secondes) (test au de la Aspect du face couchée/face graphite) résine panneau non couchée ( C) Exemple comparatif Très pâle 8 / 6 3,5 3 Bon Exemple Lame Bonne > 240 / 15 4 4,5 Mat comparatif Exemple Lame Bonne > 240 / 13 4,5 2,5 Bon comparatif Invention Rideau Bonne 65 / 7 4 2,5 Bon Exemple 4 Exemple comparatif Très pâle 6 / 6 4,5 3 Bon Exemple Lame Bonne > 240 /10 5 2,5 Bon comparatif Invention Rideau Bonne 40 / 8 4 2,5 Bon Exemple 7 Exemple Lame Bonne > 240 / 13 4 2,5 Assez comparatif nombreuses
Procédé Rendu Imprégnation de Stratification Observations de en la résine couchage impression Transpercement Porosité Cuisson total (secondes) (test au de la Aspect du face couchée/face graphite) résine panneau non couchée ( C) Exemple comparatif Très pâle 8 / 6 3,5 3 Bon Exemple Lame Bonne > 240 / 15 4 4,5 Mat comparatif Exemple Lame Bonne > 240 / 13 4,5 2,5 Bon comparatif Invention Rideau Bonne 65 / 7 4 2,5 Bon Exemple 4 Exemple comparatif Très pâle 6 / 6 4,5 3 Bon Exemple Lame Bonne > 240 /10 5 2,5 Bon comparatif Invention Rideau Bonne 40 / 8 4 2,5 Bon Exemple 7 Exemple Lame Bonne > 240 / 13 4 2,5 Assez comparatif nombreuses
8 cloques
Claims (23)
1. Procédé de fabrication d'un papier décoratif revêtu d'au moins une couche fixatrice d'encre, imprimable et imprégnable par une résine thermodurcissable, pour stratifié décoratif haute ou basse pression, comportant les étapes suivantes :
a. on fabrique une feuille de papier décor de base par voie papetière, puis b. on enduit, par un couchage à rideau, au moins une des faces de ladite feuille de papier de base par au moins ladite couche fixatrice d'encre.
a. on fabrique une feuille de papier décor de base par voie papetière, puis b. on enduit, par un couchage à rideau, au moins une des faces de ladite feuille de papier de base par au moins ladite couche fixatrice d'encre.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche fixatrice d'encre est imprimable par impression jet d'encre.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la couche fixatrice d'encre comporte au moins un liant hydrophile.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite couche comporte en plus dudit liant hydrophile, un liant polymère non-hydrophile dans un ratio liant hydrophile/liant non-hydrophile d'au moins 70/30 en poids sec.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le liant hydrophile est un alcool polyvinylique (PVA).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche n'est pas alcaline.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche est exempte de carbonates et de tampons alcalins.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la couche comporte des charges de couchage choisies essentiellement parmi les silices.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites silices sont essentiellement des silices amorphes de précipitation.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la quantité de couche déposée est comprise entre 4 et 20 g/m2 en poids sec.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la quantité de couche déposée est comprise entre 6 et 15 g/m2.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé
en ce que ledit procédé comprend une étape d'impression de la feuille de papier revêtue d'au moins une couche fixatrice d'encre issue de l'étape b dudit procédé.
en ce que ledit procédé comprend une étape d'impression de la feuille de papier revêtue d'au moins une couche fixatrice d'encre issue de l'étape b dudit procédé.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on imprime par impression jet d'encre ladite couche fixatrice d'encre.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on imprime par impression jet d'encre en haute résolution ladite couche fixatrice d'encre.
15. Papier décoratif imprimable ou imprimé, et imprégnable par une résine thermodurcissable obtenu selon le procédé de fabrication de papier décoratif tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
16. Papier décoratif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est imprimable ou imprimé par impression jet d'encre.
17. Papier décoratif imprimable ou imprimé, imprégnable par une résine thermodurcissable, obtenu selon le procédé défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il a une vitesse d'imprégnation de résine inférieure à 100 secondes, quelle que soit sa face, ladite vitesse étant caractérisée par la détermination du temps de pénétration de la résine thermodurcissable à
travers la feuille, ce temps est déterminé de la façon suivante - on prépare une solution de résine à 56% en poids en dissolvant une résine mélamine-formaldéhyde de marque MADURIT MW550 en poudre dans de l'eau distillée chauffée vers 45°C; on ajuste sa viscosité telle qu'elle soit de l'ordre de 100 mPas vers 20°C sur viscosimètre BROOKFIELD mesurée à 100 tours/min -Arbre N 2, et on détermine comme suit le temps d'imprégnation d'une feuille de papier:
- on découpe deux échantillons en carré 10 x 10 cm par essai; tester chaque face, on repère la face - on remplit un verre de montre de résine, - on dépose le carré de papier sur la surface de la résine, la face à
tester en contact avec celle-ci, et on déclenche le chronomètre en même temps, - on note le temps du transpercement total qui donne le temps de pénétration de la résine.
travers la feuille, ce temps est déterminé de la façon suivante - on prépare une solution de résine à 56% en poids en dissolvant une résine mélamine-formaldéhyde de marque MADURIT MW550 en poudre dans de l'eau distillée chauffée vers 45°C; on ajuste sa viscosité telle qu'elle soit de l'ordre de 100 mPas vers 20°C sur viscosimètre BROOKFIELD mesurée à 100 tours/min -Arbre N 2, et on détermine comme suit le temps d'imprégnation d'une feuille de papier:
- on découpe deux échantillons en carré 10 x 10 cm par essai; tester chaque face, on repère la face - on remplit un verre de montre de résine, - on dépose le carré de papier sur la surface de la résine, la face à
tester en contact avec celle-ci, et on déclenche le chronomètre en même temps, - on note le temps du transpercement total qui donne le temps de pénétration de la résine.
18. Papier décoratif selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce qu'il a une vitesse d'imprégnation de résine inférieure à 100 secondes, quelle que soit sa face, ladite vitesse étant caractérisée par la détermination du temps de pénétration de la résine thermodurcissable à travers la feuille, ce temps est déterminé de la façon suivante - on prépare une solution de résine à 56% en poids en dissolvant une résine mélamine-formaldéhyde de marque MADURIT MW550 en poudre dans de l'eau distillée chauffée vers 45°C; on ajuste sa viscosité telle qu'elle soit de l'ordre
19 de 100 mPas vers 20°C sur viscosimètre BROOKFIELD mesurée à 100 tours/min -Arbre N 2, et on détermine comme suit le temps d'imprégnation d'une feuille de papier:
- on découpe deux échantillons en carré 10 x 10 cm par essai; tester chaque face, on repère la face - on remplit un verre de montre de résine, - on dépose le carré de papier sur la surface de la résine, la face à
tester en contact avec celle-ci, et on déclenche le chronomètre en même temps, - on note le temps du transpercement total qui donne le temps de pénétration de la résine.
19. Papier décoratif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que ladite vitesse d'imprégnation est inférieure ou égale à 65 secondes.
- on découpe deux échantillons en carré 10 x 10 cm par essai; tester chaque face, on repère la face - on remplit un verre de montre de résine, - on dépose le carré de papier sur la surface de la résine, la face à
tester en contact avec celle-ci, et on déclenche le chronomètre en même temps, - on note le temps du transpercement total qui donne le temps de pénétration de la résine.
19. Papier décoratif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que ladite vitesse d'imprégnation est inférieure ou égale à 65 secondes.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, pour fabriquer un papier décoratif imprégné pour stratifiés décoratifs, caractérisé en ce que l'on imprègne, par une résine thermodurcissable, un papier décoratif imprimé.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la résine thermodurcissable est choisie parmi les résines mélamine-formaldéhyde, les résines urée-formaldéhyde, les résines benzoguanamine-formaldéhyde, les résines de polyester insaturé et leurs mélanges.
22. Panneau ou profilé décoratif stratifié en haute ou basse pression, caractérisé
en ce qu'il comporte comme papier décoratif, le papier décoratif défini selon la revendication 15 ou 16.
en ce qu'il comporte comme papier décoratif, le papier décoratif défini selon la revendication 15 ou 16.
23. Panneau ou profilé décoratif stratifié en haute ou basse pression, caractérisé
en ce qu'il comporte comme papier décoratif, le papier obtenu selon le procédé
défini selon la revendication 20 ou 21.
en ce qu'il comporte comme papier décoratif, le papier obtenu selon le procédé
défini selon la revendication 20 ou 21.
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