EP2101994A2 - Panneau de parement a base de platre, a face decoree melaminee - Google Patents

Panneau de parement a base de platre, a face decoree melaminee

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Publication number
EP2101994A2
EP2101994A2 EP07871996A EP07871996A EP2101994A2 EP 2101994 A2 EP2101994 A2 EP 2101994A2 EP 07871996 A EP07871996 A EP 07871996A EP 07871996 A EP07871996 A EP 07871996A EP 2101994 A2 EP2101994 A2 EP 2101994A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melamine
sheet
paper
resin
cardboard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07871996A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gilbert Ould Bougrissa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polyrey SAS
Original Assignee
Polyrey SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polyrey SAS filed Critical Polyrey SAS
Publication of EP2101994A2 publication Critical patent/EP2101994A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
    • B32B13/04—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B13/08—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
    • B44C5/0469—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers comprising a decorative sheet and a core formed by one or more resin impregnated sheets of paper
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/043—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of plaster
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements

Definitions

  • the present invention relates to a gypsum facing panel having a decorated face.
  • a gypsum-based facing board also referred to as a gypsum facing board, is a composite board having a plaster core main layer bonded on each of its large faces to a layer of lesser thickness of cardboard. Such plates are used, for example, to make walls, partitions, ceilings, doublings, etc.
  • Such plasterboard panels are, for example, marketed under the trademarks Gyplat, Sheetrock, LAFARGE, Placoplatre or Gyproc.
  • it is, for example, necessary to set up a frame based on metal profiles, by fixing on a floor, a ceiling and load-bearing lateral walls, as well as metal profiles. vertical interlocked in the profiles on the floor and ceiling and arranged at regular spacing, then come to screw on the framework of plasterboard, on each side of this frame.
  • the space left between the facing plates can be filled with absorbent material such as glass wool or rockwool.
  • absorbent material such as glass wool or rockwool.
  • a decorative panel comprising a carrier substrate, such as a lignocellulosic material, a metal sheet or a panel of mineral material.
  • This substrate is covered with a decorative sheet impregnated with a first noble thermoset resin and covered with a wear surface layer containing a second noble thermoset resin and barium sulfate.
  • the manufacture of such a panel decorative requires the implementation of two resin deposition operations, which leads to a relatively complex and expensive manufacturing process.
  • such a panel does not have all the guarantees of mechanical and chemical surface resistance to the extent that the wear layer is deposited on the decorative sheet.
  • the patent application EP 1022400 describes a composite material comprising a reinforcing layer composed of a thermosetting resin and mineral fibers, positioned on at least one face of an inorganic porous material.
  • the composite panel comprises a plasterboard panel associated on each side with a reinforcing layer, itself associated with a decorative layer. The manufacture of such a material requires the assembly of different layers of material leading to a relatively complex and expensive manufacturing process, which does not ensure the achievement of a material with good properties of mechanical and chemical resistance.
  • US Patent 3692620 discloses a gypsum board coated with a paper impregnated with a resin assembled under low pressure. Such a method does not make it possible to obtain a panel with good properties of mechanical and chemical surface resistances. Also, the inventor proposes to provide a new plaster-based panel that is already carrying a decor, and that allows to directly realize a wall, wall or ceiling with the desired finish, but which also has improved properties mechanical and chemical surface resistance. The proposed panel must also have a good reaction to fire.
  • the present invention relates to a gypsum-based facing panel, in particular intended to be used for the production of walls, partitions or ceilings, comprising a plaster core each of whose large faces is associated with a sheet of plaster.
  • carton characterized in that one of the sheets of cardboard is associated with a sheet of paper playing the role of decor for the plasterboard, said sheet of paper being impregnated with a melamine-based resin which provides the connection between the cardboard sheet and the sheet of paper, the melamine-based resin mass per m 2 being in the range of from 60 to 330 g / m 2 .
  • the gypsum-based facing panel according to the invention is therefore melamine on one of its large faces.
  • the melamine-based resin is a melamine / formaldehyde, melamine / urea / formaldehyde mixture.
  • the mass of melamine preferably represents at least 60% of the total mass of melamine-based resin, this percentage being preferably from 90 to 95% in the case of a melamine / formaldehyde resin.
  • the panel is obtained by laminating a plaster core, each of the large faces of which is associated with a sheet of cardboard and a sheet of paper, acting as decor for the plasterboard, impregnated a melamine-based resin at a temperature of 155 to 165 ° C for a period of 15 to 30 s.
  • the lamination is carried out at a pressure of the order of 15 to 25 Kg / cm 2.
  • Another object of the invention is to propose a method of manufacturing plaster-based facing, in particular intended to be used for the production of walls, partitions or ceilings, comprising a plaster core, each of the large faces of which is associated with a sheet of cardboard, one of the sheets of cardboard being associated with a sheet of decorative paper for the plasterboard, said sheet of paper being impregnated with a melamine-based resin whose mass is between 60 and 330 g / m 2 for bonding the cardboard sheet to the paper sheet, the bond between the cardboard sheet and the decor paper sheet being performed by a hot laminating step.
  • the lamination is carried out at a temperature of 155 to 165 ° C. for a period of 15 to 30 s.
  • the lamination is carried out at a pressure of the order of 15 to 25 kg / cm 2.
  • the lamination is preceded by a step of impregnating the decorative function paper in a resin bath melamine-based impregnation agent, preferably comprising a melamine / formaldehyde or melamine / urea / formaldehyde mixture.
  • a resin bath melamine-based impregnation agent preferably comprising a melamine / formaldehyde or melamine / urea / formaldehyde mixture.
  • the mass of impregnating resin represents from 50 to 70% of the mass of the impregnated paper sheet, function of decoration, obtained before lamination.
  • the impregnation step is performed so as to obtain, after impregnation, a mass of melamine-based impregnating resin per m2 of paper with a decorative function, in the range of 65 g / m 2 to 350 g / m 2 , of which, preferably, 4 to 30 g / m 2 consist of volatile materials.
  • Figure 1 illustrates a panel according to the invention and Figure 2 an installation for producing a decor paper used for the manufacture of such a panel.
  • panel I comprises a first part 1 consisting of a plaster core 2 bonded, on each of its large faces, to a sheet 3i and 3 2 of solid and durable cardboard to form a plate flat and rectangular.
  • the nature and characteristics of the cardboard sheets may vary according to the application specific to each type of plate, and the core may include additives that give it additional properties.
  • the longitudinal edges are preferably also covered with cardboard and profiled to fit the intended application.
  • This first part 1 may be constituted by any type of panel or plate based on plaster, commercially available.
  • the panel I comprises a second part, namely, a decorated paper 4 impregnated with a melamine-based resin.
  • This decorated paper is intimately related to one of the sheets 3i of cardboard on its opposite side to the core 2 of plaster.
  • the melamine paper 4 thus plays the role of surface coating of the cladding panel
  • the paper used is most often based on cellulose fibers and mineral fillers. It can be tinted in its mass to obtain a plain decoration, or even printed in a defined pattern, for example to imitate wood, stone, or according to a fantasy pattern.
  • the printing of the paper is, for example, carried out according to the gravure printing process.
  • any type of melamine paper used in the field of decorative laminates can be implemented.
  • the decorative function paper has, for example, a basis weight, from 65 to 150 g / m 2 before its impregnation, preferably between 65 and 100 g / m 2 .
  • the impregnation of the paper with a melamine-based resin is carried out at heart.
  • the impregnation is carried out so that the mass of resin represents from 50 to 70% of the mass of the impregnated paper obtained after drying and before lamination.
  • Such an impregnation rate is that of the decorative papers used in particular in the range of decorative products marketed by Polyrey.
  • the impregnation of the decorative paper sheet is, for example, carried out by dipping the decorated paper, in the form of a sheet or a continuous strip of paper, in a melamine resin bath. At the end of the bath, the decorated paper is soaked in the heart with the melamine-based resin.
  • the amount of resin which impregnates the decorated paper can be adjusted, according to any technique well known to those skilled in the art, for example by calibration or dosage.
  • the melamine-based resin will preferably be a melamine / formaldehyde or melamine / urea / formaldehyde mixture.
  • the amounts of the various monomers are adjusted to allow polycondensation of the resin during the subsequent lamination step.
  • Melamine is mainly used for its properties of mechanical and chemical resistance of surface and transparency.
  • a melamine-formaldehyde resin whose formalin / melamine molar ratio is in the range of 1.5 to 2.5, is used.
  • a melamine / urea / formaldehyde mixture makes it possible to reduce the cost of the melamine-based impregnating resin.
  • a melamine / urea / formaldehyde resin, the formalin / (melamine + urea) molar ratio is advantageously in the range of 1.5 to 2.5, for example with moles of formaldehyde for 1 mole of melamine and 1 mole urea.
  • the amount of urea is preferably limited so that the melamine / urea molar ratio is greater than or equal to 1 because its presence tends to decrease the mechanical strength characteristics (especially to scratching and abrasion). ) and the water resistance.
  • the impregnation of the decorated paper sheet is carried out, so as to obtain, after impregnation, a mass of melamine-based impregnating resin, per m 2 of impregnated paper, from 65 g / m 2 to 350 g / m 2 , of which, preferably, about 4 to 30 g / m 2 consist of volatile materials, such as solvent or others.
  • volatile materials such as solvent or others.
  • the presence of volatile compounds allows the resin to flow well on the surface and subsequently allows good adhesion between the sheet of decor paper impregnated with melamine resin and the sheet of cardboard associated with the plaster core, during the subsequent step the teaming up.
  • the amount of volatiles is removed in the subsequent lamination step, for example in press.
  • the melamine-based resin (that is to say the resin obtained after lamination and therefore after the removal of the volatiles) is advantageously present on the basis of 60 to 330 g / m 2 .
  • the melamine mass preferably represents at least 60% of the total melamine-based resin mass, this percentage being given with reference to the dry, crosslinked resin present on the claimed cladding board, which percentage is preferably from 90 to 95% in the case of a melamine / formaldehyde resin.
  • Such a range of values makes it possible to give the sheet of paper decorated with excellent properties of resistance to wear or aggression of chemicals.
  • a panel I according to the invention is, for example, illustrated in FIG. 1.
  • the combination of the two parts (plaster board 1 and decorated paper 4) is, for example, obtained by lamination carried out in a hot press.
  • the heating allows the melamine-based resin to bond between the plaster board and the decorated paper. This bond is facilitated by the creep of the impregnating resin, which is favored by the presence of compounds volatiles in the melamine-based impregnating resin used to impregnate the decor paper.
  • the volatile compounds represent 5 to 8%, preferably 6 to 7%, and preferably about 6.5% of the mass of the impregnating resin used to impregnate the decor paper.
  • the method used is similar to that used for wood-based melamine-surfaced panels in accordance with the EN 14322 standard, but the temperature and the pressure used must be adapted to the plaster-based facing panel.
  • a temperature taken at the heart of the panel I between 155 and 165 ° C applied for a period of between 15 and 30 s.
  • the pressure used is advantageously of the order of 15 to 25 kg / cm 2 . This lamination step results in the polycondensation of the melamine-based resin.
  • an automated system is preferably implemented, in particular for the routing of the plasterboard and the positioning of the plasterboard. the sheet of melamine paper on the plasterboard.
  • the gypsum panel, decorated face according to the invention can be used for any type of arrangement and interior layout, such as partitions and ceilings in buildings.
  • the panel according to the invention also has a very good behavior of reaction to fire, and in particular corresponding to the classification B-Sl-DO according to the European standard EN13823: 2002. Furthermore, the facing panel according to the invention obtained hereinafter has a mean higher heating value expressed in MJ / kg sample of 0.9 MJ / kg (NF EN ISO1716). The facing panel according to the invention is therefore perfectly suited to indoor uses in high-rise buildings and obviously for establishments receiving the public. The following preparations illustrate the invention, but have no limiting character.
  • a molar ratio of formaldehyde to melamine of 2 is used with ⁇ -caprolactam in molar ratio on melamine of 0.075.
  • the total amounts of melamine and ⁇ -caprolactam (from UNIVAR), in solid form, are solubilized in the reaction mixture.
  • the The reaction mixture is heated very rapidly to a plateau temperature of 93 ° C +/- 1.
  • the dwell time is maintained to obtain a dilutability of 1.3 +/- 0.1 with respect to a volume of resin removed. in the reactor and brought back to 20 ° C.
  • Such dilutability is achieved when the addition at 20 0 C of 39 ml of water to 30 ml of resin taken from the reactor and cooled to 20 0 C, causes a sampling disorder.
  • the reaction mixture is cooled to 55 ° C. and the following products are added:
  • An accelerator is also added just before the impregnation, in order to avoid a too fast evolution of the resin at a rate of 1.5% with respect to the mass of resin as it is in the reactor.
  • the accelerator used is a mixture of sulfamic acid triethanolamine and amino-methyl-propanol in a molar ratio 1/1 / 1.24 which has a pH of 8.2 +/- 0.3 at 20 0 C .
  • the melamine resin obtained has the following characteristics: a Brookfield viscosity at 25 ° C of 60 m PAS / s +/- 3 the amount of dry matter present in the resin is 52% +/- 2, the measurement is using an apparatus for simultaneously heating and weighing the loss of mass, and thus to determine the loss of volatile matter during the heating time. The heating is carried out at 180 ° C. until the loss of mass is stabilized.
  • the impregnation is carried out using the installation illustrated in FIG. 2.
  • Such an installation comprises:
  • the paper to be impregnated is dipped in a resin bath (tank 10) with a pre-impregnation step. Then, the amount of resin is adjusted by means of the calibrating rolls 11. The paper which has received the desired amount of resin is then dried in a blown hot air dryer 12. Finally, the impregnated paper sheet is cooled using chill rollers 13 and formatted using a rotary type cutter 14.
  • the paper speed is set according to the drying capacity of the dryer.
  • the adjustment of the resin charge is carried out with the calibrating rollers which, depending on the gap between the upper and lower rollers, make it possible to increase and decrease the amount of resin to be put into the paper sheet.
  • the resin content is calculated as follows:
  • the impregnation is carried out on a decor paper of 80 g / m 2 before impregnation which is loaded at a resin content of 55% relative to the weight of the decor paper leaving the impregnator and before lamination.
  • the impregnated sheet has a basis weight of 178 g / m 2 , with a resin mass of 98 g / m 2, of which 6.5% (representing 6.37 g / m 2 ) of this mass corresponds to volatile compounds to ensure surface creep, necessary to obtain good adhesion to the plasterboard support.
  • a heated plate press For lamination, a heated plate press is used, with the following parameters:
  • Temperature of the heating plates (lower and upper) equal to 186 ° C allowing to obtain in the heart of the panel, a temperature comprised between 155 and 165 °.
  • the cladding panel obtained has the characteristics presented in TABLE 1 below:
  • ** this value corresponds to the total value of the plate which is well below 21M_J / m2 upper limit value for use in high-rise buildings
  • NF P72-302 plasterboard - definition, requirements and tests
  • NF EN 14323 wood-based panels - melamine faced panels for indoor use - part 2: test methods
  • NF EN 13823 Reaction to fire tests of building products - construction products exposed to thermal stress caused by an insulated fire object
  • EN ISO 1716 Reaction to fire tests of construction products - Determination of heat of combustion.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Panels For Use In Building Construction (AREA)
  • Finishing Walls (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un panneau de parement à base de plâtre, notamment destiné à être utilisé pour la réalisation de murs, cloisons ou plafonds, comportant une âme de plâtre dont chacune des grandes faces est associée à une feuille de carton caractérisé en ce que l'une des feuilles de carton est associée à une feuille de papier jouant le rôle de décor pour la plaque de plâtre, ladite feuille de papier étant imprégnée d'une résine à base de mélamine qui assure la liaison entre la feuille de carton et la feuille de papier, la masse de résine à base de mélamine par m<SUP>2</SUP> étant comprise dans la gamme allant de 60 à 330 g/m<SUP>2</SUP>.

Description

PANNEAU DE PAREMENT A BASE DE PLATRE, A FACE DECOREE MELAMINEE
La présente invention concerne un panneau de parement à base de plâtre présentant une face décorée.
Un panneau de parement à base de plâtre, également nommé plaque de parement à base de plâtre, est une plaque composite comportant une couche principale centrale en plâtre liée sur chacune de ses grandes faces à une couche d'épaisseur moindre en carton. De telles plaques sont utilisées, par exemple, pour réaliser des parois, des cloisons, des plafonds, des doublages, etc.
De tels panneaux à base de plâtre sont, par exemple, commercialisés sous les marques Gyplat, Sheetrock, LAFARGE, Placoplatre ou Gyproc. Afin, de pouvoir positionner le panneau à base de plâtre, il est, par exemple, nécessaire de mettre en place une ossature à base de profilés métalliques, par fixation sur un sol, un plafond et des murs latéraux porteurs, ainsi que des profilés métalliques verticaux emboîtés dans les profilés au sol et au plafond et disposés à entraxe régulier, puis de venir visser sur cette ossature des plaques de plâtre, de chaque côté de cette ossature. L'espace laissé libre entre les plaques de parement peut être rempli d'un matériau absorbant tel de la laine de verre ou de la laine de roche. Néanmoins, les panneaux à base de plâtre ne présentent pas, en général, un aspect de surface satisfaisant, de sorte qu'une opération ultérieure de recouvrement par un revêtement décoratif, de type peinture ou papier peint doit être prévue.
Dans des solutions antérieures, il a été proposé de recouvrir de tels panneaux, préalablement à leur positionnement, par exemple avec du papier vinyl ou de la peinture. Néanmoins, de tels revêtements ne présentent pas des propriétés de surface offrant une résistance mécanique suffisante pour supporter les différentes manipulations ultérieures. Même lorsque la plus grande précaution est mise en œuvre lors de la pose, de tels panneaux ne sont pas adaptés pour être utilisés sans autre traitement dans des lieux publiques ou de grand passage.
Il est également connu par le document GB 1433464 un panneau décoratif comportant un substrat porteur, tel un matériau ligno-cellulosique, une feuille métallique ou un panneau de matériau minéral. Ce substrat est recouvert d'une feuille décorative imprégnée d'une première résine thermodurcie noble et recouverte d'une couche superficielle d'usure contenant une deuxième résine thermodurcie noble et du sulfate de baryum. La fabrication d'un tel panneau décoratif nécessite la mise en œuvre de deux opérations de dépôt de résines, ce qui conduit à un procédé de fabrication relativement complexe et coûteux. De plus, un tel panneau ne présente pas toutes les garanties de résistances mécaniques et chimiques de surface dans la mesure où la couche d'usure est déposée sur la feuille décorative.
La demande de brevet EP 1022400 décrit un matériau composite comprenant une couche de renfort composée d'une résine thermodurcissable et de fibres minérales, positionnée sur au moins une face d'un matériau poreux inorganique. Selon un exemple de réalisation, le panneau composite comporte un panneau de placoplâtre associé sur chacune de ses faces à une couche de renfort, elle-même associée à une couche de décor. La fabrication d'un tel matériau nécessite l'assemblage de différentes couches de matériau conduisant à un procédé de fabrication relativement complexe et onéreux, qui ne permet pas de garantir l'obtention d'un matériau avec des bonnes propriétés de résistances mécaniques et chimiques.
Le brevet US 3692620 décrit un panneau de plâtre revêtu d'un papier imprégné d'une résine assemblé sous basse pression. Un tel procédé ne permet pas d'obtenir un panneau avec de bonnes propriétés de résistances mécaniques et chimiques de surface. Aussi, l'inventeur se propose de fournir un nouveau panneau à base de plâtre qui soit déjà porteur d'un décor, et qui permette ainsi de réaliser directement une cloison, mur ou plafond présentant la finition souhaitée, mais qui présente également des propriétés améliorées de résistances mécaniques et chimiques de surface. Le panneau proposé se doit également de présenter une bonne réaction au feu.
Dans ce contexte, la présente invention a pour objet un panneau de parement à base de plâtre, notamment destiné à être utilisé pour la réalisation de murs, cloisons ou plafonds, comportant une âme de plâtre dont chacune des grandes faces est associée à une feuille de carton caractérisé en ce que l'une des feuilles de carton est associée à une feuille de papier jouant le rôle de décor pour la plaque de plâtre, ladite feuille de papier étant imprégnée d'une résine à base de mélamine qui assure la liaison entre la feuille de carton et la feuille de papier, la masse de résine à base de mélamine par m2 étant comprise dans la gamme allant de 60 à 330 g/m2.
Le panneau de parement à base de plâtre selon l'invention est donc mélamine sur une de ses grandes faces. Avantageusement, la résine à base de mélamine est un mélange mélamine/formol, mélamine/urée/formol.
Selon une caractéristique avantageuse, la masse de mélamine représente, de préférence, au moins 60% de la masse totale de résine à base de mélamine, ce pourcentage étant, de préférence de 90 à 95% dans le cas d'une résine mélamine/formol.
Selon une variante de réalisation, le panneau est obtenu par stratification d'une âme de plâtre dont chacune des grandes faces est associée à une feuille de carton et d'une feuille de papier, jouant le rôle de décor pour la plaque de plâtre, imprégnée d'une résine à base de mélamine, à une température de 155 à 165°C, pendant une durée de 15 à 30 s.
Par exemple, la stratification est réalisée à une pression de l'ordre de 15 à 25 Kg/cm2.
Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé de fabrication de parement à base de plâtre, notamment destiné à être utilisé pour la réalisation de murs, cloisons ou plafonds, comportant une âme de plâtre dont chacune des grandes faces est associée à une feuille de carton, l'une des feuilles de carton étant associée à une feuille de papier à fonction de décor pour la plaque de plâtre, ladite feuille de papier étant imprégnée d'une résine à base de mélamine dont la masse est comprise entre 60 et 330 g/m2 pour assurer la liaison entre la feuille de carton et la feuille de papier, la liaison entre la feuille de carton et la feuille de papier à fonction de décor étant réalisée par une étape de stratification à chaud.
Avantageusement, la stratification est réalisée à une température de 155 à 1650C, pendant une durée de 15 à 30 s.
Avantageusement encore, la stratification est réalisée à une pression de l'ordre de 15 à 25 Kg/cm2.
Selon une variante de réalisation, la stratification est précédée d'une étape d'imprégnation du papier à fonction de décor, dans un bain de résine d'imprégnation à base de mélamine, comprenant de préférence, un mélange mélamine/formol ou mêla mi ne/urée/formol.
Selon une autre variante de réalisation, la masse de résine d'imprégnation représente de 50 à 70 % de la masse de la feuille de papier imprégnée, à fonction de décor, obtenue avant stratification.
Avantageusement, l'étape d'imprégnation est réalisée de façon à obtenir, après imprégnation, une masse de résine d'imprégnation à base de mélamine par m2 de feuille de papier à fonction de décor, comprise dans la gamme allant de 65 g/m2 à 350 g/m2, dont, de préférence, 4 à 30 g/m2 sont constitués de matières volatiles.
La description qui suit, en référence aux Figures annexées, permet de mieux comprendre l'invention.
La Figure 1 illustre un panneau conforme à l'invention et la Figure 2 une installation pour la réalisation d'un papier décor utilisé pour la fabrication d'un tel panneau.
Comme illustré Figure 1, le panneau I selon l'invention comporte une première partie 1 constituée d'une âme 2 en plâtre liée, sur chacune de ses grandes faces, à une feuille 3i et 32 de carton solide et durable pour former une plaque plane et rectangulaire. La nature et les caractéristiques des feuilles en carton peuvent varier selon l'application propre à chaque type de plaque, et l'âme peut comporter des additifs qui lui confèrent des propriétés supplémentaires. Les bords longitudinaux sont, de préférence, également recouverts de carton et profilés pour s'adapter à l'application envisagée. Cette première partie 1 peut être constituée par tout type de panneau ou plaque à base de plâtre, disponible dans le commerce. On pourra, par exemple, utiliser les panneaux disponibles sous la marque LAFARGE ou les marques précédemment citées, les BA et BD de différentes épaisseurs, tels que 13 mm ; 10 mm, 15 mm, 18 mm, 23 mm, 6 mm ...
Le panneau I comporte une deuxième partie, à savoir, un papier décoré 4 imprégné d'une résine à base de mélamine. Ce papier décoré est intimement lié à l'une des feuilles 3i de carton sur sa face opposée à l'âme 2 de plâtre. Le papier mélamine 4 joue donc le rôle de revêtement de surface du panneau de parement
I à base de plâtre selon l'invention. Le papier utilisé est, le plus souvent, à base de fibres de cellulose et de charges minérales. Il peut être teinté dans sa masse pour l'obtention d'un décor uni, ou encore imprimé selon un motif défini, par exemple pour imiter le bois, la pierre, ou selon un motif fantaisie. L'impression du papier est, par exemple, réalisée selon le procédé héliogravure. Notamment, tout type de papier mélaminé utilisé dans le domaine des stratifiés décoratifs pourra être mis en oeuvre. Le papier à fonction de décor présente, par exemple, un grammage, de 65 à 150 g/m2 avant son imprégnation, de préférence, compris entre 65 et 100 g/m2.
Pour assurer la qualité de surface et les propriétés recherchées de résistances mécanique et chimique, l'imprégnation du papier avec une résine à base de mélaminé est réalisée à cœur. L'imprégnation est réalisée, de façon à ce que la masse de résine représente de 50 à 70 % de la masse du papier imprégné obtenu après séchage et avant stratification. Un tel taux d'imprégnation est celui des papiers décoratifs notamment utilisés dans la gamme des produits décoratifs commercialisés par la société Polyrey. L'imprégnation de la feuille de papier à fonction de décor est, par exemple, réalisée, par trempage du papier décoré, sous forme de feuille ou d'une bande de papier circulant en continu, dans un bain de résine à base de mélaminé. En sortie du bain, le papier décoré est ainsi imbibé à cœur avec la résine à base de mélaminé. La quantité de résine qui imprègne le papier décoré peut être réglée, selon toute technique bien connue de l'homme de l'art, par exemple par calibrage ou dosage. La résine à base de mélaminé sera, de préférence, un mélange mélamine/formol ou mélamine/urée/formol. Les quantités des différents monomères sont ajustées pour permettre la polycondensation de la résine, lors de l'étape ultérieure de stratification. On pourra notamment utiliser les papiers décorés imprégnés classiquement mis en œuvre dans le domaine des stratifiés décoratifs. La mélaminé est principalement utilisée pour ses propriétés de résistance mécanique et chimique de surface et de transparence. De façon avantageuse, une résine mélamine-formol, dont le rapport molaire formol/mélamine est situé dans la gamme allant de 1,5 à 2,5, est utilisée. L'utilisation d'un mélange mélamine/urée/formol permet de réduire le coût de la résine d'imprégnation à base de mélaminé. Dans ce cas, on utilise, de façon avantageuse, une résine mélamine/urée/formol, dont le rapport molaire formol/(mélamine+urée) est situé dans la gamme allant de 1,5 à 2,5, par exemple, avec 5 moles de formaldéhyde pour 1 mole de mélaminé et 1 mole d'urée. La quantité d'urée est, de préférence, limitée de sorte que le rapport molaire mélami ne/urée soit supérieur ou égal à 1, car sa présence a tendance à diminuer les caractéristiques de résistance mécanique (notamment à la rayure et à l'abrasion) et la tenue à l'eau. L'imprégnation de la feuille de papier décorée est réalisée, de façon à obtenir, après imprégnation, une masse de résine d'imprégnation à base de mélamine, par m2 de papier imprégné, de 65 g/m2 à 350 g/m2, dont, de préférence, environ 4 à 30 g/m2 sont constitués de matières volatiles, tel que solvant ou autres. La présence de composés volatils permet à la résine de bien fluer en surface et autorise ultérieurement une bonne adhésion entre la feuille de papier décor imprégnée de résine mélamine et la feuille de carton associée à l'âme de plâtre, lors de l'étape ultérieure les associant. La quantité de matières volatiles est éliminée lors de l'étape ultérieure de stratification, par exemple réalisée sous presse. Sur le panneau de parement à base de plâtre, conforme à l'invention, la résine à base de mélamine (c'est-à-dire de résine obtenu après stratification et donc après élimination des volatils) est, avantageusement, présente à raison de 60 à 330 g/m2. Une telle gamme de valeurs permet avantageusement une bonne adhésion de la feuille de papier décorée sur la feuille de carton, tout en n'entraînant pas un arrachement ou une dégradation de cette feuille de carton. La masse de mélamine représente, de préférence, au moins 60% de la masse totale de résine à base de mélamine, ce pourcentage étant donné en référence à la résine sèche et réticulée présente sur le panneau de parement revendiqué, ce pourcentage étant, de préférence de 90 à 95% dans le cas d'une résine mélamine/formol. Une telle gamme de valeurs permet de conférer à la feuille de papier décorée d'excellentes propriétés de résistance à l'usure ou aux agressions de produits chimiques.
Un panneau I selon l'invention est, par exemple, illustré Figure 1. L'association des deux parties (panneau à base de plâtre 1 et papier décoré 4) est, par exemple, obtenue par stratification réalisée dans une presse à chaud. Le chauffage permet à la résine à base de mélamine d'assurer la liaison entre le panneau à base de plâtre et le papier décoré. Cette liaison est facilitée par le fluage de la résine d'imprégnation, qui est favorisé par la présence de composés volatils dans la résine d'imprégnation à base de mélamine utilisée pour imprégner le papier décor. Les composés volatils représentent de 5 à 8%, de préférence de 6 à 7%, et préférentiellement environ 6,5% de la masse de la résine d'imprégnation utilisée pour imprégner le papier décor. Ces volatils sont éliminés lors de l'étape de stratification et ne sont donc plus présents dans le panneau de parement selon l'invention. Le procédé mis en oeuvre est proche de celui utilisé pour les panneaux à base de bois surfaces mélaminés conformes à la norme EN 14322, mais la température et la pression mise en oeuvre doivent être adaptées au panneau de parement à base de plâtre. De façon avantageuse, on utilisera une température prise au cœur du panneau I, comprise entre 155 et 165°C appliquée pendant une durée comprise entre 15 et 30 s. La pression mise en oeuvre est, avantageusement, de l'ordre de 15 à 25 kg/cm2. Cette étape de stratification entraîne la polycondensation de la résine à base de mélamine.
Pour permettre une industrialisation et une fabrication en continu du panneau de parement à base de plâtre présentant une face décorée, un système automatisé est, de préférence, mis en oeuvre, notamment pour l'acheminement de la plaque à base de plâtre et le positionnement de la feuille de papier mélaminée sur la plaque à base de plâtre.
Le panneau à base de plâtre, à face décorée selon l'invention, pourra être utilisé pour tout type d'agencement et d'aménagement intérieur, tels qu'en cloisons et plafonds dans les bâtiments.
Il combine, notamment, les différentes propriétés suivantes : un tel panneau, de part sa légèreté et sa découpe aisée, notamment au cutter, est très facile à mettre en oeuvre, - il possède d'excellentes propriétés de réaction au feu, il est recyclable, il est possible de décliner une large gamme de décor, avec un grand choix de coloris, d'aspect de surface de type mat, structuré ... Ce nouveau panneau de parement à base de plâtre, à surface mélaminée décorée, offre des caractéristiques intéressantes de résistances de surface mécanique et chimique bien supérieures à un panneau à base de plâtre revêtu de papier décor, papier vinyl, finish foil, peinture, toile de verre, non tissé, ... En effet, le revêtement décoré stratifié permet au panneau obtenu de résister aux agressions chimiques telles que certains acides, bases alcool, notamment listés dans la norme EN438 des stratifiés décoratifs. La surface en papier mélaminé confère également au panneau obtenu des propriétés de résistance mécanique, en particulier à l'abrasion, la rayure, les chocs que conformément à la norme EN438 des stratifiés décoratifs.
Le panneau selon l'invention présente également un très bon comportement de réaction au feu, et notamment correspondant au classement B-Sl-DO selon la norme européenne EN13823 :2002. Par ailleurs, le panneau de parement selon l'invention obtenu ci-après présente un pouvoir calorifique supérieur moyen exprimé en MJ/Kg d'échantillon de 0,9 MJ/Kg (NF EN ISO1716). Le panneau de parement selon l'invention est donc parfaitement adapté aux usages intérieurs dans les immeubles de grande hauteur et bien évidemment pour les établissements recevant du public. Les préparations ci-après illustrent l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif.
PREPARATION A Fabrication de papiers décorés imprégnés de résine mélaminé
Pour la réalisation de l'imprégnation des papiers décoratifs imprimés ou unis, La résine mélaminé préparée comme suit a été utilisée :
Un rapport molaire de formaldéhyde sur mélaminé de 2 est utilisé avec du E-caprolactame en rapport molaire sur mélaminé de 0,075.
Dans un réacteur muni d'un agitateur et équipé d'une double enveloppe pour permettre de chauffer et de refroidir, du formol (de chez CASCONOBEL ou de DERIVADOS de titre massique à 50 % dans l'eau ramené par dilution avec de l'eau à 42 %). De l'eau adoucie est additionnée, à raison de 22,53 % (m/m) par rapport à la masse de formaldéhyde dilué introduit. Simultanément, de l'alcool polyvinylique dilué à 3,2 % +/- 0,1, au préalable dans de l'eau adoucie, est ajouté. La proportion de cet alcool correspond à 0,71 % (m/m) de la masse de mélaminé utilisée. Une solution aqueuse de sulfite de sodium de titre massique à
20 % est additionnée pour ajuster le PH à 25°C à 9,2 +/- 0,1.
Ensuite, les quantités totales de mélaminé et de E-caprolactame (de chez UNIVAR), sous forme solide, sont solubilisées dans le mélange réactionnel. Puis, le mélange réactionnel est chauffé très rapidement à la température de palier de 93°C +/- 1. Le temps de palier est maintenu de façon à obtenir une diluabilité de 1,3 +/- 0,1 par rapport à un volume de résine prélevé dans le réacteur et ramené à 2O0C. Une telle diluabilité est atteinte lorsque l'ajout à 200C de 39ml d'eau à 30ml de résine prélevés du réacteur et refroidis à 200C, entraîne un trouble du prélèvement. La fin de la condensation de la résine étant atteinte, le mélange réactionnel est refroidi à 55°C et les produits suivants sont ajoutés :
- du type di-éthylène glycol de chez SABIK, jouant le rôle solvant et filmogène, à raison de 4,25 % (m/m) par rapport à la masse de résine telle quelle dans le réacteur ,
- du Moldwitz de chez WURTZ ; agent démoulant pour résine mélamine, à raison de 0,13 % (m/m) par rapport à la masse de résine telle quelle dans le réacteur,
- du Disponil de chez CALDIC, agent mouillant pour résine mélamine, à raison de 0,20 % par rapport à la masse de résine telle quelle dans le réacteur.
Un accélérateur est également additionné juste avant l'imprégnation, afin d'éviter une évolution trop rapide de la résine à raison de 1,5 % par rapport à la masse de résine telle quelle dans le réacteur. L'accélérateur utilisé est un mélange d'acide sulfamique de triéthanolamine et d'amino-méthyl-propanol dans un rapport molaire 1/1/1,24 qui présente un PH de 8,2 +/- 0,3 à 200C.
La résine mélamine obtenue présente les caractéristiques suivantes : une viscosité Brookfield à 25°C de 60m PAS/s +/- 3 la quantité de matière sèche présente dans la résine est 52% +/- 2, la mesure est à l'aide d'un appareil permettant simultanément de chauffer et de peser la perte de masse, et ainsi de déterminer la perte de matières volatils pendant le temps de chauffage. Le chauffage est réalisé à 1800C, jusqu'à stabilisation de la perte de masse.
- un PH à 200C de 9,4 +/- 0,2. PREPARATION B Imprégnation d'un papier décor uni ou imprimé en résine mélamine :
L'imprégnation est réalisée à l'aide de l'installation illustrée Figure 2. Une telle installation comprend :
- une cuve 10 pour la résine, - une paire de rouleaux calibreurs 11,
- un séchoir 12
- un système de refroidissement 13, et
- une coupeuse 14. Comme indiqué sur Figure 2, le papier à imprégner est trempé dans un bain de résine (cuve 10) avec une étape de pré-imprégnation. Ensuite la quantité de résine est ajustée grâce aux rouleaux calibreurs 11. Le papier qui a reçu la quantité de résine souhaité est ensuite séché dans un séchoir 12 à air chaud soufflée. Enfin, la feuille de papier imprégné est refroidie à l'aide de rouleaux refroidisseurs 13 et mise au format à l'aide d'une coupeuse 14 de type rotative. Les paramètres suivants sont utilisés pour l'étape d'imprégnation : ^Température des bains de résine mélamine : 350C+/- 2 >Température des zones du séchoir, il y a 5 zones programmées de la façon suivante : zone 1 12O0C, zone 2 14O0C, zone 3 1600C, zone 4 1400C, zone 5 12O0C
>La vitesse de défilement du papier est réglée en fonction de la capacité de séchage du séchoir.
Le réglage de la charge de résine est effectué avec les rouleaux calibreurs qui en fonction de l'écartement entre le rouleau supérieur et inférieur permettent d'augmenter et de diminuer la quantité de résine à mettre dans la feuille de papier.
Le taux de résine est calculé de la façon suivante :
C% est le pourcentage de résine demandé et f est le grammage en gr/m2 de la feuille à imprégner ; nous avons donc : taux de résine en gr/m2= ((1/1-C%)- l)*f
L'imprégnation est réalisée sur un papier décor de 80 g/m2 avant imprégnation que l'on charge à un taux de résine de 55 % par rapport au poids du papier décor sortie de l'imprégnateur et avant stratification. En sortie de l'imprégnateur, la feuille imprégnée présente une masse surfacique de 178 g/m2, avec une masse de résine de 98 g/m2 dont 6,5% (représentant 6,37 g/m2) de cette masse correspond à des composés volatils permettant d'assurer le fluage en surface, nécessaire pour obtenir une bonne adhésion sur le support plaque de plâtre. PREPARATION C
Stratification du papier décor imprégné de résine mélamine obtenu sur la olaαue de plâtre :
Pour la stratification, une presse à plateaux chauffant est utilisée, avec les paramètres suivants :
Température des plateaux chauffants (inférieur et supérieur) égale à 186°C permettant d'obtenir au cœur du panneau, une température comprise entre 155 et 165°.
Pression appliquée sur le produit : 15 Kg/cm2
Durée de stratification : 20 secondes
Le panneau de parement obtenu présente les caractéristiques présentées dans le TABLEAU 1 ci-après :
TABLEAU 1
Légende
Classe résistance à l'abrasion Degré de fissuration Niveau résistance aux tâches Niveau solidité lumière
1-4 : 1-5 : 1-5 : 1-3 :
1 : faible 1 : fissuré 1 : dégradation superficielle < 6 : faible
2 : moyen 2 : petites fissures 2 : changement important de 6 : moyen
3 A et B : élevé 3 : fissures capillaires brillance/couleur > 6 : élevé
4 : très élevé 4 : fissures capillaires isolées 3 : changement modéré
5 : sans fissure 4 : faible changement visible sous certains angles
5 : pas de changement visible * test effectué selon la norme EN 14323 à une température de 4O0C car les préconisations d'utilisation des plaques de plâtre imposent une température ambiante inférieure à 45°C
** cette valeur correspond à la valeur totale de la plaque ce qui est bien inférieur à 21M_J/m2 valeur limite haute pour un usage dans les immeubles de grande hauteur
NF P72-302 : plaques de parement en plâtre - définition, exigences et essais NF EN 14323 : panneaux à base de bois - panneaux surfaces mélaminés pour usages intérieurs - partie 2 : méthodes d'essai
NF EN 13823 : essais de réaction au feu des produits de construction - produits de construction exposés à une sollicitation thermique provoquée par un objet isolé en feu EN ISO 1716 : essais de réaction au feu des produits de construction - détermination de la chaleur de combustion.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Panneau de parement à base de plâtre, notamment destiné à être utilisé pour la réalisation de murs, cloisons ou plafonds, comportant une âme de plâtre dont chacune des grandes faces est associée à une feuille de carton caractérisé en ce que l'une des feuilles de carton est associée à une feuille de papier jouant le rôle de décor pour la plaque de plâtre, ladite feuille de papier étant imprégnée d'une résine à base de mélamine qui assure la liaison entre la feuille de carton et la feuille de papier, la masse de résine à base de mélamine par m2 étant comprise dans la gamme allant de 60 à 330 g/m2. 2 - Panneau de parement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la résine à base de mélamine est un mélange mélamine/formol, mélamine/urée/formol.
3 - Panneau de parement selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la masse de mélamine représente, de préférence, au moins 60% de la masse totale de résine à base de mélamine, ce pourcentage étant, de préférence de 90 à 95% dans le cas d'une résine mélamine/formol.
4 - Panneau de parement selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il est obtenu par stratification d'une âme de plâtre dont chacune des grandes faces est associée à une feuille de carton et d'une feuille de papier, jouant le rôle de décor pour la plaque de plâtre, imprégnée d'une résine à base de mélamine, à une température de 155 à 1650C, pendant une durée de 15 à 30 s.
5 - Panneau de parement selon la revendication 4 caractérisé en ce que Ia stratification est réalisée à une pression de l'ordre de 15 à 25 Kg/cm2.
6 - Procédé de fabrication d'un panneau de parement à base de plâtre, notamment destiné à être utilisé pour la réalisation de murs, cloisons ou plafonds, comportant une âme de plâtre dont chacune des grandes faces est associée à une feuille de carton, l'une des feuilles de carton étant associée à une feuille de papier à fonction de décor pour la plaque de plâtre, ladite feuille de papier étant imprégnée d'une résine à base de mélamine dont la masse est comprise entre 60 et 330 g/m2 pour assurer la liaison entre la feuille de carton et la feuille de papier, la liaison entre la feuille de carton et la feuille de papier à fonction de décor étant réalisée par une étape de stratification à chaud. 7 - Procédé de fabrication selon la revendication 6 caractérisé en ce que la stratification est réalisée à une température de 155 à 165°C, pendant une durée de 15 à 30 s.
8 - Procédé de fabrication selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce que la stratification est réalisée à une pression de l'ordre de 15 à 25 Kg/cm2.
9 - Procédé de fabrication selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que la stratification est précédée d'une étape d'imprégnation du papier à fonction de décor, dans un bain de résine d'imprégnation à base de mélamine, comprenant de préférence, un mélange mélamine/formol ou mélamine/urée/formol.
10 - Procédé de fabrication selon l'une des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que la masse de résine d'imprégnation représente de 50 à 70 % de la masse de la feuille de papier imprégnée, à fonction de décor, obtenue avant stratification. 11 - Procédé de fabrication selon l'une des revendications 6 à 10 caractérisé en ce que l'étape d'imprégnation est réalisée de façon à obtenir, après imprégnation, une masse de résine d'imprégnation à base de mélamine par m2 de feuille de papier à fonction de décor, comprise dans la gamme allant de 65 g/m2 à 350 g/m2, dont, de préférence, 4 à 30 g/m2 sont constitués de matières volatiles.
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