FR2801532A1 - Feuille decorative en matiere plastique et procede de fabrication de celle-ci - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une feuille décorative, comprenant : - au moins une couche décorative (2) à base de polyamide et,- une couche de liaison (3) à base d'un polymère ayant des propriétés de liaison avec le polyamide et un matériau support déterminé.L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle feuille décorative.
Description
La présente invention concerne une feuille décorative utilisable par exemple pour la fabrication pièces en matière plastique ayant une décoration externe De telles pièces sont par exemple fabriquées pour domaine automobile afin de constituer des pare-chocs, des enjoliveurs de roues, des ceintures de caisse, des enjoliveurs de calandres, des coques de rétroviseurs, des éléments de planches de bord telles que des façades, visières, des ailettes d'aérateurs...
L'aspect final des pièces réalisées en matiere plastique est généralement obtenu par un procédé de peinture. Cependant, cette technique nécessite un nettoyage des pièces et la pose d'un apprêt sur celles-ci préalablement à l'opération de peinture proprement dite puis, après cette opération, un traitement ultérieur des pièces pour améliorer la résistance de la couche de peinture, comme la pose d'un vernis. Cependant, malgré ceci, la couche de peinture est relativement fragile et risque de s'écailler lors de chocs même peu importants.
ailleurs, du fait de la multiplicité des opérations nécessaires pour mener à bien le procédé de décoration peinture, le taux de rebut global est relativement élevé. Ce procedé nécessite de plus des moyens matériels de mise en oeuvre coûteux tels qu'une cabine de peinture et une main oeuvre qualifiée. En outre, des difficultes d'adhésion de la peinture sur certaines matières plastiques telles le polypropylène sont fréquemment rencontrées. Ceci augmente le coût de revient de ces pièces. En outre la peinture partielle de pièce nécessite une opération marouflage coûteuse et délicate.
est également connu des procédés de colorat' de la matière plastique dans la masse. L'aspect obtenu alors valorisant et résiste mal aux agressions extérieures à moins d'utiliser des matières coûteuses. plus, coloration de telles pièces demande une importante quantité de pigments, ce qui augmente encore le cout de la pièce. En outre, il n'est pas possible d'obtenir par ection des pièces colorées ou métallisées au moyen de paillettes, car la matière remplit le moule selon des directions de flux différentes qui font ressortir les lignes de soudure. Une autre technique consiste à décorer pièces sérigraphie ou héliographie, mais ces techniques sont limitées aux pièces de petites dimensions et de faible complexité et les décors obtenus sont très fragiles.
I1 est par ailleurs connu des procédés de recouvrement de pièces au moyen de plaques décoratives comportant une feuille métallique laminée entre un film de protection en un polyester transparent et un film en un matériau thermoplastique présentant des propriétés d'adhésion avec un matériau thermoplastique déterminé d' ection. Ces procédés consistent à disposer la plaque mise en forme dans un moule, le film ayant des propriétés de liaison s'étendant d'un côté intérieur au moule par rapport au film en polyester transparent et d'injecter dans le moule le matériau thermoplastique déterminé qui forme le corps de la pièce.
D'une manière générale, les procédés précités ne permettent pas l'obtention à un coût relativement faible de pièces ayant une décoration qui soit résistante tout en présentant un aspect valorisant.
Selon l'invention, on prévoit une feuille décorative, comprenant - au moins une couche décorative à base de polyamide, et, - une couche de liaison à base d'un polymère ayant propriétés de liaison avec le polyamide et un matériau support déterminé.
Cette feuille décorative, une fois disposée sur une pièce, possède une surface externe relativement résistante aux agressions extérieures et notamment aux rayures. L'effet decoratif est procuré par la couche en polyamide qui peut comprendre des pigments ou des paillettes pour conférer a la pièce une teinte ou un aspect métallisé et qui apporte un effet de profondeur et de brillance à l'aspect de la feuille décorative. La couche liaison peut également être colorée pour procurer une teinte de fond à la feuille décorative renforçant l'opacite du film. En outre, il est aisément possible d'obtenir des effets en traitant de façon correspondante la couche polyamide (sérigraphie, héliographie...), de préférence sur sa face en contact avec la couche de liaison.
présente invention a également pour objet un procédé dë':fabrication d'une feuille décorative du type précité, procédé comprenant l'étape de coextruder au moins la couche décorative et la couche de liaison.
procédé permet une fabrication simple et rapide de la feuille décorative: De plus, ce procedé est particulierement avantageux lorsque la feuille décorative doit procurer un aspect métallisé à la pièce qu'elle recouvre. Lors de la coextrusion, les flux de polyamide de la couche décorative ont des directions parallèles sorte que les paillettes contenues dans celle-ci pour procurer l'aspect métallisé sont orientées et réparties dans la couche décorative de manière relativement homogène.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de mise en oeuvre particuliers non limitatifs de l'invention.
I1 sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'une feuille décorative selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 2 à 6 sont des vues analogues à la figure 1 montrant des variantes réalisation de la feuille décorative, - la figure 7 est une vue schematique illustrant la fabrication d'une feuille décorative conforme à l'invention, La feuille décorative conforme à l'invention est destinée à être utilisée dans un procédé de fabrication de pièces en matières plastiques dans lequel la feuille décorative est amenée à épouser les formes extérieures de la pièce pour en constituer la surface extérieure.
La feuille décorative est particulièrement bien adaptée aux procédés de fabrication injection durant lesquels la feuille est mise en forme par exemple par thermoformage préalable et est mise dans le moule d'injection (la surface de la feuille destinée à constituer la surface extérieure de la pièce étant disposée contre la paroi du moule) préalablement à l' ection du matériau constituant le corps de la pièce. I1 également possible que la mise en forme soit réalisée directement dans le moule d'injection sous la pression matériau injecté.
De manière commune aux cinq modes de réalisation, la feuille décorative généralement désignée en 1 comprend une couche décorative 2 et une couche de liaison 3.
En référence à la figure 1, couche décorative 2 est en polyamide. Le polyamide utilisé est ici un polyamide-12 cristallin, par exemple un de ceux produits par la société EMS-CHEMIE sous les références GRILAMID L25 W40 6048, GRILAMID L25 W20, GRILAMID 6086, G.RILAMID XE 3633 ou encore celui produit par société HULS sous la référence VESTAMID X7376. On notera dans la présente description de l'invention 1 expression "polyamide cristallin" recouvre également polyamides semi- cristallins comme les polyamides 12 produits par la société NULS et la société EMS. I1 également possible d'utiliser un polyamide amorphe qu'un de ceux produits par la société EMS-CHEMIE sous les références GRILAMID TR90 ou TR90 UV, ou un de ceux produits la société HULS tels que celui référencé TROGAMID CX7323. On notera que dans la présenté description de l'invention 'expression "polyamide amorphe" recouvre également les polyamides microcristallins comme les polyamides 6-3 produits la société NULS et la société -EMS .
L'utilisation d'un polyamide cristallin est intéressante notamment du fait de son faible coût et qu'il est aisé d'y incorporer des paillettes métalliques lorsqu'un effet métallisé est souhaité. L'utilisation d'un polyamide amorphe est particulièrement intéressante si la feuille décorative est destinée à être thermoformée, la mise en oeuvre du thermoformage d' tel polyamide étant aisée. Le polyamide utilisé est transparent et incorpore un agent de pigmentation donnant la teinte de la feuille décorative (par transparent on entend également semi-transparent ou translucide). transparence et la brillance du polyamide permettent d'obtenir un effet de profondeur semblable à celui apporte par un vernis disposé sur une peinture.
La couche de liaison 3 ici réalisée à partir d'un polymère coloré ayant des propriétés de liaison ou d'adhésion avec le polyamide de couche décorative 2 et avec un matériau support déterminé. Le matériau support en question sera ici celui qui formera le corps de la pièce finie que celle-ci soit obtenue injection ou par thermoformage. Si le corps de pièce finie est en polyoléfine (incorporant éventuellement des renforts comme des fibres de verre), telle qu'un polypropylène du type de ceux produits par la société APPRYL sous les références 3131 MU 7 ou 3131 MN 7, ou par la société MONTELL sous la référence HIGLASS PF 062/3, le polymere coloré utilisé sera par exemple une polyoléfine greffée avec un groupement compatibilisant avec le polyamide de la couche décorative 2 comme un anhydride maléique ou tel qu'un de ceux référencé GRILON XE 3153 de la société EMS CHEMIE, BYNEL 5 E 571 de la société DUPONT, ou encore un de ceux produits par la société MITSUI CHEMICAL sous les références ARMER QB510E, QF300E, QF555E, QF550E. La couche de liaison 3 peut simplement être formée d'un mélange de polyamide /polyoléfine. La teinte de la couche de liaison 3 contribue à l'effet décoratif procuré par feuille décorative 1 puisqu'elle est visible par transparence au travers la couche décorative 2. La couche de iaison 3 peut être transparente de sorte que la teinte de fond du produit decoré sera celle du corps de la pièce finie, ou opaque de sorte que la teinte de fond de la pièce est celle de la couche de liaison.
La feuille décorative 1 est obtenue en coextrudant et en calandrant l'une sur l'autre la couche décorative 2 et la couche de liaison 3.
éléments identiques ou analogues porteront des références numériques identiques dans la description qui suit variantes de réalisation. Sauf indication contraire les matériaux employés pour les différentes couches la feuille décorative sont les mêmes que ceux mentionnés ci-dessus.
En référence à la figure 2, la feuille décorative 1 comprend une couche décorative 2 et une couche de liaison 3 de structure analogue à celle décrite précédemment.
La feuille décorative 1 comprend en outre une feuille support 4 qui est ici réalisée en polyoléfine. La polyoléfine employée incorpore ici des pigments de manière à être opaque. La couche de liaison 3 est ici colorée dans la même teinte que la feuille support 4.
On notera à cet égard qu'il peut être avantageux de prévoir feuille décorative avec une couche à base de polyamide une couche de liaison et un support en polypropylène qui assure à la feuille la résistance mécanique qui est nécessaire à sa manipulation, lieu de prévoir une épaisseur de polyamide suffisante pour satisfaire cette condition. Ainsi, on dispose d' produit meilleur marché car, à épaisseur constante, le polypropylène forme la couche d'épaisseur principale, l'épaisseur du polyamide étant fortement réduite, d'où une économie de matière chère. En outre la présence du polypropylène améliore la thermoformabilité de la feuille décorative à mettre en place dans un moule d'injection du matériau de la pièce.
La feuille décorative ainsi réalisée est destinée à être thermoformée puis à être disposée dans un moule de telle manière que la couche décorative soit appliquée contre les parois du moule, puis est injecté un matériau identique au matériau de la feuille support ou compatible avec celui-ci pour former le corps de la pièce. En variante, le thermoformage de la feuille support peut être réalisé simultanément à l'injection de la matière dans le moule sous l'effet de la pression d'injection.
Selon une autre variante, on peut prévoir que la feuille support ait une épaisseur suffisante pour constituer le corps de la pièce. Ainsi, après le thermoformage, la pièce est terminée. Eventuellement, on pourra prévoir que des éléments de fixation soient associés à la feuille support pour permettre la fixation de la pièce ainsi réalisée à une autre pièce. Les éléments de fixation peuvent être associés à la feuille support par exemple par collage, par thermocollage, par soudure ou par tout autre moyen approprié et comprennent par exemple des éléments d'encliquetage.
En référence à la figure 3, la couche décorative 2 comprend une sous-couche 2a, en polyamide amorphe transparent et une sous-couche en polyamide cristallin 2b incorporant des paillettes d'aluminium. La sous-couche en polyamide cristallin 2b est adjacente la couche de liaison 3. La sous-couche en polyamide amorphe transparent 2a confère un effet de profondeur à la feuille décorative et facilite le thermoformage de celle-ci. L'utilisation de la sous-couche en polyamide cristallin 2b permet de s'affranchir des problèmes d'incorporation des paillettes d'aluminium parfois rencontrés avec les polyamides amorphes et permet, compte tenu de son faible coût, d'obtenir une feuille décorative relativement peu onéreuse.
I1 est également possible en variante de disposer la sous couche en polyamide amorphe 2a entre la sous-couche en polyamide cristallin 2b et la couche de liaison 3 (la sous-couche en polyamide cristallin étant alors transparente) ou de prévoir plus de deux sous-couches.
Les' couches et sous-couches de cette feuille décorative peuvent toutes incorporer des pigments ou seulement certaines d'entre elles.
En référence à<B>là</B> figure 4, la couche décorative 2 comprend une sous-couche en polyamide amorphe transparent 2a et sous-couche en polyamide amorphe coloré 2ç disposé de manière adjacente à la couche de liaison 3.
En référence à la figure 5, la feuille décorative 1 comprend une couche de protection 5 réalisée en polyuréthanne thermoplastique transparent tel que ceux produits par la société MORTON sous les références MORTHANE PS 455-200 et IROGRAN D 74 P 4742 ou par la société ELASTOGRAN sous la référence ELASTOLLAN 11 54D 10.
Les polyuréthannes thermoplastiques sont des copolymères de polyol, de diisocyanate et de polyol court. Ces polyols sont à base de polyesters ou de polyéthers. Les polyols à base de polyester sont de préférence utilisés notamment lorsque la feuille décorative 1 doit être résistante à la traction, être stable dimensionnellement à la chaleur et avoir une tenue aux huiles minérales et aux fluides hydrauliques. Les polyols à base de polyéthers sont préférence utilisés notamment lorsqu'il est nécessaire que la feuille décorative 1 ait une tenue l'hydrolyse, soit flexible à froid et soit résistante aux micro organismes.
Pour les applications réclamant une très bonne résistance aux rayonnements ultraviolets (par exemple lorsque la feuille décorative est destinée à être disposée l'extérieur de véhicules automobiles), les polyuréthannes thermoplastiques aliphatiques seront préférés aux polyuréthannes thermoplastiques aromatiques.
Dans tous les cas, il est possible d'obtenir une transparence de la couche de protection 5 correspondant à un taux de transmission supérieur à 90 %. La couche de protection 5 permettra alors l'obtention d'un effet de profondeur et une brillance importante. La couche de protection 5 réalisée en polyuréthanne thermoplastique peut être aisément mise en oeuvre en thermoformage. La couche de protection 5 peut incorporer des paillettes métalliques (l'incorporation de ces paillettes étant plus facile à réaliser dans du polyuréthanne thermoplastique que dans du polyamide amorphe). La couche de protection 5 peut également être colorée au moyen d'un agent de pigmentation.
On remarquera enfin la structure de la feuille thermoplastique représentée à la figure 6 qui est une feuille selon la figure 3 rapportée sur une base en feuille 4 de polypropylène coloré comme à la figure 2. La couche 2a dans ce cas peut être un polyamide microcristallin, un polyamide semi-cristallin ou un polyuréthanne thermoplastique non colorés. Les épaisseurs sont . couche 2a : 100 gm, couche 2b : 100 gmm, couche 3 : 50 gm et couche 4 . 400 gm.
De préférence, pour toutes les réalisations décrites ci-dessus, les épaisseurs de chaque couche de la feuille décorative sont comprises entre 50 à 400 j.m, la feuille décorative ayant une épaisseur comprise de préférence entre 500 et 700 gm.
Avec cette constitution, on obtient une épaisseur suffisante matériau coloré et une concentration pigmentaire adaptée pour garantir l'obtention d'une teinte constante éventuellement une opacité de la feuille décorative (selon le but recherché) de sorte que la couleur du matériau constituant le corps de la pièce ne perturbera pas l'aspect extérieur de celle-ci. Le corps de la pièce pourra donc être réalisé en matériaux recyclés, le fait que ceux-ci n'aient pas des teintes uniformes n'étant pas gênant compte tenu que la feuille décorative masque le corps de la pièce.
En outre, la feuille support peut également être un polypropylène homopolymère qualité choc tel qu'un polypropylène combiné à un élastomère thermoplastique de type EPDM ou un copolymère éthylène -propylène (par exemple celui référencé BA202 de la société BOREALIS) ou encore celui référencé EP-531 HP de la société MONTELL.
On notera que la couche décorative 2 polyamide peut être pourvue sur sa face au contact avec la matière de liaison d'un motif décoratif réalisé par tout moyen d'impression. Le polyamide étant réalisé de manière transparente laisse voir ce motif qui se trouve protégé des agressions extérieures.
La feuille décorative 1 est réalisée coextrudant la couche décorative 2 (ou les sous-couches constituant celle-ci) et la couche de liaison 3, puis calandrant celle-ci.
Dans la variante de la figure 2, et référence également à la figure 7, le film formé par la couche décorative 2 et la couche de liaison 3 est agencé en une bobine 6.
La bobine 6 est ensuite dévidée dans une machine de plaxage dans laquelle ce film est introduit dans une série de cylindres de calandrage 7. La feuille support 4 issue de la filière plate 8 alimentée une ou plusieurs extrudeuses, est appliquée sur le film formé par la couche décorative 2 et la couche de liaison entre deux cylindres de calandrage 7. Ainsi, le polymère de la feuille support 4 se soude sur le film formé par couche décorative 2 et la couche de liaison 3 du côté de la couche de liaison 3 grâce d'une part à la chaleur transmise par la couche coextrudée et autre part par la pression exercée par les cylindres de calandrage 7..
La feuille décorative 1 ainsi realisée est refroidie au contact des cylindres de calandrage disposés en aval de l'extrudeuse.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, la feuille décorative n'est pas limitée aux applications décrites et peut etre utilisée pour réaliser des pièces par thermoformage. Dans ce cas, la feuille décorative de l'invention est solidarisée par sa couche de liaison à un support en polypropylène d'épaisseur adaptée à 1 epaisseur du produit que l'on souhaite obtenir par thermoformage.
Dans certaines réalisations, la feuille décorative 1 peut comprendre un décor intercalé entre couche de protection et la couche décorative 2 ou entre la couche décorative 2 et la couche de liaison 3. Le decor est de préférence décor semi-transparent ou ajoure de manière qu'il laisse transparaître ou localement apparaître la couche décorative 2 et/ou la couche de liaison 3 si celle- ci est colorée afin de procurer un effet de profondeur ou tridimensionnel. Le décor peut être agencé pour procurer un aspect composite de carbone, un aspect d'aluminium brossé, de ronce de noyer, de bois... Le décor peut etre réalisé par sérigraphie ou héliographie.
Claims (14)
1. Feuille décorative 1), caractérisée en ce qu'elle comprend - au moins une couche decorative (2) à base de polyamide et, - une couche de liaison ) à base d'un polymère présentant des propriétés de liaison avec le polyamide et un matériau support déterminé.
2. Feuille décorative selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche liaison (3) est à base d'une polyoléfine greffée avec un groupement compatibilisant.
3. Feuille décorative selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la couche décorative (1) est en polyamide amorphe.
4. Feuille décorative selon la revendication 3, caractérisée en ce que la couche décorative (2) comprend une sous-couche (2.a) en polyamide amorphe transparent et une sous-couche (2.c) en polyamide amorphe coloré, la sous- couche en polyamide amorphe colore étant adjacente à la couche de liaison (3).
5. Feuille décorative selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la couche décorative (2) comprend une sous-couche (2.a) en polyamide amorphe et une sous-couche (2.b) en polyamide cristallin.
6. Feuille décorative selon la revendication 5, caractérisée en ce que la sous-couche en polyamide cristallin (2.b) contient des paillettes métalliques.
7. Feuille décorative selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couche décorative (2) contient un agent pigmentation.
8. Feuille décorative selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisee en ce que la couche de liaison (3) comprend un agent de pigmentation.
9. Feuille décorative selon l'une quelconque revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une feuille support (4) réalisée dans le matériau détermine et fixé à la couche de liaison (3).
10. Feuille décorative selon l'une quelconque revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de protection (5) en polyuréthanne thermoplastique transparent recouvrant la couche décorative (2).
11. Feuille décorative selon la revendication 10 caracterisée en ce que la couche de protection (5) contient des paillettes métalliques.
12. Procédé de fabrication d'une feuille décorative selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de coextruder calandrer au moins la couche décorative (2) et la couche de liaison (3).
13. Procédé de fabrication d'une feuille décorative selon revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de - coextruder et calandrer la couche décorative (2) et la couche de liaison (3) pour former un film, - extruder la feuille support (4) et calandrer celle-ci sur le film.
14. Procédé de fabrication d'une feuille décorative selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'elle est obtenue par coextrusion de toutes ses couches constitutives.
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| US5217243A (en) * | 1990-05-15 | 1993-06-08 | Salomon S.A. | Ski and process for its manufacture |
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| FR2740384A1 (fr) * | 1995-10-27 | 1997-04-30 | Indec | Stratifies de decoration de substrats et procede de decoration en faisant application |
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2000
- 2000-07-25 FR FR0009713A patent/FR2801532B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-29 WO PCT/FR2000/003328 patent/WO2001039972A1/fr active Application Filing
- 2000-11-29 AU AU21799/01A patent/AU2179901A/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
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