WO2017194758A1 - Procédé de fabrication de panneaux décoratifs en polymère transparent - Google Patents

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WO2017194758A1
WO2017194758A1 PCT/EP2017/061509 EP2017061509W WO2017194758A1 WO 2017194758 A1 WO2017194758 A1 WO 2017194758A1 EP 2017061509 W EP2017061509 W EP 2017061509W WO 2017194758 A1 WO2017194758 A1 WO 2017194758A1
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mold
viscosity
polymer
polymerization
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PCT/EP2017/061509
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Gilbert MEYER
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Civa
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    • B44C5/04—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers
    • B44C5/0453—Ornamental plaques, e.g. decorative panels, decorative veneers produced by processes involving moulding
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    • B29C2037/0035—In-mould coating, e.g. by introducing the coating material into the mould after forming the article the coating being applied as liquid, gel, paste or the like

Definitions

  • the present invention relates to the general field of plastic polymers and more particularly that of decorative panels made of transparent polymer, in particular PMMA. These panels are useful in the field of decoration. By way of example, they can be used as decorative objects, in particular for luminaires, as design furniture walls, or as façade, body or partition walls.
  • the present invention more particularly relates to a manufacturing method for including, as a decoration, various elements or products such as plants, textiles, plastics, minerals and metals inside the transparent polymer panels.
  • a problem in the field of manufacture of transparent polymer panels for decoration is to be able to integrate decorations inside while preserving the characteristic properties of the panels in particular in terms of integrity, solidity, aesthetic appearance, finish exterior, and maintaining the homogeneity and transparency of the material. Indeed, it is advantageous that the manufacturing process allows to integrate into the panel a decoration of various elements or products such as plants, minerals, textiles, plastics, metals, examples cited in a non-limiting manner.
  • the purpose of the present invention is to overcome certain disadvantages of the prior art by proposing a method of manufacturing polymer panels allowing the inclusion of decorations in these panels while preserving their qualities.
  • This object is achieved by a technique detailed below, which is based on flows of different syrups obtained from the same monomer but having different viscosities from one syrup to another and on the control of the polymerization at the same time. course of various stages.
  • a method of manufacturing transparent polymer decoration panels by successive deposits of at least two polymer layers, the method being characterized in that it comprises the following steps: a) Deposit of a first layer of a first monomer syrup on a mold, b) Prepolymerization of the first layer, called the receiver c) Placement of the decoration on the receiving layer d) Deposition of a second layer of a second syrup of the same monomer but of viscosity lower than said first syrup e) Prepolymerization of the second layer, said fixer f) Filling the mold with a third syrup of the same monomer but of lower viscosity than said first and second syrups g) Closure of the mold h) Storage of the mold i) Polymerization and optionally post-polymerization of the polymer
  • the method comprises a step of assembling and tilting said mold, implemented prior to the step of filling the mold, to facilitate filling by gravity.
  • said polymer is polymethyl methacrylate (PMMA) and said monomer is methyl methacrylate (MMA).
  • the MMA syrups have an MMA purity greater than 90%, preferably greater than 95% and ideally of the order of 99%.
  • said second syrup has a viscosity that is two times lower than said first syrup and said third syrup has a viscosity of the order of forty times lower than said first syrup.
  • the preparation of said syrups of different viscosities is achieved through the evaluation of the viscosity by a viscometer by determining the duration of emptying syrups through a standardized section of capacity of 100 mL to plus or minus 5% to through a drain hole of 3 mm to plus or minus 5%.
  • said first syrup has a viscosity between 4000 and 4300 seconds, within plus or minus 10%
  • said second syrup has a viscosity between 1900 to 2400 seconds to plus or minus 10%
  • said third syrup has a viscosity from 70 to 90 seconds, within plus or minus 10%.
  • steps a) and b) can be repeated before placement of the decoration.
  • steps a) to e) can be repeated to place the scene in successive receiver layers.
  • the inclination of the mold relative to the ground is between 20 ° and 40 °, preferably between 25 and 35 °, preferably 30 °.
  • the prepolymerization steps are carried out at a selected temperature between 25 ° C and 35 ° C, preferably at 30 ° C for a time advantageously between 4 hours and 8 hours, preferably 6 hours.
  • the thickness of the receiving layer resulting from the first MMA syrup is advantageously between 3 and 10 mm, preferably 5 mm, and in that the thickness of the fixing layer is advantageously between 1 and 5 mm, preferably between 1 to 2 mm.
  • the mold storage step for density homogenization takes place between 3 hours and 10 hours, preferably for 5 hours.
  • the polymerization step at a selected temperature between 35 ° C and 60 ° C, preferably 50 ° C.
  • the polymerization step is carried out between 4 hours and 36 hours.
  • the method comprises a preliminary step of preparing the MMA syrups comprising the addition of PMMA powder.
  • the mold comprises plates between which the syrup layers are cast.
  • the mold plates comprise at least one lower plate and one upper plate interconnected by sealed means located at the periphery of the mold having a filling opening.
  • the plates of the mold are flat, smooth or have a relief or curvature to form panels having the same relief or curvature.
  • the mold plates are made of glass.
  • the prepolymerization is carried out in a hot atmosphere, for example in an oven.
  • the polymerization is carried out in a bath or a pool containing a liquid allowing a homogeneous control of the temperature of the mold.
  • Various embodiments of the invention are directed to the manufacture of decorative panels obtained by the proposed method.
  • another object of the present application is to provide a system for such manufacture.
  • Various embodiments of the invention achieve this goal by proposing a system for manufacturing decorative panels comprising at least one mold comprising a lower plate and an upper plate connected by sealed means on their edges and at least one heated enclosure to accommodate at least one mold containing at least one layer of a monomer syrup and characterized in that it comprises means for inclining the mold for depositing a second polymer syrup after placement of decoration on a layer of a first prepolymerized syrup in the mold.
  • the system comprises a viscometer for the preparation of polymer syrups having different viscosities, by virtue of the determination of the emptying time of the syrup through the viscometer formed by a standardized cup of capacity from 100 mL to plus or minus 5% through a 3 mm drain hole to plus or minus 5%.
  • FIG. 1 represents a transverse section of the mold before the polymerization step during the implementation of the process
  • FIG. 2 represents a diagram and the specifications of the viscometer used to determine the viscosity of the PMMA syrups.
  • the present application relates to a method of manufacturing transparent polymer panels, generally used as decorative panels, in particular because they include decorations in their thickness.
  • the present application also relates of course to the panels obtained by such a method, as well as the system allowing its implementation.
  • polymer is used in the present description in its meaning meaning “polymerized monomer” which may include homopolymers or copolymers or mixtures thereof and should not be interpreted in a limiting manner.
  • transparent polymer is preferably used in the present application because the inclusion of decor in panels is especially of interest when they are transparent.
  • the polymer may be chosen from the family of alkyl polymethacrylates, preferably methyl polymethacrylate (PMMA).
  • the present application details various stages and particular technical characteristics which are typically efficient and reproducible for the implementation of the process with PMMA.
  • the invention therefore relates preferentially to the process carried out with this type of monomer and polymer, but the person skilled in the art may possibly, by means of routine experimental measurements, result in an inclusion of decorations in other types of materials, although it is unlikely that these panels will all have the same qualities as those obtained with PMMA, if only with regard to the transparency property.
  • the method according to various embodiments relies on the use of a PMMA of high purity (and in fact of a purity higher than that used on average in the field), which requires particular parameters for its polymerization and which guarantees an exceptional final quality of the products obtained by the process.
  • high purity MMA syrups are used, especially greater than 90% purity, preferably greater than 95% purity, ideally of the order of 99%. These syrups make it possible to obtain panels having optimum transparency and light transmission properties of the material, which gives a very attractive appearance to the decorative panels.
  • the following description therefore details the parameters that should be used with such PMMA syrup, because the method thus implemented on such a syrup makes it possible to achieve most of the aims of the invention.
  • the term "transparent” is used in the present application to designate one of the qualities of the panels, especially those obtained from PMMA of high purity, but the skilled person knows that we can add pigments to color the colors. panels or perform various chemical or physical treatments to change the final appearance of the panels, until they are only translucent without being transparent. Such translucent but non-transparent panels therefore remain within the scope of the present invention.
  • the term “monomer” is used in the present description in its meaning meaning “the structural elemental unit of the corresponding polymer or copolymer” and should not be interpreted in a limiting manner.
  • the term “decor” is used in this description to refer to objects, products or elements that can be included as decorations within the panels and should not be interpreted in a limiting manner.
  • the method of the invention uses a casting method, in particular to obtain high transparency objects panels.
  • the traditional method of preparing the polymer panels by casting is obtained by filling a mold with a monomer syrup of the selected polymer, then a polymerization process, optionally followed by post-polymerization.
  • the polymerization as well as the pre and postpolymerization steps can be controlled and provide superior material quality compared to other methods such as polymer extrusion processes. These steps are conventional and well known to those skilled in the art, so it is not necessary to detail them in this application.
  • the process preferably uses successively at least three syrups of different viscosities of the same monomer of the polymer to be synthesized.
  • a first syrup has a viscosity rendering it capable of forming, when it has been subjected to prepolymerization, a layer of material serving as support for the decorations or inclusions that may be deposited on it.
  • This layer called here receiving layer (without this term is unduly limiting) is generally performed by pouring the first syrup on a surface of a mold adapted to receive successive layers of syrups.
  • the second syrup has a viscosity lower than the first syrup and which makes it suitable for being poured on the decorations resting on the receiving layer and to form, after prepolymerization, a layer, said fixer (without this term being unduly restrictive) of material thus allowing to decorate these decorations.
  • the third syrup has a viscosity lower than the first and second syrups to facilitate the filling of the mold and give the panel its final properties and physical and chemical characteristics (ie, its quality).
  • quality or "satisfactory quality” are used in this application although they may have a character relative, but it will be specified that they are in fact clear to the skilled person who knows the constraints of manufacture and always tries to preserve or improve the qualities of the panels produced, in terms of homogeneity, strength, transparency, d surface or finish condition.
  • Pre-polymerization is understood to mean a polymerization reaction which occurs only partially, thanks to the control of the parameters and / or the reaction conditions in which it is implemented.
  • the control of the viscosity of a monomer syrup is known to those skilled in the art.
  • the preparation generally consists in heating the monomer, for example in a crucible, to a temperature close to the polymerization temperature, so that the polymerization reaction starts slowly and then cooling the mixture when the desired viscosity is obtained, which has the effect of stopping the polymerization and to obtain a monomer syrup (which is in fact a monomer / polymer mixture) whose viscosity remains relatively stable, at least for a time and if the temperature is controlled.
  • a monomer syrup which is in fact a monomer / polymer mixture
  • it is conventional in the art to blend the monomer with various additives such as a polymerization accelerator, a molding agent or a UV agent.
  • the mixture generally undergoes a degassing operation before heating the syrup to achieve the desired viscosity.
  • the conditions of temperature and duration of preparation are generally adapted according to the nature of the polymer.
  • the process is preferably carried out with PMMA of high purity and thus the use of these additives in these preferred embodiments is minimized.
  • the preparation of the MMA syrups in addition to the conventional method described above, it is possible to increase the viscosity of the syrups while avoiding the addition of various additives.
  • the fine pearl namely pure PMMA powder (generally in microbeads)
  • PMMA has the property of being able to dissolve easily in organic solvents and in particular in a solution of its monomer MMA. It is thus possible to obtain a range of high viscosities by varying the amount of PMMA powder introduced.
  • the method of the present invention preferably comprises at least the following steps:
  • the mold is opened and the polymerized panel that it contains is demolded and then stored.
  • the mold can then be washed and reused to make a new panel.
  • a preliminary step of assembly and tilting of the mold is generally carried out to facilitate the filling by gravity, with a view to closing the mold, since it would be difficult to close the mold, guaranteeing good filling without having to overflow monomer.
  • the casting can be carried out so as to avoid the introduction of air bubbles and ensuring that the two faces of the panel perfectly fit the two lower and upper walls of the mold.
  • the present invention also relates to a transparent polymer decoration panel manufacturing system for the implementation of the method described in the present application.
  • This system therefore comprises a mold used for the implementation of the method, which preferably comprises two walls, formed for example by two plates (a lower (1) and an upper (3)) interconnected at their edges by a rim forming a seal, for example by means of a seal (3).
  • a filling opening is preferably provided for the filling step explained above.
  • a system for tilting the mold will be provided to allow gravity casting of the filling syrup.
  • the system also comprises at least one heated chamber, (preferably thermostatically), for receiving the molds containing the various layers to be prepolymerized.
  • a heated enclosure may for example simply be a heated room or an oven, as needed, preferably with an atmosphere whose hydrometry is also regulated.
  • the system naturally includes chambers for polymerization and possibly post-polymerization, preferably in the form of baths or thermostatically controlled pools, filled with liquid, generally water, in which are dipped the molds containing the syrups.
  • the use of baths or swimming pools makes it possible to improve the control of the polymerization reaction and to avoid the phenomena of runaway.
  • the system may also comprise means for inclining the mold for depositing an additional secondary syrup of polymer after placement of the decoration on a layer of a first polymerized syrup in the mold. Said tilting means thus makes it easier to fill the mold by gravity of the syrups.
  • the system may of course also include all the means, devices and systems described in the present application with reference to the method, in particular for the use of the various syrups, such as for example a viscometer and / or a crucible for preparing syrups, etc. .
  • the viscometer allows the preparation of polymer syrups having different viscosities. This preparation of the syrups of different viscosities by means of the evaluation of the viscosity by a viscometer (described below), in particular thanks to the determination of the duration of emptying of the syrup through the viscometer formed by a standardized cut of capacity of 100 mL to plus or minus 5% through a drain hole of 3 mm to plus or minus 5%.
  • the method of the present invention comprises at least the following preparation steps described below with reference to FIG.
  • a first layer of the first monomer syrup of said polymer is deposited on a first inner face of a lower plate (1) of the mold.
  • This first syrup generally has the highest viscosity of the three syrups.
  • the value of the viscosity of the syrup is advantageously selected to allow the formation of a homogeneous film on the surface of the plate (1) and the obtaining, by a prepolymerization, of a receiving layer (4) capable of supporting the deposit of decorations on its surface.
  • the homogeneous syrup film after the formation of the homogeneous syrup film, the latter is placed in a hot atmosphere (for example by placing the mold in an oven) in order to undergo pre-polymerization.
  • Pre-polymerization leads to the formation of chemical bonds between the monomers without inducing a high degree of polymerization of the material.
  • the reaction conditions in temperature and duration are determined by those skilled in the art in order to avoid the total and irreversible polymerization of all the monomers constituting the syrup film.
  • the decoration (5) can then be deposited on the receiving layer by positioning the inclusions forming the chosen decoration.
  • various embodiments allow the deposition of various elements of various materials and sizes. Many In some cases, receptor layers will be necessary, especially in the case of heavy elements such as minerals and metals.
  • the decor maintained by the receiving layer is followed by deposition of another monomer film using the second syrup with a viscosity lower than the first syrup to form the fixing layer (6).
  • a syrup of lower viscosity than the first syrup has the advantage of allowing a good degassing of the syrup and thus avoiding the formation of bubbles and being able to melt in the receiving layer. Indeed, because of the use of the same material, there is no risk of incompatibility between the receiving layer and the monomers of the second syrup. Thus these monomers will be able to be inserted into the receiving layer.
  • the wetting is then total between the receiving layer and the second syrup allowing the formation of a homogeneous thin film of syrup above the receiving layer and the inclusions.
  • the viscosity of the second syrup which is lower, makes it possible to avoid detaching or driving the inclusions placed on the receiving layer and makes it possible to fix these inclusions on the receiving layer.
  • the assembly then undergoes a pre-polymerization.
  • this step is carried out in a hot atmosphere, for example in an oven.
  • the pre-polymerization step of the film obtained with the second syrup by formation of chemical bonds between the monomers, causes the attachment and maintenance of the inclusions by cementing them in a layer covering both the receiving layer and the inclusions.
  • the fact of having used the same monomer as the receiving layer will eventually allow a fusion of the receiving and fixing layers, at least when the filling syrup would have been added, as detailed below.
  • This fixing layer (6) also has a rubbery appearance due to partial polymerization and will have the possibility of resorbing in a syrup of the monomer.
  • the mold is then assembled for filling, as explained above, by mounting the second plate (3) on the sealed flange (eg, seal) (2) located at the periphery of the mold.
  • An opening allows the filling of the mold by the filling syrup (7), preferably after inclination of the mold.
  • the choice of the height of the sealed edge between the two plates of the mold will predetermine the thickness of the panels.
  • the inclination of the mold is advantageously chosen so as to facilitate, by the effect of gravity, the filling of the mold at a reasonable speed to prevent the entrapment of air bubbles or the deterioration of the fixing or receiving layers and / or detachment of the decorations introduced.
  • the low viscosity of the third syrup facilitates its flow in the mold.
  • This mold storage step makes it possible to promote the homogenization of the density of monomers between the different prepolymerized layers and the filling syrup, thanks to the fact that the filling syrup will fill the entire space inside the mold and will merge the various layers and allow the decor is fully included in a homogeneous panel,
  • This homogeneity is due to the fact that the receiving and fixing layers can be absorbed in the filling syrup, pending the polymerization that will seal completely 'inclusion and get a panel despite the presence of foreign bodies that are the inclusions inside.
  • the rest of the layers in the mold allows the monomers of the filling syrup, of the same nature as those of the receiving and fixing layers, to fit into the latter and encompass all the decor by operating in a natural way homogenization of the density of monomer material in the mold, which will be complete once the polymerization is carried out.
  • the polymerization and optionally the conventional postpolymerization steps of the polymer are carried out.
  • the reaction conditions of temperature and time depending on the nature of the polymer and the elements introduced into the syrups are generally known to those skilled in the art.
  • the polymerization step, for ensuring the quality of the panels is preferably carried out in a liquid medium for a uniform temperature control of the mold.
  • the polymerization of the products inside the mold takes place in a swimming pool or a thermostatic bath.
  • the polymerization step leads to the creation of all the bonds that can still be formed between the monomers.
  • the material cures to form a dense resin. Due to the density homogenization of monomers between the receiving and fixing layers and the filling syrup obtained during the storage step of the process, this hardening is carried out homogeneously throughout the material.
  • the final product obtained has uniformity in density and transparency while keeping the inclusions constituting the decor and without any means of maintaining the decor can be visible.
  • the post-polymerization cycles are conventional and generally known to those skilled in the art of casting the polymer sheets and they allow to calm and stabilize the material. The temperature and time of these steps are a function of the nature of the polymer, the purity of the monomer syrups and the thickness of the product to be polymerized.
  • This method makes it possible to obtain quality panels, ie not having any deformation or bubble, and keeping the homogeneity, strength and transparency of the material.
  • the second monomer syrup has a viscosity of the order of two times lower than the first monomer syrup and the third monomer syrup has a viscosity of the order of forty times lower than that of the first syrup of monomer.
  • the difference in viscosity between the first syrup and the second syrup allows the second syrup to form a fairly dense layer while allowing the monomers of the second syrup to be inserted into the structure of the receiving layer.
  • a large difference in the viscosity value is introduced between the first syrup and the third syrup. The latter has a weak viscosity allowing the monomers of the third syrup to easily fit into the structures of dense layers and to facilitate the filling of the mold.
  • the transparent polymer selected is polymethyl methacrylate (PMMA) and the monomer is methyl methacrylate.
  • PMMA is known to form polymer panels that can be transparent as crystal and lighter and stronger than glass with exceptional transmission properties. Indeed, this material has a transmission greater than 90% and a density of the order of 1.17 to 1.20 g / cm 3 which is less than half that of glass. Its stability is superior to other plastics such as polystyrene (PS) and polyethylene (PE). This makes it a polymer of choice for decorative panels.
  • PS polystyrene
  • PE polyethylene
  • One of the difficulties in the casting process is measuring the viscosity of the monomer syrup. It will generally be noted that monomer syrup is used in the present application even though it is most often a mixture of monomer and polymer or even with other compounds. A simple and usual way in this field is to determine the duration of emptying of a liquid through a standardized cut comprising a drain hole. For embodiments of the process of the present invention involving the formation of PMMA panels, the viscosity measurement of the syrups is performed using a viscometer suitable for the viscosity range of the process.
  • the viscosity of the MMA syrups is defined in the present application by the time required for the passage of 100 milliliters (within plus or minus 5%) of syrup through the drain hole of 3 millimeters in diameter (at plus or minus 5% near).
  • the emptying time of the syrup through this viscometer, and therefore the viscosity of this syrup is preferably determined in seconds (without requiring more precision in this case).
  • the preparation of the syrups of different viscosities is carried out by means of the viscosity evaluation by a viscometer by determining the duration of the syrups' emptying through a standardized cut, in particular capacity of 100mL to plus or minus 5% through a drain hole of 3 mm to plus or minus 5%.
  • FIG. 2 An example of a viscometer is shown in FIG. 2.
  • a viscometer forming a pierced cut may in fact have a standardized conical shape, with diameters of the order of 90 to 15 mm, and a height of the order 121 mm, for a capacity of the order of 100 ml_.
  • the drain hole may for example have a thickness of about 6 mm.
  • the viscometer of FIG. 2 preferably has a conical shape with diameters of 90/15 mm and a height of 121.5 mm, has a capacity of 100 milliliters, has a wire-feed hole of 3 mm in diameter and 6 mm in diameter. thickness.
  • the first syrup has a viscosity between 4000 and 4300 seconds to plus or minus 15%
  • the second syrup MMA has a viscosity between 1900 to 2400 seconds at plus or minus 15%
  • the third syrup of MMA has a viscosity of 70 to 90 seconds to plus or minus 15%.
  • the prepolymerization steps are carried out at a temperature preferably selected between 25 ° C and 35 ° C, preferably at 30 ° C .
  • the duration of the prepolymerization is advantageously between 4 hours and 8 hours, preferably 6 hours.
  • the prepolymerization steps are preferably carried out at reaction conditions in temperature and in duration of reaction to that of the polymerization since they are intended to impart a rubbery structure to the receiving and fixing layers and not to obtain a solid polymeric material. These prepolymerization conditions will make it possible to obtain rubber structures optimized for the functions of the receiving and fixing layers necessary for the process.
  • the thickness of the receiving layer is advantageously between 3 and 10 mm, preferably 5 mm, and
  • the thickness of the fixing layer is advantageously between 1 and 5 mm at most, preferably between 1 and 2 mm.
  • the thickness of the receiving and fixing layers must be sufficiently large to be able to perform their respective functions. However too great thicknesses can be source of defects by promoting the formation of bubbles and slowing the penetration of the third syrup MMA.
  • the ranges of values determined by the applicant allow a fair balance between its two constraints and optimizes the quality of the PMMA decorative panel.
  • the storage time to allow density homogenization in the mold is between 3 hours and 10 hours, preferably 5 hours to 10 hours. hours. This duration must allow the homogenization of the density that occurs naturally but also take into account that the pre-polymerized layers can dissolve completely in the third syrup MMA. The dissolution of the layer structure would lose their properties that allow them to perform their functions of receiving and fixing layers.
  • the polymerization step at a temperature preferably selected from 35 ° C to 60 ° C, preferably 50 ° C.
  • the duration of the polymerization reactions may be determined by those skilled in the art depending on the thickness of the material to be transform into the mold and the degree of purity of the MMA syrups.
  • one skilled in the art will understand that to promote the transparency of the material, it is necessary to carry out a slow polymerization in the case of PMMA using syrups of high purity.
  • the inserted decorations can be very diverse such as plants, textiles, plastics or resins, papers, minerals or metals. These examples are cited in a nonlimiting manner, other compounds may be introduced if their dimensions allow.
  • a first constraint for inclusions relates to their density or density which must allow their support on the receiving layer (therefore a density compatible with a support by a prepolymerized layer).
  • a second constraint relates to the thermal inertia which must be adapted to the polymerization, avoiding the formation of hot spots that can be the cause of thermal runaway.
  • the process does not necessarily involve high pressures and / or high temperatures during the pre-polymerization, polymerization or post-polymerization steps. This is particularly the case for the manufacture of PMMA panels. The risk of deterioration and denaturing of the decor is then low, which has the advantage of being able to use as a decoration light and delicate objects such as plants or textiles or plastics.
  • the rubbery structure of the receiving layer can serve as a kind of glue and advantageously allows to arrange and maintain these decorations while waiting for the fixing layer which actually serves as glue fixing the decorations on the receiving layer.
  • the rubbery structure of the receiving layer makes it possible to prevent them from sinking too much in it, but it is generally preferred to double the receiving layer or at least to insist on the prepolymerization to guarantee a good support of the decorations.
  • the fixing layer decorates the decorations regardless of the morphology of the decor that can be very varied.
  • the low viscosity filling syrup encompassing all the inclusions, the decor in the process of the present invention does not suffer from compression during the preparation of the panels, the risk of damaging or moving because of stress effects resulting from a movement of material is minimized.
  • steps a) and b) for forming the receiving layer are repeated to increase its thickness and strength. Indeed it is sometimes useful to deposit a second layer to ensure the receiving function especially when heavy inclusions such as minerals or metals are deposited.
  • the structure being rubbery, if the thickness of the receiving layer is not sufficient, these heavy objects can sink and come into contact with the mold, the receiving layer therefore no longer ensures its function.
  • the repetition of these steps makes it possible to control the thickness of the receiving layer and thus to adjust the location of the decoration in the thickness of the decoration panel.
  • steps a) to e) are repeated.
  • the inclination of the mold relative to the ground is between 20 ° and 40 °, advantageously between 25 and 35 °, preferably 30 ° .
  • An inclination of the mold is useful to facilitate its filling by the third syrup by gravity casting.
  • a small inclination is preferably chosen.
  • the mold plates may be planar and preferably smooth, such as with glass plates, but in some cases they may have a relief or curvature to form panels having the same relief or curvature .
  • the shape of the panels produced from the process is induced by the shape of the mold. Molds of different morphologies exist and can advantageously also be used. However, the morphology should be advantageously configured to take account of mechanical stresses during demolding and volume variations of the products after the polymerization, namely the removal of material or on the contrary the volume expansion of the material. Molds whose upper and lower surfaces are substantially parallel or do not move away from them in order to obtain a constant or slightly variable thickness will be preferred. By way of nonlimiting examples, curved or corrugated parallel plates may be examples of satisfactory molds.
  • the syrups of the monomers include dyes and / or additives.
  • the proportion of dyes and / or additives is to be determined depending on the nature of the polymer and the desired transparency of the panel. Another constraint that the person skilled in the art will take into account during the implementation of the process is the effect of the latter on the rate of shrinkage of the material of the product after polymerization and the possible incompatibilities that may occur between these dyes and / or additives, decor and polymer.
  • These dyes or additives make it possible to give the panels other visual effects or other properties.
  • the dyes of the different syrups used may also be of different natures.
  • Other additives may also be added to impart other properties to the material.
  • phosphorescent or luminescent compounds conferring luminance properties in the penumbra may be proposed.
  • the present invention also advantageously makes it possible, by the addition of appropriate additives, to increase the mechanical strength, the impact resistance, the thermal or acoustic insulation of the panel material. Properties self-cleaning or depollution or facilitating the recycling of the material may also be proposed.
  • the mold may comprise glass, steel or stainless steel plates or any other material having the properties of mechanical, thermal and chemical strengths useful for the process.
  • the method of manufacturing polymer decoration plates is carried out by the casting method well known in the state of the art.
  • the process generally involves the use of a mold comprising two glass plates joined by a seal. Glass is used for its temperature resistance and chemical resistance during the polymerization steps. This material advantageously has a low thermal expansion to control the thickness of the product.
  • a surface treatment of the glass plates can be implemented to confer a low adhesion with the polymer to facilitate the demolding of the panels. It is also possible to treat the glass in order to promote its wettability with the monomer syrup for the steps of formation of the receiving layer and filling of the mold.
  • mold release agent is also often recommended.
  • the transparency of the glass advantageously makes it possible to obtain a visual indication of the progress of the mold filling step, as well as of the quality of the final product, and advantageously to determine the presence of manufacturing defects during the various stages of the process. process.
  • Other materials such as metals, polymers, ceramics or any other material to withstand the mechanical, thermal and chemical stresses of the process may also be used.
  • the materials chosen to constitute the mold may advantageously have other characteristics in order to facilitate the different steps of the process.
  • metals such as steel or stainless steel are good thermal conductors and facilitate a rapid control of the temperature during the polymerization and pre-polymerization stages resulting in control of the polymerization rate of the polymer. product and a control of the reaction conditions during the formation of the rubbery structure receiving and fixing layers by controlling the rate of chemical bonds generated. It is also advantageous to select materials according to their affinity with the polymer in order to facilitate demolding.

Landscapes

  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication de panneaux décoratifs de polymère transparent permettant d'inclure divers décors tels que les végétaux, les minéraux, les textiles, les plastiques et les métaux, à l'intérieur tout en préservant l'homogénéité et la transparence du matériau. Le procédé est caractérisé en ce qu'il utilise successivement trois sirops de viscosités différentes du même monomère du polymère permettant de former successivement une couche réceptrice (4) du décor (5), une couche fixatrice (6) du décor et de remplir le moule (1, 3) du panneau avant polymérisation pour obtenir le produit final.

Description

Procédé de fabrication de panneaux décoratifs en polymère transparent
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine général des polymères plastiques et plus particulièrement celui des panneaux décoratifs en polymère transparent, notamment en PMMA. Ces panneaux présentent une utilité dans le domaine de la décoration. A titre d'exemple, ils peuvent être utilisés comme objets de décoration notamment pour les luminaires, comme parois de meubles design, ou comme parois d'habillage de façade, de corps ou de cloison. La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication permettant d'inclure, comme décor, divers éléments ou produits tels que des végétaux, des textiles, des plastiques, des minéraux et des métaux à l'intérieur des panneaux de polymère transparent.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Un problème dans le domaine de fabrication des panneaux de polymère transparent pour la décoration est de pouvoir intégrer des décors à l'intérieur tout en préservant les propriétés caractéristiques des panneaux notamment en termes d'intégrité, de solidité, d'aspect esthétique, de finition extérieure, et en conservant l'homogénéité et la transparence du matériau. En effet, il est avantageux que le procédé de fabrication permette d'intégrer dans le panneau un décor de divers éléments ou produits tels que les végétaux, les minéraux, les textiles, les plastiques, les métaux, exemples cités de manière non limitative.
Il est connu de l'art antérieur, notamment du brevet US7504159, des techniques d'intégration de décor reposant sur l'encapsulation, entre deux plaques de résine, d'un film de décor naturel en bois de plaquage ou en pierre. Grâce à l'utilisation de films de verni de protection, l'intégrité du décor peut être préservée malgré que ce dernier soit soumis, lors du procédé, à des pressions et des températures importantes. Dans ce brevet US7504159, seule l'encapsulation de décor sous la forme de films minces est enseignée et le panneau final obtenu peut perdre en transparence après l'encapsulation du décor. De plus, le procédé présenté nécessite l'utilisation de plusieurs films intermédiaires pour maintenir le motif et implique un assemblage sous vide des différentes couches. De plus, ce procédé impose généralement des contraintes sur l'épaisseur du film constituant le décor pour obtenir un effet de transparence du motif et des contraintes sur l'épaisseur des plaques de résine servant à encapsuler le décor.
II est aussi connu dans l'art antérieur, notamment de la demande de brevet US2009/0249608, des techniques d'encapsulation, dans des matériaux transparents, d'objets possédant des formes tridimensionnelles leur conférant un certain relief et une épaisseur supérieure à celle d'un film mince. Cette technique consiste à incorporer l'objet ou l'élément entre deux plaques de résine transparente, puis de fusionner les deux plaques par compression et/ou par élévation en température de l'ensemble du système. Les objets ou décors introduits peuvent être épais mais doivent être capables de supporter des pressions et des températures élevées lors de leur encapsulation entre les deux plaques de résine. De plus, pour éviter le déplacement des objets pendant l'encapsulation, ces derniers peuvent être temporairement fixé par serrage et/ou disposés dans des trous de formes adaptées, préformés dans les plaques de résine.
Il est également connu de l'art antérieur, notamment de la demande de brevet FR2204155, un procédé de formation de plaques décorées en résine acrylique, notamment en PMMA, qui décrit dépôt et la polymérisation d'une première face de prépolymère acrylique mélangé avec un catalyseur pour former une plaque colorée, puis la formation de l'autre face par le dépôt du même prépolymère acrylique, pour terminer la polymérisation en atmosphère thermostatique.
Dans ce contexte, il est intéressant de proposer une méthode de fabrication permettant de réaliser une inclusion de décors divers dans des panneaux de polymères tout en garantissant une qualité satisfaisante des panneaux, notamment en termes d'homogénéité, de résistance, de transparence, d'état de surface ou de finition.
DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION La présente invention a pour but de pallier à certains inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé de fabrication de panneaux de polymère permettant l'inclusion de décors dans ces panneaux tout en préservant leurs qualités. Ce but est atteint par une technique détaillée ci- après, qui se fonde sur des coulées de différents sirops obtenus à partir d'un même monomère mais présentant des viscosités différentes d'un sirop à l'autre et sur le contrôle de la polymérisation au cours de diverses étapes.
Ce but est atteint par un procédé de fabrication de panneaux de décoration en polymère transparent, par des dépôts successifs d'au moins deux couches de polymère, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) Dépôt d'une première couche d'un premier sirop de monomère sur un moule, b) Prépolymérisation de la première couche, dite réceptrice c) Placement du décor sur la couche réceptrice d) Dépôt d'une deuxième couche d'un deuxième sirop du même monomère mais de viscosité inférieure audit premier sirop e) Prépolymérisation de la deuxième couche, dite fixatrice f) Remplissage du moule avec un troisième sirop du même monomère mais de viscosité inférieure auxdits premier et deuxième sirops g) Fermeture du moule h) Stockage du moule i) Polymérisation et éventuellement post-polymérisation du polymère Selon une particularité, le procédé comporte une étape d'assemblage et d'inclinaison dudit moule, mise en œuvre préalablement à l'étape de remplissage du moule, pour faciliter ce remplissage par gravité.
Selon une particularité, ledit polymère est le polymétacryltate de méthyle (PMMA) et ledit monomère est le métacrylate de méthyle (MMA).
Selon une particularité, les sirops de MMA présentent une pureté en MMA supérieure à 90 %, de préférence supérieur à 95% et idéalement de l'ordre de 99 %.
Selon une particularité, ledit deuxième sirop présente une viscosité deux fois inférieure audit premier sirop et ledit troisième sirop présente une viscosité de l'ordre de quarante fois inférieure audit premier sirop.
Selon une particularité, la préparation desdits sirops de viscosités différentes est réalisée grâce à l'évaluation de la viscosité par un viscosimètre en déterminant la durée de vidange des sirops à travers une coupe normalisée de contenance de 100 mL à plus ou moins 5% près à travers un trou de vidange de 3 mm à plus ou moins 5% près.
Selon une particularité, ledit premier sirop présente une viscosité entre 4000 et 4300 secondes, à plus ou moins 10% près, ledit second sirop présente une viscosité entre 1900 à 2400 secondes à plus ou moins 10% près, et ledit troisième sirop présente une viscosité de 70 à 90 secondes, à plus ou moins 10% près.
Selon une particularité, les étapes a) et b) peuvent être répétées avant placement du décor.
Selon une particularité, les étapes a) à e) peuvent être répétées pour placer le décor dans des couches réceptrices successives.
Selon une particularité, l'inclinaison du moule par rapport au sol est située entre 20° et 40°, avantageusement entre 25 et 35°, de préférence à 30°.
Selon une particularité, les étapes de prépolymérisation s'effectuent à une température sélectionnée entre 25°C et 35°C, de préférence à 30°C pendant une durée se situant avantageusement entre 4 heures et 8 heures, de préférence 6 heures. Selon une particularité, l'épaisseur de la couche réceptrice issue du premier sirop de MMA est avantageusement comprise entre 3 et 10 mm, de préférence 5 mm et en ce que l'épaisseur de la couche fixatrice est avantageusement comprise entre 1 à 5 mm, de préférence entre 1 à 2 mm.
Selon une particularité, l'étape de stockage du moule pour permettre l'homogénéisation de densité s'effectue pendant entre 3 heures et 10 heures, de préférence pendant 5 heures.
Selon une particularité, l'étape de polymérisation à une température sélectionnée entre 35°C et 60°C, de préférence 50°C.
Selon une particularité, l'étape de polymérisation s'effectue entre 4 heures et 36 heures.
Selon une particularité, le procédé comprend une étape préalable de préparation des sirops MMA comprenant l'ajout de poudre de PMMA.
Selon une particularité, le moule comprend des plaques entre lesquelles les couches de sirop sont coulées.
Selon une particularité, les plaques du moule comportent au moins une plaque inférieure et une plaque supérieure reliées entre elles par des moyens étanches situés à la périphérie du moule présentant une ouverture de remplissage.
Selon une particularité, les plaques du le moule sont planes, lisses ou présentent un relief ou une courbure pour former des panneaux présentant le même relief ou courbure.
Selon une particularité, les plaques du moule sont en verre.
Selon une particularité, la prépolymérisation s'effectue en atmosphère chaude, par exemple dans une étuve.
Selon une particularité, la polymérisation s'effectue dans un bain ou une piscine contenant un liquide permettant un contrôle homogène de la température du moule.
Divers modes de réalisation de l'invention visent la fabrication de panneaux décoratifs obtenus par le procédé proposé. Ainsi, un autre but de la présente demande est de proposer un système pour une telle fabrication. Divers modes de réalisation de l'invention atteignent ce but en proposant un système de fabrication de panneaux décoratifs comportant au moins un moule comprenant une plaque inférieure et une plaque supérieure reliées par des moyens étanches sur leurs bords et au moins une enceinte chauffée pour accueillir au moins un moule contenant au moins une couche d'un sirop de monomère et caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'inclinaison du moule pour le dépôt d'un second sirop de polymère après placement de décor sur une couche d'un premier sirop prépolymérisé dans le moule.. Selon une particularité, le système comporte un viscosimètre pour la préparation de sirops de polymère ayant des viscosités différentes, grâce à la détermination de la durée de vidange du sirop au travers du viscosimètre formé par une coupe normalisée de contenance de 100 mL à plus ou moins 5% près à travers un trou de vidange de 3 mm à plus ou moins 5% près.
DESCRIPTION DES FIGURES ILLUSTRATIVES
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente une coupe transverse du moule avant l'étape de polymérisation au cours de la mise en œuvre du procédé,
- la figure 2 représente un schéma et les spécifications du viscosimètre utilisé pour déterminer la viscosité des sirops de PMMA.
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE
L'INVENTION
La présente demande concerne un procédé de fabrication de panneaux de polymère transparent, généralement utilisés comme panneaux de décoration, en particulier grâce au fait qu'ils incluent des décors dans leur épaisseur. La présente demande concerne bien sûr également les panneaux obtenus par un tel procédé, ainsi que le système permettant sa mise en œuvre.
Le terme « polymère » est utilisé dans la présente description dans son acception signifiant « monomère polymérisée» pouvant inclure les homopolymères ou les copolymères ou leurs mélanges et ne doit pas être interprété de façon limitative. Le terme de « polymère transparent » est préférentiellement utilisé dans la présente demande car l'inclusion de décor dans des panneaux présente surtout un intérêt lorsque ces derniers sont transparents. A titre d'exemple, le polymère peut être choisi dans la famille des polymétacrylate d'alkyle, de préférence le polymétacrylate de méthyl (PMMA).
En effet, la présente demande détaille diverses étapes et caractéristiques techniques particulières qui sont typiquement efficaces et reproductibles pour la mise en œuvre du procédé avec du PMMA. L'invention porte donc préférentiellement sur le procédé mis en œuvre avec ce type de monomère et de polymère, mais l'homme de métier pourra éventuellement, à l'aide de mesures expérimentales de routine, aboutir à une inclusion de décors dans des panneaux à base d'autres types de matières, même s'il est peu probable que ces panneaux possèdent toutes les mêmes qualités que ceux obtenus ici avec le PMMA, ne serait-ce qu'en ce qui concerne la propriété de transparence. De plus, le procédé selon divers modes de réalisation repose sur l'utilisation d'un PMMA d'une grande pureté (et en fait d'une pureté supérieure à celle utilisée en moyenne dans le domaine), qui requiert des paramètres particuliers pour sa polymérisation et qui permet de garantir une qualité finale exceptionnelle des produits obtenus par le procédé. L'expression « d'une grande pureté » est donc utilisée dans la présente description dans son acception signifiant « une pureté des produits de supérieure à 90%», en particulier lorsqu'elle concerne le PMMA, mais elle ne doit pas être interprétée de façon limitative. Ainsi, dans certains modes de réalisation du procédé, des sirops de MMA d'une grande pureté sont utilisés, notamment une pureté supérieure à 90 %, de préférence supérieure à 95%, idéalement de l'ordre de 99%. Ces sirops permettent d'obtenir des panneaux présentant une transparence et des propriétés de transmission de lumière optimales du matériau, ce qui donne un aspect très esthétique aux panneaux décoratifs. La description faite ci-après détaille donc les paramètres qu'il convient d'utiliser avec un tel sirop de PMMA, car le procédé ainsi mis en œuvre sur un tel sirop permet d'atteindre parfaitement la plupart des buts visés par l'invention. Cependant, l'homme de métier comprendra les variations de paramètres qui sont à sa portée et relèvent plutôt du niveau des "tours de main" d'un technicien expérimenté. Le terme "sirop" est utilisé dans la présente demande dans son acception bien admise dans le domaine et désignant un mélange de monomère avec au moins un peu de polymère, mais éventuellement divers additifs comme mentionné ci-dessus.
Le terme "transparent" est utilisé dans la présente demande pour désigner une des qualités des panneaux, notamment ceux obtenus à partir de PMMA d'une grande pureté, mais l'homme de métier sait que l'on peut rajouter des pigments pour colorer les panneaux ou réaliser divers traitements chimiques ou physiques pour modifier l'aspect final des panneaux, jusqu'à ce qu'il ne soient plus que translucides sans être transparents. De tels panneaux translucides mais non transparents restent donc dans la portée de la présente invention. Le terme « monomère» est utilisé dans la présente description dans son acception signifiant « l'unité élémentaire structurelle du polymère ou copolymère correspondant » et ne doit pas être interprété de façon limitative. Le terme « décor » est utilisé dans la présente description pour désigner des objets, produits ou éléments pouvant être inclus comme décors à l'intérieur des panneaux et ne doit pas être interprété de façon limitative. En effet, divers modes de réalisation prévoient l'inclusion d'éléments et matériaux divers, y compris à l'intérieur d'un même panneau et la présente demande fournit des exemples de tels « décors ». De plus, comme ces décors font en fait l'objet d'une inclusion dans le panneau au cours de la formation de ce dernier par polymérisation, on désigne également ces "décors" dans la présente demande par le terme "inclusions". Le terme « panneau » est utilisé dans la présente description pour désigner « les produits obtenus par le procédé » et ne doit pas être interprété de façon limitative, notamment en termes de longueur, d'épaisseur et de morphologie car il est possible de faire varier la forme tridimensionnelle de ces "panneaux" ou produits objets dans certaines limites.
Le procédé de l'invention utilise une méthode de coulée, permettant notamment d'obtenir des panneaux objets de transparence élevée. Le procédé traditionnel de préparation des panneaux de polymère par coulée s'obtient en remplissant un moule par un sirop du monomère du polymère sélectionné, puis d'un processus de polymérisation, éventuellement suivi d'une post-polymérisation. La polymérisation ainsi que les étapes pré et postpolymérisation peuvent être contrôlées et permettent d'obtenir une qualité supérieure du matériau comparée aux autres méthodes telles que les procédés par extrusion des polymères. Ces étapes sont classiques et bien connues de l'homme de métier, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de les détailler dans la présente demande.
Le procédé utilise de préférence successivement au moins trois sirops de viscosités différentes du même monomère du polymère à synthétiser. Un premier sirop présente une viscosité le rendant apte à former, lorsqu'il aura été soumis à une prépolymérisation, une couche de matière servant de support aux décors ou inclusions que l'on peut déposer dessus. Cette couche, appelée ici couche réceptrice (sans que ce terme ne soit indûment limitatif) est généralement réalisée en versant le premier sirop sur une surface d'un moule apte à recevoir des couches successive de sirops. Le deuxième sirop présente une viscosité inférieure au premier sirop et qui le rend apte à être versé sur les décors reposant sur la couche réceptrice et à former, après prépolymérisation, une couche, dite fixatrice (sans que ce terme ne soit indûment limitatif) de matière permettant ainsi de cémenter ces décors. Enfin, le troisième sirop possède une viscosité inférieure aux premier et deuxième sirops pour faciliter le remplissage du moule et conférer au panneau ses propriétés et caractéristiques physiques et chimiques finales (ie., sa qualité). Les termes de « qualité » ou « qualité satisfaisante » sont utilisés dans la présente demande bien qu'ils puissent avoir un caractère relatif, mais on précisera qu'ils sont en fait clairs pour l'homme de métier qui connaît les contraintes de fabrication et tente toujours de préserver ou améliorer les qualités des panneaux produits, en termes d'homogénéité, de résistance, de transparence, d'état de surface ou de finition.
On entend par « pré-polymérisation » une réaction de polymérisation qui se produit seulement partiellement, grâce au contrôle des paramètres et/ou des conditions réactionnelles dans laquelle elle est mise en œuvre.
Le contrôle de la viscosité d'un sirop de monomère est connu par l'homme du métier. La préparation consiste généralement à chauffer le monomère, par exemple dans un creuset, à une température proche de la température de polymérisation, pour que la réaction de polymérisation démarre lentement puis à refroidir le mélange lorsque l'on obtient la viscosité voulue, ce qui a pour effet de stopper la polymérisation et de permettre d'obtenir un sirop de monomère (qui est en fait un mélange monomère/polymère) dont la viscosité reste relativement stable, au moins pour un certain temps et si l'on en contrôle la température. De plus, il est classique dans le domaine de mélanger le monomère avec divers additifs tels qu'un accélérateur de polymérisation, qu'un agent de moulage ou un agent UV. Le mélange subit généralement une opération de dégazage avant le chauffage du sirop en vue d'atteindre la viscosité recherchée. Les conditions de températures et de durée de préparation sont généralement à adapter selon la nature du polymère. Comme mentionné précédemment dans la présente demande, le procédé est de préférence mis en œuvre avec du PMMA d'une grande pureté et l'on limite donc au maximum l'utilisation de ces additifs dans ces modes de réalisation préférés. En ce qui concerne la préparation des sirops de MMA, outre la méthode classique décrite ci- dessus, il est possible d'augmenter la viscosité des sirops tout en évitant l'ajout d'additifs divers. Pour cela de la perle fine, à savoir de la poudre pure de PMMA (en microbilles généralement), est introduite dans le mélange liquide de MMA. En effet le PMMA présente la propriété de pouvoir se dissoudre facilement dans les solvants organiques et notamment dans une solution de son monomère le MMA. Il est ainsi possible d'obtenir une gamme de viscosités élevées en variant la quantité de poudre de PMMA introduite.
Le procédé de la présente invention comprend de préférence au moins les étapes suivantes :
a) Dépôt d'une première couche d'un premier sirop de monomère sur un moule,
b) Prépolymérisation de la première couche, dite réceptrice
c) Placement du décor sur la couche réceptrice
d) Dépôt d'une deuxième couche d'un deuxième sirop du même monomère mais de viscosité inférieure audit premier sirop
e) Prépolymérisation de la deuxième couche, dite fixatrice
f) Remplissage du moule par gravité avec un troisième sirop du même monomère mais de viscosité inférieure auxdits premier et deuxième sirops
g) Fermeture du moule
h) Stockage du moule et repos des trois couches ainsi coulées
i) Polymérisation et éventuellement post-polymérisation du polymère.
Bien entendu, à l'issue des étapes de polymérisation et postpolymérisation, le moule est ouvert et le panneau polymérisé qu'il contient est démoulé, puis stocké. Le moule peut alors être lavé et réutilisé pour fabriquer un nouveau panneau.
Pour l'étape de remplissage du moule, on procède généralement à une étape préalable d'assemblage et d'inclinaison du moule pour faciliter le remplissage par gravité, en vue de la fermeture du moule car il serait délicat de fermer le moule en garantissant un bon remplissage sans devoir faire déborder du monomère. Ainsi, on ferme les moules sur toutes ces faces sauf la tranche qui se trouve au plus haut point du moule une fois incliné. Ainsi, la coulée peut être réalisée de sorte à éviter l'introduction de bulles d'air et en garantissant que les deux faces du panneau épouseront parfaitement les deux parois inférieure et supérieure du moule. La présente invention concerne également un système de fabrication de panneaux de décoration en polymère transparent, pour la mise en œuvre du procédé décrit dans la présente demande. Ce système comporte donc un moule utilisé pour la mise en œuvre du procédé, qui comprend de préférence deux parois, formées par exemple par deux plaques (une inférieure (1 ) et une supérieure(3)) reliées entre elles sur leurs bords par un rebord formant une étanchéité, par exemple grâce à un joint étanche (3). Sur un des bords des plaques (ou sur une des tranches de ce moule), une ouverture de remplissage est de préférence prévue pour l'étape de remplissage expliquée ci-dessus. Dans ce cas, un système permettant d'incliner le moule sera prévu pour permettre une coulée par gravité du sirop de remplissage. Le système comporte également au moins une enceinte chauffée, (de préférence thermostatée), pour recevoir les moules contenant les diverses couches à prépolymériser. Une telle enceinte chauffée peut par exemple simplement être une pièce chauffée ou carrément une étuve, selon les besoins, de préférence avec une atmosphère dont l'hydrométrie est également régulée. De plus, le système comporte naturellement des enceintes pour la polymérisation et éventuellement la post polymérisation, de préférence sous la forme de bains ou piscines thermostatées, remplies de liquide, en général de l'eau, dans laquelle sont plongés les moules contenant les sirops à polymériser, L'utilisation de bains ou piscines permet d'améliorer le contrôle de la réaction de polymérisation et éviter les phénomènes d'emballement. Par ailleurs, le système peut comprendre également des moyens d'inclinaison du moule pour le dépôt d'un sirop secondaire supplémentaire de polymère après placement du décor sur une couche d'un premier sirop polymérisé dans le moule. Ledit moyen d'inclinaison permet ainsi de faciliter le remplissage du moule par gravité des sirops. Le système pourra bien entendu comporter par ailleurs tous les moyens, dispositifs et système décrits dans la présente demande en référence au procédé, notamment pour l'utilisation des divers sirops, comme par exemple un viscosimètre et/ou un creuset de préparation des sirops, etc. Le viscosimètre permet la préparation de sirops de polymère ayant des viscosités différentes. Cette préparation des sirops de viscosités différentes à l'aide de l'évaluation de la viscosité par un viscosimètre (décrite ci-dessous), notamment grâce à la détermination de la durée de vidange du sirop au travers du viscosimètre formé par une coupe normalisée de contenance de 100 mL à plus ou moins 5% près à travers un trou de vidange de 3 mm à plus ou moins 5% près.
Dans ces modes de réalisation préférés, le procédé de la présente invention comporte au moins les étapes de préparation suivantes décrites ci- dessous en référence à la figure 1 .
On procède d'abord au dépôt d'une première couche du premier sirop de monomère dudit polymère sur une première face intérieure d'une plaque inférieure (1 ) du moule. Ce premier sirop présente généralement la viscosité la plus élevée des trois sirops. La valeur de la viscosité du sirop est sélectionnée avantageusement afin de permettre la formation d'un film homogène sur la surface de la plaque (1 ) et l'obtention, par une prépolymérisation, d'une couche réceptrice (4) capable de supporter le dépôt de décors sur sa surface.
En effet, après la formation du film homogène de sirop, ce dernier est placé dans une atmosphère chaude (par exemple en mettant le moule dans une étuve) afin d'y subir une pré-polymérisation. La pré-polymérisation entraine la formation de liaisons chimiques entre les monomères sans pour autant induire un fort degré de polymérisation de la matière. Les conditions réactionnelles en température et en durée sont déterminées par l'homme de l'art afin d'éviter la polymérisation totale et irréversible de tous les monomères constituant le film de sirop. Ces liaisons donnent une consistance à cette couche réceptrice lui donnant avantageusement un aspect caoutchouteux, c'est-à-dire possédant une résistance mécanique lui permettant de supporter le poids des inclusions (décors) et d'éviter que ces inclusions ne s'enfoncent à travers.
On peut ensuite procéder au dépôt du décor (5) sur la couche réceptrice en positionnant les inclusions formant le décor choisi. Selon les conditions choisies, divers modes de réalisation permettent de procéder au dépôt de divers éléments de divers matériaux et de diverses tailles. Plusieurs couches réceptrices seront parfois nécessaires, notamment dans le cas des éléments lourds tels que les minéraux et les métaux.
On procède, sur le décor maintenu par la couche réceptrice, au dépôt d'un autre film de monomères à l'aide du deuxième sirop de viscosité inférieure au premier sirop pour former la couche fixatrice (6). Un sirop de viscosité moins importante que le premier sirop a pour avantage de permettre un bon dégazage du sirop et d'éviter ainsi la formation de bulles et de pouvoir se fondre dans la couche réceptrice. En effet du fait de l'utilisation de la même matière, il n'y a pas de risque d'incompatibilité entre la couche réceptrice et les monomères du deuxième sirop. Ainsi ces monomères vont pouvoir s'insérer dans la couche réceptrice. Le mouillage est alors total entre la couche réceptrice et le deuxième sirop permettant la formation d'un film mince homogène de sirop au dessus de la couche réceptrice et les inclusions. La viscosité du deuxième sirop, plus faible, permet d'éviter de détacher ou d'enfoncer les inclusions posées sur la couche réceptrice et permet de fixer ces inclusions sur la couche réceptrice.
L'ensemble subit ensuite une pré-polymérisation. De préférence, cette étape est réalisée sous atmosphère chaude, par exemple dans une étuve. L'étape de pré-polymérisation du film obtenu avec le deuxième sirop, par formation de liaisons chimiques entre les monomères, entraine la fixation et maintien des inclusions en les cémentant dans une couche recouvrant à la fois la couche réceptrice et les inclusions. De plus, le fait d'avoir utilisé le même monomère que la couche réceptrice va permettre éventuellement une fusion des couches réceptrice et fixatrice, au moins lorsque le sirop de remplissage aurait été ajouté, comme détaillé ci-après. Cette couche fixatrice (6) présente également un aspect caoutchouteux du fait d'une polymérisation partielle et aura la possibilité de se résorber dans un sirop du monomère.
On procède ensuite à l'assemblage du moule pour le remplissage, comme expliqué précédemment, en montant la deuxième plaque (3) sur le rebord (e.g., joint) étanche (2) situé à la périphérie du moule. Une ouverture permet le remplissage du moule par le sirop de remplissage (7), de préférence après inclinaison du moule. Le choix de la hauteur du rebord étanche entre les deux plaques du moule va prédéterminer l'épaisseur des panneaux.
L'inclinaison du moule est choisie avantageusement afin de faciliter, par l'effet de la gravité, le remplissage du moule à une vitesse raisonnable pour éviter l'emprisonnement de bulles d'air ou la détérioration des couches fixatrice ou réceptrice et/ou un décollement des décors introduits. La faible viscosité du troisième sirop facilite son écoulement dans le moule. La demanderesse a découvert qu'il est possible de tirer avantage d'une propriété surprenante de résorption du polymère lorsqu'il est plongé dans un sirop du même monomère que celui formant le polymère. Ainsi, une fois moule rempli et fermé, on procède à son stockage, de préférence horizontalement avant la polymérisation. Cette étape de stockage du moule permet de favoriser l'homogénéisation de la densité en monomères entre les différentes couches prépolymérisées et le sirop de remplissage, grâce au fait que le sirop de remplissage va remplir envahir tout l'espace à l'intérieur du moule et va faire fusionner les diverses couches et permettre que le décor soit totalement inclus dans un panneau homogène, Cette homogénéité serait due au fait que les couches réceptrice et fixatrice peuvent se résorber dans le sirop de remplissage, en attendant la polymérisation qui permettra de sceller totalement l'inclusion et obtenir un panneau malgré la présence de corps étrangers que sont les inclusions à l'intérieur. Ainsi, le repos des couches dans le moule permet que les monomères du sirop de remplissage, de même nature que ceux des couches réceptrice et fixatrice, s'insèrent dans ces dernières et englobent tout le décor en opérant de façon naturelle une homogénéisation de la densité de matière en monomère dans le moule, qui sera complète une fois la polymérisation réalisée.
On procède à la polymérisation et éventuellement aux étapes de postpolymérisation classiques du polymère. Les conditions réactionnelles de température et de temps en fonction de la nature du polymère et des éléments introduits dans les sirops sont généralement connues de l'homme du métier. Comme expliqué ci-dessus, l'étape de polymérisation, pour assurer la qualité des panneaux s'effectue de préférence en milieu liquide permettant un contrôle homogène en température du moule. A titre d'exemple non limitatif, la polymérisation des produits à l'intérieur du moule s'effectue dans une piscine ou un bain thermostaté. L'étape de polymérisation entraine la création de toutes les liaisons pouvant encore se former entre les monomères. Lors de la polymérisation, un enchevêtrement dense des chaînes de polymère et une réticulation totale du polymère de façon tridimensionnelle s'opérant, la matière durcit pour former une résine dense. Du fait de l'homogénéisation de densité en monomères entre les couches réceptrice et fixatrice et le sirop de remplissage obtenu lors de l'étape de stockage du procédé, ce durcissement s'effectue de façon homogène dans tout le matériau. Le produit final obtenu présente une uniformité en densité et en transparence tout en gardant maintenues les inclusions constituant le décor et sans que de quelconques moyens de maintien du décor puissent être visibles. Les cycles de post-polymérisation sont classiques et généralement connu de l'homme du métier dans la production par coulée des plaques de polymère et ils permettent de calmer et de stabiliser le matériau. La température et le temps de ces étapes sont fonction de la nature du polymère, de la pureté des sirops du monomère et de l'épaisseur du produit à polymériser.
Ce procédé permet d'obtenir des panneaux de qualité, à savoir ne présentant pas de déformation, ni de bulle, et en gardant l'homogénéité, la résistance et la transparence du matériau.
Dans certains modes de réalisations, le deuxième sirop de monomère présente une viscosité de l'ordre de deux fois inférieures au premier sirop de monomère et le troisième sirop de monomère présente une viscosité de l'ordre de quarante fois inférieures à celle du premier sirop de monomère. La différence de viscosité entre le premier sirop et le deuxième sirop permet au deuxième sirop de former une couche assez dense tout en permettant aux monomères du deuxième sirop de s'insérer dans la structure de la couche réceptrice. Une forte différence de valeur de la viscosité est introduite entre le premier sirop avec le troisième sirop. Ce dernier présente une faible viscosité permettant aux monomères du troisième sirop de s'insérer aisément dans les structures des couches denses et de faciliter le remplissage du moule.
Dans certains modes de réalisation du procédé, le polymère transparent choisi est le polymétacrylate de méthyle (PMMA) et le monomère est le métacrylate de méthyle. Le PMMA est connu pour former des panneaux en polymère pouvant être transparents comme le cristal et plus légers et plus résistants que le verre avec des propriétés de transmission exceptionnelles. En effet, ce matériau à une transmission supérieure à 90% et une densité de l'ordre de 1 ,17 à 1 .20 g/cm3 ce qui est moins de la moitié de celle du verre. Sa stabilité est supérieure aux autres plastiques tels que le polystyrène (PS) et le polyéthylène (PE). Ce qui en fait un polymère de choix pour les panneaux décoratifs.
L'une des difficultés lors du procédé par coulée est de mesurer la viscosité du sirop de monomère. On notera d'une manière générale que l'on parle dans la présente demande de sirop de monomère même s'il s'agit le plus souvent d'un mélange de monomère et de polymère, voire même avec d'autres composés. Une manière simple et usuelle dans ce domaine est de déterminer la durée de vidange d'un liquide à travers une coupe normalisée comprenant un trou de vidange. Pour les modes de réalisation du procédé de la présente invention impliquant la formation de panneaux de PMMA, la mesure de la viscosité des sirops est réalisée à l'aide d'un viscosimètre adapté pour la plage de viscosités du procédé. La viscosité des sirops de MMA est définie dans la présente demande par la durée nécessaire au passage de 100 millilitres (à plus ou moins 5% près) de sirop à travers le trou de vidange de 3 millimètres de diamètre (à plus ou moins 5% près). La durée de vidange du sirop à travers ce viscosimètre, et donc la viscosité de ce sirop, est déterminée de préférence en secondes (sans nécessiter plus de précision dans le présent cas). Ainsi, selon certains mode de réalisation, la préparation des sirops de viscosités différentes est réalisée grâce à l'évaluation de la viscosité par un viscosimètre en déterminant la durée de vidange des sirops à travers une coupe normalisée, notamment de contenance de 100mL à plus ou moins 5% près à travers un trou de vidange de 3 mm à plus ou moins 5% près. Un exemple de viscosimètre est représenté à la figure 2. En particulier, un tel viscosimètre formant une coupe percée pourra avoir en fait une forme conique normalisée, avec des diamètres de l'ordre de 90 à 15 mm, et une hauteur de l'ordre de 121 mm, pour une contenance de l'ordre de 100 ml_. Le trou de vidange pourra par exemple avoir une épaisseur de l'ordre de 6 mm. Ainsi, le viscosimètre de la figure 2 présente de préférence une forme conique de diamètres 90/15 mm et une hauteur de 121 ,5 mm, possède une contenance de 100 millilitres, comporte un trou dévidage de 3 mm de diamètre et 6 mm d'épaisseur.
Dans certains modes de réalisation, impliquant en particulier la formation des panneaux de décoration de PMMA d'une grande pureté, le premier sirop présente une viscosité entre 4000 et 4300 secondes à plus ou moins 15%, le second sirop de MMA présente une viscosité entre 1900 à 2400 secondes à plus ou moins 15%, le troisième sirop de MMA présente une viscosité de 70 à 90 secondes à plus ou moins 15%. Ces valeurs de viscosité ont été sélectionnées avantageusement pour permettre l'obtention de panneaux de décoration en PMMA de façon optimale. En effet l'une des difficultés du PMMA lors du procédé par coulée est le retrait de matière qui peut s'opérer après la polymérisation. Elle peut atteindre l'ordre de 20% en volume. En général, il est possible d'y remédier en ajoutant un copolymère au PMMA de la même famille ou des additifs. Pour les panneaux de PMMA d'une grande pureté, la demanderesse a déterminé les plages de valeurs de viscosités optimales pour limiter l'apparition de défauts et les effets dus aux retraits de la matière.
Dans divers modes de réalisation du procédé, en particulier ceux réalisés avec les sirops de MMA d'une grande pureté, les étapes de prépolymérisation s'effectuent à une température sélectionnée avantageusement entre 25°C et 35°C, de préférence à 30°C. La durée de la prépolymérisation se situe avantageusement entre 4 heures et 8 heures, de préférence 6 heures. Les étapes de prépolymérisation s'effectuent de préférence à des conditions réactionnelles en température et en durée de réaction inférieures à celle de la polymérisation puisqu'elles ont pour but de conférer une structure caoutchouteuse aux couches réceptrice et fixatrice et non d'obtenir un matériau polymère solide. Ces conditions de prépolymérisation vont permettre d'obtenir des structures caoutchouteuse optimisées pour les fonctions des couches réceptrice et fixatrice nécessaires au procédé.
Dans divers modes de réalisation du procédé, en particulier ceux visant l'obtention d'un panneau décoratif en PMMA d'une grande pureté l'épaisseur de la couche réceptrice est avantageusement comprise entre 3 et 10 mm, de préférence 5 mm et l'épaisseur de la couche fixatrice est avantageusement compris entre 1 et 5 mm au maximum, de préférence entre de 1 à 2 mm. L'épaisseur des couches réceptrice et fixatrice doit être suffisamment importante pour pouvoir assurer leurs fonctions respectives. Cependant des épaisseurs trop importantes peuvent être source de défauts en favorisant la formation de bulles et en ralentissant la pénétration du troisième sirop de MMA. Les plages de valeurs déterminées par la demanderesse permettent un juste équilibre entre ses deux contraintes et permet d'optimiser la qualité du panneau décoratif de PMMA. Dans divers modes de réalisation du procédé, en particulier ceux réalisés avec les sirops de MMA d'une grande pureté, la durée du stockage pour permettre l'homogénéisation de densité dans le moule s'effectue entre 3 heures et 10 heures, de préférence 5 heures. Cette durée doit permettre l'homogénéisation de la densité qui s'opère naturellement mais aussi tenir compte que les couches pré-polymérisées peuvent se dissoudre complètement dans le troisième sirop de MMA. La dissolution de la structure des couches ferait perdre leurs propriétés qui leur permettent d'assurer leur fonctions de couches réceptrice et fixatrice.
Dans certains modes de réalisation, en particulier ceux impliquant la fabrication des panneaux de PMMA, l'étape de polymérisation à une température sélectionnée avantageusement entre 35°C et 60°C, de préférence 50°C. La durée des réactions de polymérisation pourront être déterminées par l'homme du métier en fonction de l'épaisseur de la matière à transformer dans le moule et du degré de pureté des sirops de MMA. De plus, l'homme du métier comprendra que pour favoriser la transparence du matériau, il est nécessaire de procéder à une polymérisation lente dans le cas du PMMA utilisant des sirops d'une grande pureté.
Dans certains modes de réalisation, les décors insérés peuvent être très divers tels que des végétaux, des textiles, des plastiques ou résines, des papiers, des minéraux ou des métaux. Ces exemples sont cités de manière non limitative, d'autres composés pouvant être introduits si leurs dimensions le permettent. Une première contrainte pour les inclusions concerne leur densité ou masse volumique qui doit permettre leur support sur la couche réceptrice (donc une densité compatible avec un support par une couche prépolymérisée). Une seconde contrainte concerne l'inertie thermique qui doit être adaptée à la polymérisation, en évitant la formation de points chauds pouvant être à l'origine d'emballement thermique. Selon la nature du polymère, le procédé n'implique pas forcément de fortes pressions et/ou de fortes températures lors des étapes de pré-polymérisation, polymérisation ou post-polymérisation. C'est notamment le cas pour la fabrication des panneaux de PMMA. Le risque de détérioration et de dénaturation du décor est alors faible, ce qui présente l'avantage de pouvoir utiliser en tant que décor des objets légers et délicats tels que des végétaux ou des textiles ou des plastiques.
La structure caoutchouteuse de la couche réceptrice peut servir de sorte de colle et permet avantageusement de disposer et maintenir ces décors en attendant la couche fixatrice qui sert réellement de colle fixant les décors sur la couche réceptrice. Dans les cas des décors plus lourds tels que les minéraux ou les métaux, la structure caoutchouteuse de la couche réceptrice permet d'éviter qu'ils ne s'enfoncent trop dedans, mais on préfère généralement doubler la couche réceptrice ou du moins insister sur la prépolymérisation pour garantir un bon soutien des décors. La couche fixatrice cémente les décors qu'importe la morphologie du décor qui peut être très variée. Le sirop de remplissage de faible viscosité englobant toutes les inclusions, le décor dans le procédé de la présente invention ne subit pas de compression lors de la préparation des panneaux, le risque de l'abîmer ou qu'il se déplace à cause d'effets de contraintes issues d'un mouvement de matière est minimisé.
Dans certains modes de réalisation, les étapes a) et b) permettant la formation de la couche réceptrice sont répétées afin d'augmenter son épaisseur et sa résistance. En effet il est parfois utile de déposer une deuxième couche pour assurer la fonction réceptrice notamment lorsque des inclusions lourdes tels que les minéraux ou les métaux sont déposées. La structure étant caoutchouteuse, si l'épaisseur de la couche réceptrice n'est pas suffisante, ces objets lourds peuvent s'enfoncer et se mettre au contact du moule, la couche réceptrice n'assure dès lors plus sa fonction. De plus avantageusement, la répétition de ces étapes permet un contrôle de l'épaisseur de la couche réceptrice et ainsi d'ajuster l'emplacement du décor dans l'épaisseur du panneau de décoration.
Dans certains modes de réalisation, les étapes a) à e) sont répétées.
La répétition de ces étapes permet de placer les différents éléments du décor dans des couches réceptrices successives. Ces éléments du décor pourront aussi être avantageusement de nature différente et/ou placés à des niveaux d'épaisseurs différentes. Il est alors possible de multiplier les combinaisons des objets ou des éléments constituant le décor afin d'obtenir un décor plus varié et plus complexe laissant libre recours à l'imagination de l'opérateur
Dans certains modes de réalisation, lors de l'étape de remplissage par le troisième sirop du monomère, l'inclinaison du moule par rapport au sol est située entre 20° et 40°, avantageusement entre 25 et 35°, de préférence à 30°. Une inclinaison du moule est utile pour faciliter son remplissage par le troisième sirop par une coulée gravité. Une faible inclinaison est choisie de préférence. Avantageusement, elle permet d'éviter, sous l'effet de l'écoulement du sirop, un détachement des inclusions du décor ou des couches réceptrice et fixatrice qui peuvent survenir accidentellement par un effet de glissement ou sous l'effet de leur poids, ceci tout en favorisant le remplissage du moule par le troisième sirop lors d'une coulée gravité. Dans certains modes de réalisation, les plaques du moule pourront être planes et de préférences lisses, comme par exemple avec des plaques de verres, mais dans certains cas, elles pourront présenter un relief ou une courbure pour former des panneaux présentant le même relief ou courbure. La forme des panneaux produits à partir du procédé est induite par la forme du moule. Des moules de morphologies différentes existent et peuvent avantageusement aussi être utilisées. Toutefois la morphologie devra être avantageusement configurée pour tenir compte des contraintes mécaniques lors du démoulage et des variations volumiques du produits après la polymérisation, à savoir le retrait de matière ou au contraire l'expansion de volume du matériau. On préférera des moules dont les surfaces supérieure et inférieure sont sensiblement parallèles ou ne s'en éloignent pas pour obtenir une épaisseur constante ou peu variable. A titre d'exemples non limitatifs, des plaques parallèles courbes ou ondulées pourront constituer des exemples de moules satisfaisants.
Dans certains modes de réalisation, les sirops des monomères comportent des colorants et/ou des additifs. La proportion de des colorants et/ou des additifs est à déterminer en fonction de la nature du polymère et la transparence voulue du panneau. Une autre contrainte que l'homme du métier tiendra compte lors de la mise en œuvre du procédé est l'effet de ces derniers sur le taux de rétractation de la matière du produit après polymérisation et les incompatibilités possibles pouvant subvenir entre ces colorants et/ou additifs, le décor et le polymère. Ces colorants ou additifs permettent de conférer aux panneaux d'autres effets visuels ou d'autres propriétés. Les colorants des différents sirops utilisés pourront aussi être de natures différentes. D'autres additifs pourront aussi être ajoutés afin de conférer d'autres propriétés au matériau. A titre d'exemples et de manière non limitative, des composés phosphorescents ou luminescents conférant des propriétés de luminosité dans la pénombre peuvent être proposés. La présente invention permet aussi avantageusement, par l'ajout d'additifs appropriés, d'augmenter la résistance mécanique, la résistance aux chocs, l'isolation thermique ou phonique du matériau du panneau. Des propriétés d'autonettoyage ou dépollution ou facilitant le recyclage du matériau pourront aussi être proposées.
Dans certains modes de réalisation, le moule pourra comprendre des plaques en verre, en acier ou en inox ou toutes autres matières présentant les propriétés de résistances mécaniques, thermiques et chimiques utiles au procédé. Le procédé de fabrication de plaques décoration de polymère se procède par la méthode coulée bien connue dans l'état de l'art. Le procédé implique généralement l'utilisation d'un moule comprenant deux plaques de verre reliées par un joint étanche. Le verre est utilisé pour sa résistance en température et sa résistance chimique lors des étapes de polymérisation. Ce matériau présente avantageusement une faible dilatation thermique permettant un contrôle de l'épaisseur du produit. De plus, un traitement de surface des plaques de verre peut être mis en œuvre pour lui conférer une faible adhérence avec le polymère afin de faciliter le démoulage des panneaux. Il est aussi possible de traiter le verre afin de favoriser sa mouillabilité avec le sirop de monomère pour les étapes de formations de la couche réceptrice et de remplissage du moule. L'utilisation d'agent de démoulage est également souvent recommandée. De plus la transparence du verre permet avantageusement d'obtenir une indication visuelle sur l'avancement de l'étape de remplissage du moule, ainsi que sur la qualité du produit final et avantageusement de déterminer la présence de défauts de fabrication lors des différentes étapes du procédé. D'autres matériaux tels que les métaux, les polymères, les céramiques ou tout autres matières permettant de supporter les contraintes mécaniques, thermiques et chimiques du procédé pourront aussi être utilisés. Les matériaux choisis pour constituer le moule pourront présenter avantageusement d'autres caractéristiques afin de faciliter les différentes étapes du procédé. A titre d'exemples non limitatifs, les métaux tels que l'acier ou l'inox sont de bons conducteurs thermiques et facilitent une maîtrise rapide de la température lors des étapes de polymérisation et pré-polymérisation entraînant une maîtrise de la vitesse de polymérisation du produit et une maîtrise des conditions réactionnels lors de la formation de la structure caoutchouteuse des couches réceptrice et fixatrice par un contrôle du taux de liaisons chimiques engendrées. On peut aussi avantageusement sélectionner des matériaux en fonction de leur affinité avec le polymère afin d'en faciliter le démoulage.
La présente demande décrit diverses caractéristiques techniques et avantages en référence aux figures et/ou à divers modes de réalisation. L'homme de métier comprendra que les caractéristiques techniques d'un mode de réalisation donné peuvent en fait être combinées avec des caractéristiques d'un autre mode de réalisation à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné ou qu'il ne soit évident que ces caractéristiques sont incompatibles ou que la combinaison ne fournisse pas une solution à au moins un des problèmes techniques mentionnés dans la présente demande. De plus, les caractéristiques techniques décrites dans un mode de réalisation donné peuvent être isolées des autres caractéristiques de ce mode à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de fabrication de panneaux de décoration en polymère transparent, par des dépôts successifs d'au moins deux couches de polymère, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) Dépôt d'une première couche d'un premier sirop de monomère sur un moule, b) Prépolymérisation de la première couche, dite réceptrice c) Placement du décor sur la couche réceptrice d) Dépôt d'une deuxième couche d'un deuxième sirop du même monomère mais de viscosité inférieure audit premier sirop e) Prépolymérisation de la deuxième couche, dite fixatrice f) Remplissage du moule avec un troisième sirop du même monomère mais de viscosité inférieure auxdits premier et deuxième sirops g) Fermeture du moule h) Stockage du moule i) Polymérisation et éventuellement post-polymérisation du polymère.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'assemblage et d'inclinaison dudit moule, mise en œuvre préalablement à l'étape de remplissage du moule, pour faciliter ce remplissage par gravité.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit polymère est le polymétacryltate de méthyle (PMMA) et ledit monomère est le métacrylate de méthyle (MMA).
4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que les sirops de MMA présentent une pureté en MMA supérieure à 90 %, de préférence supérieur à 95% et idéalement de l'ordre de 99 %.
5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit deuxième sirop présente une viscosité deux fois inférieure audit premier sirop et ledit troisième sirop présente une viscosité de l'ordre de quarante fois inférieure audit premier sirop.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la préparation desdits sirops de viscosités différentes est réalisée grâce à l'évaluation de la viscosité par un viscosimètre en déterminant la durée de vidange des sirops à travers une coupe normalisée de contenance de 100 ml_ à plus ou moins 5% près à travers un trou de vidange de 3 mm à plus ou moins 5% près.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit premier sirop présente une viscosité entre 4000 et 4300 secondes, à plus ou moins 10% près, ledit second sirop présente une viscosité entre 1900 à 2400 secondes à plus ou moins 10% près, et ledit troisième sirop présente une viscosité de 70 à 90 secondes, à plus ou moins 10% près.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les étapes a) et b) peuvent être répétées avant placement du décor.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les étapes a) à e) peuvent être répétées pour placer le décor dans des couches réceptrices successives.
10. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9 caractérisé en ce que l'inclinaison du moule par rapport au sol est située entre 20° et 40°, avantageusement entre 25° et 35°, de préférence à 30°.
1 1 . Procédé selon les revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les étapes de prépolymérisation s'effectuent à une température sélectionnée entre 25°C et 35°C, de préférence à 30°C pendant une durée se situant avantageusement entre 4 heures et 8 heures, de préférence 6 heures.
12. Procédé selon les revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche réceptrice issue du premier sirop de MMA est avantageusement comprise entre 3 et 10 mm, de préférence 5 mm et en ce que l'épaisseur de la couche fixatrice est avantageusement comprise entre 1 à 5 mm, de préférence entre 1 à 2 mm.
13. Procédé selon les revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'étape de stockage du moule pour permettre l'homogénéisation de densité s'effectue pendant entre 3 heures et 10 heures, de préférence pendant 5 heures.
14. Procédé selon les revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'étape de polymérisation à une température sélectionnée entre 35°C et 60°C, de préférence 50°C.
15. Procédé selon les revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'étape de polymérisation s'effectue entre 4 heures et 36 heures.
16. Procédé selon les revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de préparation des sirops MMA comprenant l'ajout de poudre de PMMA.
17. Procédé selon les revendications 1 à 16 caractérisé en ce que le moule comprend des plaques entre lesquelles les couches de sirop sont coulées.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les plaques du moule comportent au moins une plaque inférieure (1 ) et une plaque supérieure (3) reliées entre elles par des moyens étanches (2) situés à la périphérie du moule présentant une ouverture de remplissage.
19. Procédé selon l'une des revendications 17 à 18 caractérisé en ce que les plaques du le moule sont planes, lisses ou présentent un relief ou une courbure pour former des panneaux présentant le même relief ou courbure.
20. Procédé selon les revendications 17 à 19 caractérisé en ce que les plaques du moule sont en verre.
21 . Procédé selon les revendications 1 à 20 caractérisé en ce que la prépolymérisation s'effectue en atmosphère chaude, par exemple dans une étuve.
22. Procédé selon les revendications 1 à 21 caractérisé en ce que la polymérisation s'effectue dans un bain ou une piscine contenant un liquide permettant un contrôle homogène de la température du moule.
23. Système de fabrication de panneaux décoratifs, comportant au moins un moule comprenant une plaque inférieure et une plaque supérieure reliées par des moyens étanches sur leurs bords et au moins une enceinte chauffée pour accueillir au moins un moule contenant au moins une couche d'un sirop de monomère et caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'inclinaison du moule pour le dépôt d'un second sirop de polymère après placement de décor sur une couche d'un premier sirop prépolymérisé dans le moule.
24. Système selon a la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un viscosimètre pour la préparation de sirops de polymère ayant des viscosités différentes, grâce à la détermination de la durée de vidange du sirop au travers du viscosimètre formé par une coupe normalisée de contenance de 100 mL à plus ou moins 5% près à travers un trou de vidange de 3 mm à plus ou moins 5% près.
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