Brevet FR2532590A1 — publié le 19840309

-.à 2532590 PROCEDE POUR LA MISE EN PLACE EN SERIE D'UNE FEUILLE DE DECORATIO 4 ET DWUN VERNIS DE PROTECTION SUR DES PANNEAUX OU EOUIVALENTS PAR BOMBARDEM 1 ENT ELECTRONIOUE ET PANNEAUX DECORES OBTENUS PAR CE PROCEDE. La presente invention concerne les Drocadès mour la mise en place d'une feuille de decoration Par exemple un plapier présentant un motif lmprlm 9, un grain déterminé ou équivalent, sur des panneaux ou éulvalents Elle concerne plus precisément l'obtention d'ensembies de panneaux plats avec leur décoration présentant à la fin des proprletés de dureté, de résistance a l'abrasion et aux éraflures que ne presentalent pas au départ la feuille de décoration utilisée: le faisceau d'électrons permettant d'obtenir, à l'interleur, même de l'ensemble une structure monolithique permanente. On a déjà utilisé le bmbardement électronique pour traiter des revêtements de Dois ou équivalents, par exemple pour obtenir des aggloméres ayant des surfaces glacées ou des panneaux bon marché pour faire des portes des meubles ou autres Plus récemment comme, décrit par exemple par Helmer R A dabs un article intitule "Introducing New Electron Beam Cured Decorative Composite Panels', publie le 14 juillet 1979 par Furniture Manufacturing Management, on a déposé un papier imprimé de finition sur un substrat en forme de panneau l'adhésif étant traité par bombardement -électronique. De tels procédés mettent en oeuvre un traitement de l'adhésif aux ultraviolets sur le substrat avant d'appliquer le papier imprimé de finition, puis l'iapplication d'un vernis suivie par le traitement par balayage de faisceaux d'électrons sur l'ensemble Cette opération ne permet pas le "mouillage du papier par l'adhésif traité, et il en résulte que l'adhésif et le vernis sont, en pratique, traités A des moments dilfférents et l'ensemble obtenu comporte plusieurs couches reliées par un vernis vlsible. 2 2532590 Scion c autres npc O eds i adhêszt (tei quun acétate de polyvinyle émulsînne Ou 8 aulvalent) est traité tnermiquement par éclair en seconde êtape, Puis acti-' ultérieurement Par rouleau chauffé Pendant iopération, ie -ernis étant traité par faisc Eau 1 délectrons Ici encore cependant, 1 iaahésit est peu sensible au traitement par électrons, le procédé anteroisant llimprégnation du papier de finition au moyen de l'adhésif et le traitement complet de l'adhesif au moment du traitement du vernis. L'ensemble résultant est encore une fois constitué de couches reliées entre elles, le vernis étant apparent au dessus du papier. i O A la base de la présente invention se trouve le fait que l'on peut obtenir un effet de synergie en mettant en oeuvre un procédé différent selon lequel le papier posé sur le substrat est imprégné' par le vernis humide (pendant un temps déterminé approprié) et est, en plus, saturé d'adhésif. Le faisceau d'électrons traite alors simultanément le vernis et l'adhésif, ce qui-permet d'obtenir non seulement un ensemble dont les couches sont simplement reliées entre elles et peuvent être séparées, mais également, et de façon inattendue, une nouvelle interpénétration du papier et du panneau grèce à une structure monolithique pénétrant dans le papier, rendant ce dernier plus dur et résistant aux éraflures; on ne voit alors pratiquement plus le vernis au dessus du papier, la surface visible étant, comme il est souhaitable, la décoration du papier (pourtant durci). La présente invention a donc pour objet un procédé nouveau et perfectionné, par bombardement électronique, pour la mise en place en série d'une feuille de décoration et d'un vernis de protection ou équivalent sur des panneaux ou équivaients, mettant en oeuvre un effet de synergie pour obtenir de nouveaux panneaux décorés présentant de meilleures propriétés que les précédents panneaux tels ceux décrits clavant. 3 -2532590 Un autre objet de la présente invention est un procédé particuièérement adapté A la fabrication en série de panneau déScores: En bref, selon 1 un de ses as Pects, îlnvention concerne un procédt -'Pour la mise en place en série d'une feuille de décoration et a'un vernis sur un substrat tel un panneau ou équivalents selon lequel on applique sur une surface du dit panneau un enduit humide adhésif traitable par électrons et d'une viscosité suffisante pour déterminer une surface finale'-relativement laneq - on applique une feuille de décoration perméable aux liquides, 0 normalement flexible, sensible aux éraflures et aux marques, sur la dite surface finale recouverte de lenduit adhésif, on applique une laque liquide humide ou équivalent en tant que vernis, de faible viscosité et traitable par électrons A la surface supérieure de la feuille de décoration, on laisse reposer un temps déterminé suffisant le dit vernis sur la dite feuille de décoration pour lui permettre de pénétrer dans la dite feuille de décoration jusqu'è être en contact avec la dite surface finale recouverte du dit enduit adhésif - on imprègne-totalement la dite feuille de décoration avec le vernis restant, s'il en reste au dessusmde la dite feuille de'décoration, puis on dirige un faisceau d'électrons sur la dite feuille de décoration avec une énergie et une dose suffisantes pour polymériser' la laque humide infiltrée dans la feuille de décoration et au contact avec la surface finale de l'enduit adhésif, transformant la feuille de décoration en un film polymère raide et dur, résistant aux éraflures, aux marques et aux coups, et lié par une structure permanente monolithique au dit panneau. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci-appara Mtront plus, clairement à la lecture de la description qui suit de moues préférés de réalisation et à laquelle deux planches de dessins sont anne Xmées. 4 -4 2532590 La Figure i iiiustre les trois premières étapes du procédé selon l'invention, La -Figure 2 est u graphique illustrant la pénétration du faisceau diélectrons dans les différentes couches en fonction de la dose, et La Figure 3 est une microphotographie d'un Papneau plat en aggloméré pourvu d'une feuille de décoration et d'un vernis, agrandie 200 fois, pour illustrer l'effet d'lnterpénêtration due à la structure monolithique obtenue selon l'invention. Bien que différents types de générateurs de faisceaux d'électrons puissent i etre utilisés pour la mise en oeuvre du procédé selon 'iïnvention, et entre autres des générateurs à balayage, on préfère utiliser des générateurs de faisceaux linéaires tels que décrits dans les brevets américains 3 702 412, 3 745 396, et 3 769 600 et notamment l'appareil connu sous le non 'Electrocurtainn référencé CB 20 /140/98 et développé par Energy Sciences "Inc L'utilisation de tels appareils pour le traitement par faisceaux d'électrons de revêtements adhérents à des textiles ou a d'autres surfaces lors d'une production en série est, par exemple, décrite dans le brevet américain 4 246 297 Pour mettre en oeuvre le procédé selon la présente invention, on peut 2 & utiliser un tel appareil ou un appareil similaire de manière à traiter de façon continue des -panneaux présentant une grande surface A titre iliustratif, notamment perce que cela implique le traitement des-surfaces importantes des produits de construction ou équivalents, on décrira plus spécifiquement le traitement des panneaux agglomérés plats ou de substrats équivalents sur lesquels on dispose un papier imprimé ou un revêtement plastique de décoration qui, à son tour, doit être recouvert de manière à présenter une surface externe de protection. -Avant le traitement-et le bombardement électronique dans cet exemple, le panneau à l'état brut est normalement d'abord sablé et nettoyé Puis, comme représenté figure l(A), on applique un enduit adhnésif humide 3 traitable au moyen d'électrons, présentant une viscosité assez faible pour pénétrer dans les fibres du panneau, comme représentée mais aussi suffisante pour déterminer une surface relativement stables plane et g 3 uniforme, sur la surface supérieure du panneau 1 à décorer, par des Moyens conventionnels (non représentés) tels que' par exemple, un encolleur à rouleaux inversés ou équivalents ou les moyens décrits dans le brevet américain précité 4 246 297. On a représenté figure 1 i B) un papier de finition 5 ou 'imprimé l O ou autrement décoré ou équivalent normalement flexible et sensible aux éraflures et aux marques, et de préférence légèrement poreux ou tout au mins sensiblement perméable aux liquides, appliqué sur i'enduit adhésif 3 qui recouvre le panneau 1 En pratique, après bise & plat du papier imprimé 5 (par exemple par un déroulement classique non représenté) sur le panneau recouvert de l'enduit adhésifg le papier peut être découpé de manière à permettre la séparation ultérieure des panneaux. On applique alors sur le papier 5 un vernis 7 liquide pouvant être traité par électrons, généralement avec un encolleur en rideau dans une partie d'un convoyeur présentant une vitesse de transport différentielle élevée 22 schématiquement représenté par une flèches de manière & assurer, selon l'invention, un telps déterminé suffisant avant d'atteindre la section 9 (fig 1 (C)l des faisceaux & électrons pour que le vernis pénètre dans et & travers le papier-5 jusqu'à être en contact avec l'enduit adhésif 3, lequel pénètre également dans le papier 5 en sens inverse Il est préférable que le vernis repose un temps sufflsant pour imprégner totalement le papier 59 le temps étant déterminé de Manière & ce que le vernls soit en pratique totalement absorbé par le papier 5 et ait atteint l'enduit adhésif 3, et qu'il ne reste plus, ou pratiquenent plus, de vernis visible au dessus du papier 5. 6 225325 '90 i'our certaines applications, il peut être souhaitable de laisser un vernis résiduel, par exemple pour des raisons fonctionnelles telles que la texture d Oune surtace ou la résistance à 1 'abrasion, ce que l'on peut aisément obtenir en modifiant l'épaisseur et la viscosité du vernis et le 0:t temps déterminé de manière à limiter l'imprégnation du'papier. A ce moment, le produit atteint la station 9 de bombardement électronique de la figure l(C), transporte selon la flèche horizontale, pour simultanément traiter le vernis et les matériaux adhésifs qui ont pénétré dans le papier 5 et obtenir la nouvelle structure unitaire monolithique i O précédemment décrite du panneau 1, tandis que le papier 5 devient un film polymère durci et raide qui, contrairement au papier d'origine, résiste aux éraflures, aux marques et aux coups Le mélange interactif de l'enduit adhésif, du vernis dans le papier et de la partie supérieure du panneau résultant de cette structure monolithique inattendue peut être clairement observé sur la microphotographie agrandie 200 fois de la figure 3, ce qui montre l'intégration de l'ensemble papier-panneau ( 100 g/m 2). Un panneau typique, tel que représenté figure 3, nécessite environ 50-g/m 2 de vernis avec un papier imprimé 5 de 30 g/m 2 et jusqu'à 70 g/m 2 d'adhésif a En conséquence, il est nécessaire d'effectuer un traitement uniforme ié Pour au moins 150 g/m 2 de matière (ce qui peut facilement atteindre 250 g/m 2 si l'on utilise à la place du papier un vinyle imprimé de 100 microns d'épaisseur pesant environ 130 gim 2) Les vernis 7 appropriés sont de l'acrylique, de l'epoxyde ou de l'uréthane; le papier est du papier de riz ou du papier à base de nitro-cellulose; les adhésifs sont également en acrylique, epoxide ou uréthane Le temps approprié de repos pour un papier de riz de 30 g/m 2 et un vernis constitué par une laque acrylique dé 50 Qg 2 est de Vordre de 10 secondes Les panneaux de bois 1 ont une épaisseur comprise entre 0,3 et 3 cm Le vernis a une épaisseur comprise entre 50 et 100 microns. -7- Le pouvoir de pénetration du générateur d'électrons 9 est important, notamment pour les produits plats et il est essentiel que lie traitement soit effectué uniformément et simultanément de manière à éviter toute possibilité de gonflement ou de sollicitation du vernis résuitant d'un traitement inadéquat La figure 2 représente les résultats mesurés de pénétration du panneau décrit ci-dessus, avec un faisceau d'électrons tonctionnant avec des tensions de 175 à 200 k V Les courbes montrent-que les points-milieu du profil de traitement ou d'énergie dans le produit sont respectivement égaux à 170 et 250 g/m 2 à ces niveaux de fonctionnement, c'est-à-dire 0,17 mn et 0725 mm pour un matériau de ensi tté êa_ N t Gnonnem sors-des tensions supérieures à 225 k V ( 300 g/m 2 ou 030 mm) donne une marge de sécurité pour des applications aux panneaux épais et pour des vitesses de fonctionnement de l'ordre de 22 à 60 mètres par minute Le générateur sus-indiqué de faisceaux linéaires assure une uniformité du faisceau à + 10 l près jusqu'à une largeur de 1,35 m sur le plan du produit à traiter avec une zone plané de traitement (demi-largeur de 5 cm au niveau du plan du produit), uniforme, et à basse dose (entre 2 et 4 mégarads environ) permettant d'avoir l'assurance d'une polymérisation complète du vernis et de l'adhésif On peut aisément rendre inerte la zone de traitement et mettre en oeuvre une ventilation efficace de l'équipement de traitement - Les panneaux 'ont généralement comme dimensions 1,2 a sur 2,5 m, et l'équipement de traitement destiné & traiter en continu les panneaux fait 12,4 x 1,56 x 1967 m, pour pouvoir être utilisé à des vitesses allant jusqu'à 60 m/mn comme indiqué précédemment. Le procéd dé crit lci permet d'obtenir un produit entièrement traité par bombardement électronique, ce qui présente beaucoup d'avantages par rapport aux autres procédés, en particulier en ce qui concerne les panneaux de 8,75 mm d'épaisseur d'aggloméré sous haute pression Des tests conduits avec un vernis solide blanc pigmenté généralement utilisé pour les panneaux pleins, du type 'Pittsburg Plate 6 lass Coatings R 109 W 6 b, ou clair pour papier imprimé à grain du genre bois du type R 11 N 66 ont donné des taux de résistance aux éraflures (Hoffman) respectivement de 1880 et de 1108, alors que les panneaux habituels en aggloméré haute pression présentent un taux de 400. Comme indiqué précédemment, on peut utiliser des couches fines de plastiques dont le type est fonction du degré de pénétration possible De même, on peut utiliser d'autres types de substrat ce qui permet d'obtenir quand même au moins certains avantages apportés par l'invention. Bien que seul un mode de réalisation de celle-ci ait été décrit, il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans le même esprit ne sortirait pas du cadre de la présente invention. * * * 9 - REVEND I CAT IONS 1 Procédé pour la sise en place en série d'une feuille de décoration et d'un vernis de protection sur des panneaux ou équivaients, caractérisé en ce que: on applique sur une surface du dit panneau un enduit adhésif humide ( 3) traitable par électrons, d'une viscosité suffisante pour déterminer une surface finale relativement plane; on applique une feuille de décoration ( 5)9 perméable aux liquides, normalement flexible, sensible aux éraflures et aux marques, sur la dite surface finale; on applique une laque liquide humide ou équivalent en tant que vernis 7 I traitable par électrons et de faible viscosité, sur la surface supérieure de la dite feuille de décoration ( 5); on laisse reposer un temps déterminé suffisant le dit vernis feuille de décoration ( 5) an un film polymère raide et dur, resistant- aux éraflures, aux marques et aux coups, et lie au dit panneau ( 1) par une structure permanente monolithique - 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le dit panneau ( 1) étant en aggloméré fibreux, le dit enduit ( 3) pénètre superficiellement dans le panneau. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bombardement électronique est effectué avec une dose de 2 à 4 mégarads environ sous une tension de faisceau comprise entre 175 et 250 k V environ, le panneau ( 1) avec sa feuille de décoration ( 5) circulant sous le faisceau à une vitesse comprise entre 22 et 60 mètres par minute. 4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dit panneau ( 1) fibreux étant constitué de fibres et de particules de bois ou équivalent, la dite feuille de décoration ( 5) est un matériau semblable au papier, perméable aux liquides, tel qu'un papier de riz ou équivalent. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les épaisseurs au début du vernis ( 7), de la feuille de décoration { 5) et de l'enduit adhésif ( 3) sont sensiblement égales, celles du dit enduit étant légèrement supérieure, l'épaisseur du dit panneau ( 1) étant de beaucoup supérieure. 6 Panneau décoré réalisé en mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé enr ce que la feuille de décoration en papier imprégné de vernis est durcie comme une surface polgmérisée résistant aux érarljures par une structure monolithique permanente et liée à l'enduit adhésit interne durci et polymérisé fixé à la paroi supérieure du panneau. l I - 7 Panneau selon la revendication 6, caractérisé en ce que les êAaisseurs de l'enduit adhésif durci et de la feuille de décoration durcie sont tables par rapport à celle'du panneau. a Panneau selon la revendication 7 caractérisé en ce que les épaisseurs de la feuille de décoration durcie, de l'enduit adhésif durci et du panneau sont Respectivenent de l'ordre de 50 à 100 microns, 50 microns et 3 cm. 9 Panneau selon la revendication 79 caractérisé en ce qu'il y a au début de l'ordre de 50 g/n 2 de vernisq 30 g/n 2 de papier de décoration et 0 ï q/m 2 d'enduit adhésif.