Brevet FR2553709A1 — publié le 19850426

L'invention se rapporte à une matrice possédant une structure superficielle destinée à la production de gravures estampées sur des panneaux comprimés en matière plastique, sur des stratifiés de matière plastique ou équivalents et à un procédé de formation de structures superficielles sur une matrice. On utilise des matrices du genre indiqué au début, par exemple, dans l'industrie du meuble, pour donner une structure superficielle à des panneaux de matière plastique en PVC, ou en polyester, des panneaux en liège, des panneaux de particules revêtus de films de mélamine, des stratifiés comprimés à base de matière thermodurcissable, et équivalents, qui possèdent fréquemment comme formation de structure, des reproductions de pores de bois, des madrures fines ou grossières, des images figuratives, ou d'autres structures superficielles quelconques. La structuration s'effectue habituellement dans des presses chauffantes hydrauliques à étages, à l'aide de plateaux de presses-matrices de grand format, qui sont montées dans des presses chauffantes et peuvent être interchangées entre elles selon la gravure estampée désirée. Pour produire des gravures d'estampage sur des matrices, on applique différents procédés connus en soi. Un procédé très long et difficilement reproductible consiste dans la gravure à la main au moyen d'un burin ou d'une aiguille, ou à l'aide d'une machine à graver. Selon un autre mode de fabrication, qui est utilisé en pratique dans une proportion prédominante et est connu sous le nom de gravure chimique, on dépose ce qu'on appelle une matière de réserve de gravure sur la surface d'un plateau de presse métallique, au dessin de l'image de structure désirée. Les zones de surface comprises entre les zones recouvertes de la matière de réserve de gravt)- re sont ensuite attaquées par un traitement d'attaque chimique consécutif, ce qui forme des creux correspon dants dans la matière. Le dépôt de la réserve de gravure s'effectue de préférence par un procédé de reproduction photographique ou par un traitement à l'écran de soie. Dans le procédé de reproduction photographique, on recouvre ou enduit le plateau de presse d'une pellicule d'une matière plastique photosensible. On recouvre d'un original à reproduire constitué par un négatif photographique. Après l'exposition et le fixage, on élimine la matière non fixée et, ensuite, on procède au traitement de gravure. Indépendamment des coûteux travaux de préparation correspondants à la formation de la pellicule, ce procédé connu exige l'utilisation de coûteux dispositifs photographiques et d'exposition. En outre, dans le procédé de reproduction photographique, une commande très précise du processus de gravure est indispensable pour limiter à un minimum le nombre des opérations de gravure successives, ceci dans des objectifs de qualité et d'économie de fabrication.Etant donné que la qualité de chaque opération de gravure élémentaire est également influencée par la composition de la matière de la matrice, les moindres variations de la matière conduisent à des variations de résultats de la gravure et, de ce fait, inévitablement, à des altérations de la reproduction sur les produits finis. Dans le cas de commandes importantes qui nécessitent plusieurs charges de fabrication successives, il en résulte que les structures des produits finis sont différentes à chaque charge, de sorte qu'on obtient de grandes proportions de rebuts. Dans un autre procédé connu, la matière de réserve de gravure est déposée sur une plaque métallique au moyen d'un rouleau d'impression à l'écran de soie. Le rouleau d'impression à l'écran de soie est muni d'un pochoir périphérique, correspondant au motif à estamper, et qui est constitué, par exemple, par une tôle perforée ou par une toile métallique. A l'intérieur du rouleau est agencée une racle servant à déposer la matière de réserve de gravure sur la plaque métallique en la faisant passer à travers la tôle ou la toile. Dans ce procédé également, l'image est formée au moyen d'une couche photosensible déposée sur un tube de gaze textile, à travers les régions non recouvertes de laquelle la matière de réserve de gravure est déposée. De même que le procédé photographique, ce procédé exige des équipements méca- niques relativement coûteux.Egalement dans le procédé d'impression à l'écran de soie, les possibilités d'utilisation d'une réserve de gravure sont affectées d'étroites limites parce qu'on ne peut pas toujours déposer uniformément la matière de réserve de gravure à travers le fin tissu de gaze, de sorte qu'on ne peut pas obtenir des reproductions exactes de structures superficielles, en particulier de structures fines très denses. I1 n'est pas possible de réaliser des reproductions de pierre, par exemple de structures de marbre ou équivalent, avec les procédés connus qui ont été décrits plus haut. il n'est pas davantage possible de reproduire des formes de filigrane très fines. La pratique a montré qu'à peu près la moitié des reproductions de structures que l'on peut se procurer actuellement sur le marché sort des limites d'application des procédés de gravure chimique connus. Le but de l'invention est de créer une matrice de presse simple et un procédé économique de fabrication d'une telle matrice, avec laquelle matrice on puisse réaliser des reproductions extrêmement précises de structures superficielles données et dont le domaine d'utilisation couvre toutes les structures superficielles imaginables et qu'on trouve actuellement sur le marché. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la matrice est composée d'une couche métallique déposée à partir d'un électrolyte métallique ou d'ailia- ge métallique, qui est éventuellement soumise ultérieu rement à un traitement d'amélioration superficielle. Grâ- ce à l'invention, on peut se dispenser totalement de l'application des procédés de gravure chimique connus, et éviter entièrement leurs inconvénients. Des recherches ont montré que la précision de reproduction des structures obtenues avec la matrice selon l'invention est telle que les reproductions ne peuvent pas être distinguées du document original, même par des spécialistes. Le domaine d'utilisation de structures superficielles qui peuvent être représentées avec une seule et même matrice a pu être considérablement élargi.Des expériences ont montré que, par application de 11 invention, un grand nombre des structures superficielles qui ne pouvaient être obtenues jusqu'à présent qu'avec des procédés spéciaux coûteux, peuvent être réalisées par un procédé unique. La couche pelliculaire formée par dépôt à partir de l'électrolyte métallique ou d'alliage possède les propriétés de résistance à la traction, à la pression et à la flexion d'une tôle métallique d'une épaisseur correspondante. Grâce à ces propriétés, il est possible de monter la matrice dans une presse de compression et de procéder à une impression ou à un estampage, ce qui permet d'obtenir une reproduction beaucoup plus précise de l'image de structure produite. On a observé en outre, comme avantage particulier, le fait que même les reproductions produites avec la matrice selon l'invention peuvent être utilisées à présent comme formes mâles, c'est-à-dire comme produit de départ pour l'image de structure, ce qui est à imputer en premier lieu au degré élevé de similitude de la reproduction que l'on a pu atteindre. Cet avantage présente une importance particulière parce que, lorsqu'on les utilise plusieurs fois et qu'on les laisse au repos pendant longtemps, les motifs de départ ou formes mâles se modifient inévitablement et continuellement et que, de ce fait, la qualité des reproductions ultérieures est moins bonne. Finalement, la matrice selon l'invention n'a pas à être toujours plane mais, au contraire, elle autorise toutes les autres configurations. Pour stabiliser la matrice, on fixe avantageusement la couche métallique à un corps support par sa face arrière. Pour améliorer le taux d'utilisation d'une matrice dans une presse à étages, il est avantageux de fixer une couche métallique sur la face avant et une autre sur la face arrière d'un même corps support. En variante, il est également possible de fixer directement une couche métallique à la face arrière d'une autre couche métallique. L'épaisseur de la couche métallique est avantageusement comprise entre 0,1 et plusieurs centimètres. Selon l'invention, le procédé de production de telles matrices consiste en ce qu'on soumet une forme mâle présentant la structure superficielle de la matrice à un traitement préalable comprenant plusieurs phases de traitement successives, on l'enduit d'une couche de laque conductrice et d'un agent de démoulage, ensuite, on suspend la forme mâle en cathode dans un bain d'électrolyte métallique ou d'alliage métallique et on la laisse séjourner dans le bain jusqu'à ce qu'il se soit déposé une couche de métal d'épaisseur suffisante sur la couche d'agent de démoulage, après quoi on extrait la matrice du bain et on sépare la couche métallique de la forme mâle pour l'utiliser comme matrice.Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre d'une façon très simple et très économique et il représente la condition à res- pecter pour la production de matrices d'une qualité de surface extrêmement élevée, et qui possèdent les avantages décrits à propos du produit. Selon une caractéristique essentielle du procédé, la couche métallique séparée est améliorée en surface, par exemple, durcie, polie, lissée, chromée, nicke lée, laquée ou équivalent. Pour stabiliser la couche métallique, on la réunit avantageusement à un corps support. On peut utiliser avantageusement comme forme mâle une bande sans fin structurée pour obtenir la couche métallique séparée de la forme mâle sous la forme d'une bande sans fin. Selon l'invention, la couche métallique peut être structurée sur une seule face ou, selon une autre caractéristique du procédé, elle peut présenter une structure sur sa face avant et une autre sur sa face arrière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé. On a utilisé comme produit de départ, c'est-àdire comme forme mâle, un panneau stratifié comprimé en matière thermodurcissable d'une largeur de 600 mm et d'une longueur de 1 000 mm, qui possédait comme motif de structure une madrure de bois. L'épaisseur de la plaque était d'environ 3 mm. La plaque a été dégraissée et, ensuite, enduite par pulvérisation d'une solution de laque conductrice composée d'argent pur et de fractions constituées par des solvants. En remplacement, on peut utiliser également comme laque conductrice du graphite, du cuivre ou équivalent. La couche de laque conductrice a été ensuite enduite d'un agent de démoulage habituel du commerce. On a suspendu la forme mâle ainsi préparée en qualité de cathode dans un bain d'électrolyte qui était composé de nickel pur et que l'on peut se procurer dans le commerce.En remplacement d'un électrolyte de métal pur, on peut également utiliser un électrolyte d'alliage métallique. Comme électrolytes on peut également utiliser, par exemple, le nickel, le cuivre, le chrome, les alliages de nickel-chrome, cuivre-zinc, fer-manganèse et équivalents. On a laissé la forme mâle séjourner dans le bain pendant 24 heures. Après l'avoir extrait -du bain, on a constaté qu'il s'était déposé sur la couche d'agent de démoulage une couche de nickel d'une épaisseur de 0,5 cm. On a séparé la couche métallique de la couche d'agent de démoulage de la forme mâle sous la forme d'une feuille flexible. L'image de structure de l'original constitué par la forme mâle s'était reportée sur la feuille avec une précision de reproduction extrêmement grande. On a découpé la feuille sur tout le tour, au format et, pour la stabiliser, on l'a collée par toute la surface de sa face arrière sur une plaque support métallique. Cette plaque support peut également être composée d'une matière plastique, d'une matière céramique ou de n'importe quelle autre matière appropriée. La fixation de la feuille sur la plaque support peut naturellement être également réalisée par brasure, soudage ou par une liaison purement mécanique.Dans une phase de travail suivante, on a durci, poli et chromé la matrice composite ainsi obtenue, pour obtenir une qualité de surface désirée et, ensuite, on a utilisé cette matrice composite en tant que matrice définitive dans une presse à étages connue, dans laquelle les gravures d'estampage correspondant à llima- ge de structure de la matrice ont pu être reportées sur des panneaux comprimés en matière plastique. Sous l'effet de l'opération intermédiaire de polissage de la matrice, on a obtenu sur le panneau comprimé une image de structure brillante. Selon le traitement intermédiaire de la matrice, il est naturellement également possible d'obtenir un aspect mat ou semi-mat. Dans la section de la matrice selon l'invention qui est représentée sur le dessin, les feuilles matrices (couches métalliques) collées sur la face avant et sur la face arrière d'une tôle support sont désignées par 2 et 3. Les couches de colle portent les références 4 et 5. Ici, les surfaces structurées sont dirigées vers l'extérieur, c'est-d-dire qu'elles sont à l'opposé de la tôle support. La- tôle support peut également n'être munie d'une couche métallique 2 ou 3 que sur une seule face. De même, il est également possible de coller les deux couches métalliques 2 et 3 directement l'une sur l'autre par leurs faces arrière. Ce mode de production est appliqué de préférence lorsque les couches mdtalli- ques sont suffisamment épaisses pour qu'on puisse se dispenser d'une tôle support pour assurer une stabilisation additionnelle. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art à l'exemple de réalisation décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Matrice présentant une structure superficielle, destinée à la production de gravures estampées sur des panneaux comprimés en matière plastique, sur des stratifiés de matière plastique ou équivalents, caractérisée en ce qu'elle est composée d'une couche métallique (2, 3) formée par dépôt à partir d'un électrolyte métallique ou d'alliage métallique, couche qui est éventuellement soumise ultérieurement à un traitement d'amélioration superficielle. 2 - Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche métallique est fixée à un corps support (1) par sa face arrière. 3 - Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une couche métallique (2) est fixée sur la face avant d'un corps support (1) et une autre (3) sur la face arrière de ce corps support (1). 4 - Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux couches métalliques sont fixées directement l'une à l'autre par leurs faces arrière. 5 - Matrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'épaisseur de la métallique est comprise entre 0,1 cm et plusieurs centimètres. 6 - Procédé pour former des structures superficielles sur une matrice, en particulier, pour produire des gravures estampées sur des panneaux comprimés en matière plastique ou sur des stratifiés de matière plastique ou équivalents, caractérisé en ce qu'on soumet une forme mâle présentant la structure superficielle de la matrice à des phases successives d'un traitement, on l'enduit d'une solution conductrice et d'un agent de démoulage, ensuite, on suspend la forme mâle en qualité de cathode dans un bain d'électrolyte métallique ou d'alliage métallique et on la laisse séjourner dans le bain jus qu'à ce qu'il se soit déposé une couche de métal suffisamment épaisse sur la couche d'agent de démoulage, après quoi on extrait la matrice du bain et on sépare la couche métallique de la forme mâle pour l'utiliser comme matrice. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en- ce qu'on soumet la couche métallique séparée à un traitement d'amélioration superficielle, par exemple de durcissement, polissage, lissage, chromage, nickelage, laquage ou équivalent. 8 - Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que, pour la stabiliser, on fixe la couche métallique à un corps support. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise comme forme mâle une bande sans fin structurée et qu'on détache la couche métallique de la forme mâle sous la forme d'une bande sans fin. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'on munit la couche métallique d'une structure sur une seule face. 11 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'on munit la couche métallique d'une structure sur la face avant et sur la face arrière.