Brevet FR2574830A1 — publié le 19860620

L'invention concerne un papier de revêtement prédécoré sur plaque de plâtre, ainsi qu'une plaque de plâtre produite avec ce papier et le procédé de fabrication du papier de revêtement de la plaque de plâtre. Une plaque de plâtre est communément utili- sée, sous l'une quelconque de plusieurs formes différen- tes, dans la construction de cloisons intérieures et de plafonds. Sous sa forme la plus courante, un papier de revêtement de couleur crème forme l'extérieur de la paroi, les joints sont recouverts d'une matière à base de ciment, durcissant ou séchant, et la paroi d'un seul bloc obtenue est peinte. La couleur crème du papier de revêtement résulte du choix des fibres utilisées dans la couche de surface lors de sa fabrica- tion et/ou des colorants qui y sont incorporés. On a mis au point et commercialisé d'autres formes de plaques de plâtre conçues pour réduire le travail demandé pour la construction, la finition et la décoration de la paroi. Ces autres formes entraînent généralement une augmentation substantielle du coût du produit et rencontrent peu 4e succès à moins qu'elles présentent aussi une surface relativement sans entretien, justifiant l'augmentation de coût. Dans ces cas, l'aug- mentation du coût atteint généralement un niveau tel qu'il est difficile, pour les consommateurs, de le justifier, sauf dans de grandes structures commerciales o les coûts d'entretien résultants sont relativement importants. Un problème auquel on est confronté lorsque l'on tente d'utiliser une bande prédécorée de papier lors de la fabrication, ensuite, d'un panneau ou d'une plaque à âme de plâtre et revêtement de papier, est la nécessité de réaliser une surface résistante tout en maintenant une porosité suffisante, à travers le papier prédécoré, pour que, après que le plâtre et le papier ont été associés, les panneaux nouvellement formés puissent être séchés par élimination à haute température de l'eau excédentaire dans l'âme, à travers le papier de revêtement prédécoré. Des essais antérieurs pour produire des papiers de revêtement prédécorés à utiliser dans la fabrication de plaques ou panneaux de plâtre impliquaient généralement l'application d'un revêtement qui diminuait excessivement la porosité. Une solution antérieure à ce problème, décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 694 298, suggère un gaufrage du papier après qu'il a été appliqué, le cas échéant par plusieurs opérations de gaufrage, jusqu'à l'obtention de la porosité souhaitée. On recherche toujours un panneau ou une plaque de plâtre prédécoré, peu coûteux, pratiquement sans entretien, pouvant justifier son sur-coût par rapport à une plaque de plâtre normale à revêtement crème, dans la construction d'habitations domestiques, notamment de constructions préfabriquées. L'invention concerne un papier prédécoré sur plaque de platre aenvenant à une utilisation dans la fabrication de plaques ou panneaux de plâtre sur un appareillage de fabrication normal, ainsi qu'une plaque de platre réalisée à l'aide de ce papier et ayant pour caractéristiques essentielles l'absence d'entretien. Conformément à l'invention, un papier sur plaque de platre à face blanche ou à face crème est d'abord imprimé par rotogravure, sur toute sa- surface avant, d'une couche de base en latex aqueux clair ou teinté, thermodurcissable, catalysé ou auto- réticulant, présentant de très petites ouvertures ou lacunes très étroitement espacées sensiblement sur toute son étendue, lesquelles zones ouvertes peuvent être continues avec de fines zones discontinues de la couche de base, ou de fines zones discontinues entourées de zones conti- nues ou jointives de la couche de base, ou un ensemble des deux qui, après séchage relativement instantané, reçoit par surimpression une encre contenant une résine thermoplastique à haute teneur en liant, qui peut être appliquée sur toute proportion souhaitée de la surface totale, avantageusement en deux à huit étapes séparées d'impression avec, par conséquent, 2 à 8 couleurs ou 10. teintes différentes produites dans le revêtement décora- tif supérieur. La couche de base est ensuite amenée à maturation. L'invention a pour objet un papier prédécoré nouveau pour la fabrication d'une plaq-u ou d'un panneau de plâtre, ainsi qu'un panneau ou une plaque de plâtre nouveau, prédécoré comportant ce papier. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un papier prédécoré sur plaque de plâtre et, par conséquent, un procédé nouveau de fabrica- tion d'une plaque de plâtre prédécorée. L'invention a pour autre objet un procédé de fabrication d'une plaque de plâtre prédécorée, ainsi que cette plaque, à un coft relativement bas, caractéri- sé par un degré élevé d'absence d'entretien. Ces objets et avantages de l'invention ressortiront plus aisément de la description détaillée qui suit des formes préférées de réalisation de l'inven- tion. Conformément à l'invention, du papier sur plaque de plâtre, d'une épaisseur d'environ 0,125 à 0,50 mm, est d'abord fabriqué à l'aide de machines à papier du type à table plate, ou Fourdrinier, ou du type à forme ronde. La qualité de la plaque de plâtre prédécorée réalisée par l'invention dépend en partie du lissé de la surface avant du papier de revêtement, un lissé compris entre environ 60 et 400 unités Sheffield étant satisfaisant pour la plupart' des dessins, et un lissé d'environ 60 à 200 unités Sheffield étant essentiel pour des dessins de haute fidélité, tels que des textures en grain de bois. Plus le nombre d'uni- tés Sheffield d'un papier quelconque est bas et donc plus ce papier est lisse, plus il est adapté à une utilisation dans l'invention. La porosité du papier à prédécorer est avantageusement comprise entre 25 et 70 secondes environ, lorsqu'elle est mesurée à l'aide d'un densimètre Gurley, conformément aux normes TAPPI T460m-49; cependant, on peut encore utiliser un papier moins poreux, dont la porosité s'élève jusqu'à 100 secondes ou plus, pour la fabrication de papier de revêtement prédécoré conforme à l'invention. Un papier plus poreux, pouvant atteindre environ 10 secondes, peut également être utilisé avec succès. Si l'on considère uniquement la porosité, plus le papier est poreux, meilleur il est pour la fabrication d'un panneau ou d'une plaque de plâtre. La valeur Cobb du papier, mesurée sur la surface avant, conformément à l'essai général de la norme TAPPI, ne doit pas être supérieure à 1,8 g. La blancheur et la couleur constantes du papier peuvent être importantes pour le maintien d'un produit constant, chaque plaque prédécorée ayant un motif donné correspon- dant à toutes les autres plaques du même motif donné. - La surface avant du papier de revêtement est d'abord imprimée, par le processus de rotogravure, de plusieurs petits points rapprochés ou de plusieurs lignes parallèles extrêmement étroites et rapprochées, vues au microscope, afin de former une couche d'une émulsion aqueuse de latex thermodurcissable présentant des ouvertures ou vides très petits, étroitement rappro- chés, lesquelles zones ouvertes peuvent être continues avec de minuscules zones discontinues de la couche de base, ou avec de minuscules zones discontinues entou- rées de zones continues ou contiguës de la couche de base, ou une combinaison des deux. Ce revêtement d'une émulsion aqueuse de latex thermodurcissable peut être clair ou teinté. Il est de préférence disposé uniformé- ment sur pratiquement la totalité de la surface avant du papier de revêtement. Cette couche de points ou lignes minuscules espacés ou analogues, formée d'une émulsion aqueuse de latex thermodurcissable, coule normalement, immédiatement après l'application, à un degré limité avant de sécher, formant une couche de base qui, une fois sèche, peut se présenter sous la forme de minuscules points ou lignes séparés ou sous la forme de minuscules points reliés les uns aux autres présentant un grand nombre d'ouvertures résultant du fait que l'émulsion des points ou des lignes est insuffi- sante pour recouvrir complètement et fermer touteétendue importante. Ces ouvertures sont espacées de distances moyennes comprises entre 2,54 et 0,025 mm, et de préfé- rence entre environ 0,8 et 0,08 mm, d'une façon relative- ment uniforme sur l'étendue de la couche de base. La viscosité de l'émulsion aqueuse de latex thermodurcissable est importante pour permettre un dépôt en quantités appropriées, par rotogravure, sur la surface avant du papier de revêtement. La détermina- tion de la viscosité, par une méthode faisant appel à un viscosimètre General Electric Zahn, doit indiquer une viscosité comprise entre environ 15 et 30 secondes, portant sur la mesure du temps mis par une quantité mesurée d'émulsion, contenue dans une coupelle de Zahn N 2, pour s'écouler par un orifice du fond, cette méthode d'essai étant communément utilisée dans l'indus- trie des encres et des peintures. De l'eau claire, testée dans une coupelle de Zahn n 2, présente une viscosité d'environ 15 secondes et, par conséquent, une valeur d'environ 15 secondes constitue la viscosité minimale d'une émulsion de latex aqueuse thermodurcissa- ble convenable. La viscosité maximale admissible est la viscosité à laquelle l'émulsion peut encore être déposée par un procédé de rotogravure. La couche de base est de préférence consti- tuée d'un copolymère auto-réagissant, réticulant, activé par la chaleur, après qu'une seconde couche de motif a été imprimée sur la couche de base. Cette activation par la chaleur, pour faire durcir la couche de base, peut être retardée jusqu'à ce que le papier ait été utilisé pour la formation d'une plaque ou d'un panneau mural de plâtre, 1l maturation étant alors effectuée dans le séchoir de la plaque, pendant le séchage de cette dernière, et pendant que l'eau excédentaire est éliminée de l'âme constituée de plâtre ayant pris. La maturation ou le durcissement forme un revêtement dur, résistant, ne présentant pas d'adhérence de contact à partir d'un revêtement qui n'était pas résistant avant le durcissement. La couche de base en latex thermodurcissable peut être constituée d'une matière acrylique auto- réagissante ou d'un copolymère acrylique-vinylique. Des exemples dtémulsionsde latex acrylique thermodurcis- sable convenable comprennent l'émulsion du type "Amsco RES 3112" venduepar la firme Union Chemicals Division of Union Oil Company, Californie, sous la référence 8262, et l'émulsion du type "Clear Gloss Aqualure" vendue par la firme Glidden Coatings and Resins Division of SCM Corporation, sous la référence 847-C-02109. Avant l'utilisation, l'émulsion "Clear Gloss Aqualure" doit être catalysée dans la proportion d'une partie en poids dé "Catalyst Convertor 297-C-12128" pour 13 parties en poids d'émulsion "Clear Gloss Aqualure". La couche de base est appliquée à raison d'environ 4,9 à 14,6 g d'émulsion à 30% de matières solides par mètre carré de papier ou environ 1,2 à 4,9 g de matières solides par mètre carré de papier. Cette émulsion est appliquée sur une bande avançant en continu, d'environ 1,2 m de largeur, constituée de papier de revêtement, par le procédé de rotogravure utilisant une presse rotative à cylindre en acier chromé, imprimant l'émulsion sous la forme de -minuscules figures étroitement espacées sensiblement sur toute la surface avant du papier de revêtement, à l'exception d'une marge non revêtue de chaque côté, d'une largeur d'environ 16 à 19 mm. Si de minuscules points sont utilisés, ils ont une dimension telle qu'il est formé des points espacés à raison de 155 à 15 500 points par centimère carré, et avantageusement à raison d'environ 465 à 6200 points par centimètre carré, c'est-à-dire environ 21,5 à 79 points par centimètre linéaire dans chacune de deux directions perpendiculaires, par exemple. Les points sont formés par l'introduction de l'émulsion dans de minuscules trous pénétrant dans le cylindre d'impression en rotogravure et déposée sur la surface du papier d'une manière similaire à celle d'une impres- sion par rotogravure à l'aide de solutions d'encre. Les trous, et les points qui en résultent, peuvent être de toute forme, circulaire, carrée, oblongue, etc., pourvu que les trous retiennent l'émulsion jusqu'à l'entrée en contact du papier et que l'émulsion soit alors déposée sur le papier, à la vitesse d'application souhaitée. En général, les trous peuvent avoir un diamè- tre moyen d'environ 0,1-27 mm et une'profondeur moyenne comprise entre environ 0,025 et Q,051 mm. Si l'on utilise une configuration de lignes étroites, il doit y avoir environ 11,8 à 118 lignes par centimètre. A titre d'exemple, le cylindre de la presse rotative peut présenter des trous ou des évidements de forme globalement hémisphérique, disposés en rangées diagonales, formant chacune un angle de 45 avec une ligne suivant la circonférence du cylindre, avec 47 trous par centimètre dans chaque direction diagonale et donc 2232 trous ou évidements par centimètre carré. Les trous ou évidements sont séparés par des nervures situées entre les évidements et s'étendant globalement en zigzag, sur la circonférence du cylindre, résultant de l'orientation en diagonale des rangées d'évidements et de la gorge étroite et peu profonde faisant communi- quer les évidements qui s'étendent à proximité les uns des autres dans les directions circonfe-,ntielles. Ce cylindre d'impression en héliogravure est qualifié comme ayant une configuration de cellules QCH dans l'industrie de l'impression par rotogravure et constitue une configuration avantageuse de cellules dans la pré- sente invention. La couche de base est séchée, mais non durcie, immédiatement et le papier revêtu de la couche de base est avancé vers plusieurs, par exemple entre environ 2 et environ 8, cylindres d'impression imprimant chacun un motif sur le papier revêtu de la couche de base, alors non durcie, l'aide de ce qui est appelé des encres résistantes à forte teneur en liant. La couche de base, une fois durcie, protège le papier et la résis- tance des encres assure leur protection. Chaque rouleau d'impression applique une partie d'un motif, chacun d'une couleur différente ou d'un ton de couleur différent, avantageusement sous forme de petites tâches, à l'aide des encres à forte teneur en liant. Ces encres sont un mélange constitué d'un pigment, d'une résine thermoplastique et d'un solvantdont aucun, pratiquement, ne réagit, de préférence, avec la couche de base. Le papier de revêtement, portant la couche de base et imprimé, est ensuite avancé directement vers une machine de fabrication d'une plaque ou d'un panneau de plâtre, ou bien est enroulé pour former une bobine provisoire destinée à être ensuite déroulée ou avancée vers une machine de fabrication de plaques ou de panneaux. Lorsqu'il est avancé vers la machine de fabrication, le papier de revêtement est transporté, sa surface avant tournée vers le bas, et une suspension aqueuse de plâtre durcissable est déposée sur la surface arrière du papier. Une bande continue de papier de dos est ensuite déposée sur la suspension de plâtre et les 1-rds du papier de revêtement sont relevés et rabattus autour des bords de la suspension, pendant que le complexe est mis sous la forme d'une plaque plane et mince. Le papier de dos peut être tout type convena- ble et connu de papier pour plaques de plâtre, de préfé- rence globalement similaire au papier de revêtement de base non enduit, en particulier en ce qui concerne le poids et la porosité, mais constitué d'une matière première fibreuse moins coûteuse, moins brillante et moins lisse, ces caractéristiques étant moins importantes sur la surface de dos de la plaque ou panneau de plâtre. Une fois formées, les plaques de plâtre de l'invention sont coupées en longueurs appropriées et passées dans un séchoir à haute température. La couche de base est amenée à maturation dans le séchoir, formant la couche très résistante essentielle à des panneaux ou plaques prédécorés. Des durées d'environ minutes à 150 C ou d'environ 30 minutes à 93 C correspondent généralement aux quantités de chaleur demandées pour produire un durcissement satisfaisant d'une couche de base thermodurcissable préférée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de papier de revêtement pour plaque de plâtre prédécorée, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une couche de base de résine réactive, durcissable, sur la surface avant d'un papier de revêtement de plaque de plâtre, par un processus d'impression par rotogravure, la couche de base étant imprimée sur la surface en une configura- tion constituée de petites formes imprimées, étroitement rapprochées sur toute ladite surface, et à imprimer un motif coloré sur - ladite couche de base, à l'aide d'encres à forte teneur en liant, ces encres comprenant un mélange d'un pigment, d'une résine thermodurcissable et d'un solvant dont aucun ne réagit avec ladite couche de base. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la couche de base est appliquée à raison d'environ 1,2 à 4, 9 g de substances solides par mètre carré de papier. 3. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la couche de base est appliquée sous la forme d'un latex aqueux d'environ 30% de substances solides. 4. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la couche de base est une matière acryli- que claire. 5. Procédé selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la couche de base est une matière acryli- que claire. 6. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la résine réactive et durcissable est auto-réagissante. 7. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les formes imprimées sont de petits points imprimés à raison d'environ 155 à 15 500 points par centimètre carré. 8. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les formes imprimées sont des lignes parallèles étroites imprimées à raison d'environ 11,8 à 118 lignes par centimètre linéaire. 9. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la configuration d'impression par roto- gravure est imprimée par un cylindre d'impression par rotogravure présentant des rangées en diagonale d'évide- ments semi-sphériques, à raison d'environ 165 à 6200 évidementspar centimètre carré. 10. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le motif coloré imprimé sur la couche de base est imprimé e- plusieurs couleurs et comprend plusieurs petites taches de chacune des couleurs respec- tives. 11. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le papier, avant l'application de la couche de base, présente un lissé d'environ 60 à 400 unités Sheffield. 12. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le papier, avant l'application de la couche de base, présente une porositéd'environ 100 secondes ou moins, mesurée au densimètre Gurley. 13. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le papier, avant l'application de la couche de base, présente une valeur Cobb, à sa surface avant, inférieure à 1,8 g. 14. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le papier présente une épaisseur compri- se entre environ 0,127 et 0,508 mm. 15. Procédé de fabrication d'une plaque de plâtre prédécorée, comprenant les étapes qui consis- tent à déposer une suspension aqueuse de plâtre durcissa- ble sur la surface arrière d'une bande continue de papier prédécorée de revêtement, ledit papier de revête- ment ayant été revêtu et imprimé conformément au procédé de la revendication 1, à placer un papier de dos sur la suspension de plâtre, à plier les bords latéraux du papier de revêtement vers le haut et vers l'intérieur, à façonner ledit papier de revêtement, la suspension et le papier de dos en une plaque plane, à permettre au complexe formé du papieret desuspension de durcir, à couper ledit complexe durci en longueurs de plaque convenables, à faire sécher lesdites plaques coupées dans un séchoir à haute température et à faire durcir la couche de base. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la plaque est fabriquée sur un appareillage classique et industriel de fabrication de plaques utilisé pour la production de plaques ou panneaux de plâtre commerciaux, non décorés. 17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on fait durcir la couche de base pendant le séchage de la plaque de plâtre, immédia- tement après le façonnage et le durcissement de la plaque. 18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le durcissement de la couche de base est réalisé au moyen d'un cycle de chauffage de l'ordre d'environ 5 minutes à 150 C et 30 minutes à 93 C. 19. Papier de -revêtement d'une plaque de plâtre prédécorée convenant à une utilisation dans la fabrication d'une plaque de plâtre, le papier étant caractérisé en ce qu'il comprend une bande continue de papier d'une épaisseur d'environ 0,127 à 0,508 mm, le papier portant une couche de base en résine réactive et durcissable, non durcie, appliquée sur la surface avant selon une configuration formée de plusieurs petites formes imprimées, étroitement rapprochées sur toute ladite surface, et en ce qu'un motif coloré constitué d'encres à forte teneur en liant est imprimé sur ladite couche de base, les motifs étant constitués de taches forméesd'un pigment et d'une résine thermoplastique. 20. Plaque de plâtre prédécorée, caractérisée en ce qu'elle comporte une âme en plâtre durci, un papier de dos et un papier de revêtement prédécoré, le papier de revêtement ayant été produit à partir d'un papier de revêtement tel que défini dans la revendi- cation 1, la résine réactive et durcissable, non durcie, ayant été amenée dans un état durci en étant préalable- ment chauffée. 21. Procédé de =-brication d'une plaque de plâtre, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer une couche de matière protectrice à la surface extérieure d'une bande de papier pour plaque de plâtre, à appliquer ladite couche sous une forme telle qu'elle présente des ouvertures au moment o elle est appliquée, à inter- valles sensiblement répétés, ces ouvertures traversant la couche et étant espacées de distances comprises entre environ 2,54 et 0,025 mm, à disposer ledit papier revêtu sur une suspension aqueuse de plâtre durcissable, ladite couche étant située à l'extérieur, à disposer un papier de dos sur la face opposée du plâtre durcissable, à façonner le papier et le plâtre pour former une plaque, à permettre au plâtre de durcir, et à faire sécher la plaque de plâtre façonnée, revêtue de papier, en lui appliquant de la chaleur et en permettant à l'humidi- té de passer à travers le papier de revêtement. 22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que la matière protectrice est une résine réactive, durcissable. 23. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'un motif coloré est imprimé sur la couche de matière protectrice. 24. Procédé selon la revendication 23,. caractérisé en ce que la matière protectrice comprend une résine thermodurcissable et en ce que le motif coloré est imprimé à l'aide d'encres à forte teneur en liant, comprenant un mélange d'un pigment, d'une résine thermoplastique et d'un solvant dont aucun, pratiquement, ne réagit avec la matière protectrice.