WO2020058328A2 - Articles décorés - Google Patents

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WO2020058328A2
WO2020058328A2 PCT/EP2019/074996 EP2019074996W WO2020058328A2 WO 2020058328 A2 WO2020058328 A2 WO 2020058328A2 EP 2019074996 W EP2019074996 W EP 2019074996W WO 2020058328 A2 WO2020058328 A2 WO 2020058328A2
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polymer foam
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layers
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Jean-Pierre Mayeres
Emmanuel Noël
Robert FRÈRE
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41M5/0064—Digital printing on surfaces other than ordinary paper on plastics, horn, rubber, or other organic polymers

Definitions

  • the present invention relates to a method of decorating plastic articles, in particular extruded and foamed plastic profiles (polymer foam), this decoration can be any motif of artistic decoration or imitation of the appearance of natural materials, for example that of wood.
  • the invention also relates to decorated articles which can thus be produced.
  • Decorative articles or profiles in extruded and foamed plastic, such as moldings, have an attraction due to their lightness compared to plaster, wood or natural stone moldings.
  • extrudable and foamable thermoplastic materials which can be used for this type of product, there may be mentioned, inter alia, polystyrenic (PS crystal, HIPS, ABS, PS + PPO, ...) and polyvinyl plastics, such as polyvinyl chloride (PVC) .
  • Decorative wood moldings are generally used for door contours, baseboards, picture rails, picture or table framing, etc. Available in various densities depending on the tree species chosen, real wood moldings must however be regularly maintained to maintain their attractive quality and appearance. We cannot ignore the problem of natural wood resources, which are not infinite and although they are renewable, the cycles can be long and this can pose ecological problems in the event of excessive demand.
  • thermoplastic matrix PP, PVC, HDPE, Besides, which gives the decorative profile a tendency towards wood but matching neither the texture nor the rendering of this noble material.
  • a method used by a person skilled in the art consists in covering decorative profiles in foamed and extruded plastic with a film, having an imitation of the appearance of wood, in order to make them more attractive and suited to certain interiors.
  • the conventional method consists in transferring to the visible face of the molding, after sufficient cooling of the latter, a roll of plastic film on which is deposited a transferable ink (decal).
  • the operation is accomplished for example by the use of a roller made of flexible material which presses the film on the face of the foam profile to be decorated, and, the heat helping, the paint transfers perfectly onto the profile. The smoother the surface beforehand (without streaks or defects), the better the result.
  • the result obtained consists of a perfectly smooth and flat covering, having an imitation of the colors of wood grain.
  • this configuration causes a "plastic shine" effect very distinct from the relief effect of a real wooden molding.
  • One possibility for increasing the realism of the rendering of the wood appearance is to press the film of imitation wood grain ink on the face of the molding, but by introducing ribs, that is to say that the profile surface will no longer be flat, but hollowed out here and there with channels for example, which the paint should match as well as possible.
  • the light illuminating the face thus decorated will no longer be returned uniformly, the presence of shadows more faithfully rendering the imperfections present on a wooden molding.
  • the rendering result often remains modest compared to an article made of the corresponding natural material.
  • An object of the present invention is therefore to provide a continuous process, allowing the decoration of at least one face of plastic articles both from the point of view of the appearance, that from the point of view of the texture, especially to realistically imitate natural materials.
  • the present invention proposes in a first aspect, a method for the production of polymer foam articles, provided with a decoration on at least one of its surfaces, said method comprising the following steps:
  • step (d) application of one or more finishing layers on the at least one decorated surface and drying of the finishing layer (s), preferably using a transparent varnish crosslinkable by an energy radiation, the step comprising in this case the crosslinking of the transparent varnish by an energy radiation, preferably by visible and / or UV light, the method further comprising a step of embossing at least one surface to be decorated or the surface decorated with using an embossing tool, preferably using a roller comprising an embossing pattern in relief, in particular a metal roller, this step being carried out between step (a) and step (b) and / or between step (b) and step (c) and / or between step (c) and step (d) and / or after step (d).
  • a second aspect of the invention relates to an article of polymeric foam having at least one decorated surface, the article comprising a substrate of extruded polymeric foam provided on at least one surface with one or more layers of dried primer, covered with a decoration printed with inks of different colors, this decoration layer being covered with one or more finishing layers, preferably consisting of one or more transparent varnishes, at least one decorated surface being embossed and forming a relief.
  • the invention provides polymer foam articles obtainable by the process according to the invention.
  • the polymer foam article is a polymer foam profile, of which at least two surfaces (contiguous or not, preferably contiguous) are decorated.
  • the polymer foam profiles comprising at least two decorated surfaces are used as decorative moldings, in particular for producing door contours, skirting boards, picture rails, picture or table framing, etc.
  • the polymer foam includes or preferably consists of (co) thermoplastic polymers optionally modified from styrene, polyethylene terephthalate or vinyl chloride, such as polystyrene (PS) crystal, polystyrene shock (HIPS), poly (styrene-acrylonitrile) (SAN), poly (acrylonitrile-butadiene-styrene) (ABS), polyethylene terephthalate (PET) or polyvinyl chloride (PVC), as well as their mixtures.
  • the optionally modified thermoplastic (co) polymers are at least partly recycled polymers, preferably the recycled polymers represent more than 50% by weight, in particular more than 70% by weight of the optionally modified thermoplastic (co) polymers.
  • the foaming in step (a) is done by the incorporation of one or more generally known foaming agents, namely the physical and chemical foaming agents.
  • the physical foaming agents can be chosen from alkanes, preferably propane, butanes, pentanes or hexane, more preferably isobutane; inert gases (for example nitrogen, argon, carbon dioxide CO2), preferably CO2, HFCs (for example HFC 134a, 152a, R407A, R407F), HFO (for example R1234yf, R1234ze), etc.
  • the chemical agents can be chosen from endothermic compounds (for example, citric acid, baking soda, alone or in mixtures), exothermic compounds (for example azodicarbonamide).
  • the physical foaming agents can be combined with one or more chemical foaming agents.
  • the density of the foam of the articles according to the invention at the end of step (a) is generally between 150 and 700 kg / m 3 , preferably between 300 and 500 kg / m 3 , but depending on the applications a lower or higher density may also be suitable.
  • the embossing is preferably done by means of a roller comprising on its peripheral surface a relief which is designed to imitate the irregular structure of a natural material, for example wood or stone.
  • the surface of the foam and / or of the embossing tool is heated to a temperature between 150 and 300 ° C, preferably between 160 and 230 ° C.
  • the heating can be done by any suitable known means, preferably using a current of hot air or by infrared radiation.
  • the method according to the invention preferably further comprises an edging step consisting in cutting the polymer foam article into predetermined lengths, for example articles with a length of 2000 to 2010 mm.
  • such an edging step is carried out after step (a), after step (b), after step (c) or after step (d), particularly preferably between step
  • Step (b) preferably comprises the application of at least two layers of primer, particularly preferably exactly two layers of primer.
  • the primers of the different layers may be the same or different, but are preferably water-based, optionally comprising one or more auxiliary organic solvents.
  • the drying of the or each layer of primer in step (b) is done by a known drying means, preferably by a current of hot air and / or infrared radiation.
  • the drying time depends in particular on the nature and the amount of primer applied. Generally, drying takes place for a period of one minute to one hour. Often drying for one to several minutes, especially 2 to 4 minutes, is sufficient, especially if the next layer is also a primer layer. It should be noted that it is preferable that especially the last layer of primer (or the only layer if there is only one) is dried more completely, for example by a current of hot air during a duration of twenty minutes to an hour.
  • the method further comprises, after the step
  • the printing in step (c) is preferably carried out by ink jet of drops with a volume between 10 and 150 ⁇ l / drop, preferably between 25 and 100 ⁇ l / drop, in a particularly preferred manner with a resolution greater than 300 x 300 dpi, in particular greater than 360 x 360 dpi.
  • a resolution greater than 300 x 300 dpi, in particular greater than 360 x 360 dpi.
  • the inventors were able to determine on the one hand that the quality of printing by ink jets remains at a very high level, even if the trajectory of the ink drops is oriented in a direction with a large angle relative to to the force of gravity and on the other hand that it is possible to guarantee the continuity of the pattern of the decoration between two surfaces oriented at very different angles, even when the corresponding print heads are offset in the direction of movement of the streamlined.
  • the impression of the edge is critical insofar as the aesthetic effect of the decoration would be lost on the one hand if there is a discontinuity or an offset of the decoration between the two surfaces and on the other hand if at the edge of the ridge the (primary) undercoat remained visible.
  • this overlap zone will have a width between 0.1 and 1 mm.
  • step (d) comprises the application of a finishing layer using a transparent varnish, preferably a transparent varnish crosslinkable to light visible and / or UV.
  • step (c) and / or the optional crosslinking of the finishing layer (s) in step (d) is / are advantageously carried out by means of radiation. UV.
  • the present decoration process is simple and combines the application of any pattern (printing), the production of a surface structure (embossing) on an article of polymer foam and the protection of the surfaces decorated with a varnish of finish. It also makes it possible to work continuously, thus ensuring a high throughput and thereby improved profitability.
  • a major advantage of the process is the quality of the result obtained.
  • the implementation of the process of the invention for example for the manufacture of profiles imitating wood, allows decorations with a much more realistic rendering.
  • the ink applies perfectly and follows the embossing relief, thus giving a sealed and resistant surface after the application of the finish layer (s).
  • Another significant advantage of the present process is its versatility. In fact, it is not only possible to vary the decorations almost infinitely, both in terms of the chosen motif and in terms of the desired texture. It is also easily applicable to all kinds of articles, such as elongated profiles, but also articles with other aspect ratios, especially since it can be easily adapted for the decoration of several faces of 'the same article.
  • polymer foam article or “polymer foam profile” means that the volume of the article generally consists essentially of a substrate of extruded polymer foam, comprising on at least one of its surfaces a decoration of very small thickness which comprises one or more layers of primer, a printed decoration layer and one or more finishing layers.
  • the polymer foam article obtained by the present process, respectively the polymer foam article having at least one decorated surface of the present invention therefore does not comprise a support layer (for example on the side opposite to the decorated surface ), such as in particular fibrous layers, woven or nonwoven, for example of organic or inorganic fibers, such as cellulose, glass, or the like.
  • the process therefore does not require the formation of elements other than those described here, namely a polymer foam substrate, in particular a polymer foam profile, one or more layers of primer on one or more surfaces of the article. in polymer foam, the layer printed on one or more of these surfaces, one or more finishing layers, the assembly being embossed on at least one of these surfaces and optionally a layer of adhesive provided if necessary with a non-stick layer removable on another of its surfaces.
  • a “profile” in the sense of the invention has the meaning generally recognized in the field, namely an article having a section of polygonal shape essentially constant over its length.
  • a profile has a section with a ratio of the longest dimension to the shortest dimension which is preferably between 0.2 and ⁇ 1 and the shortest dimension of the section being greater than 1 cm.
  • each vertex of the polygon defines a longitudinal edge of the profile separating two contiguous surfaces of the profile.
  • two contiguous surfaces can be considered as a single surface if the distance between its two edges is small, only a few millimeters, and / or the angle between the two surfaces is small, for example ⁇ 20 ° . Those skilled in the art can easily determine these cases by a simple test.
  • the method according to the invention generates practically no waste, which reduces investment and operating costs and therefore production costs.
  • the foam can be colored black (advantageous material cost, recycled).
  • Density of foam after extrusion and foaming approximately 400 kg / m 3 (375- 450 kg / m 3 )
  • the surface of the rollers and / or of the foam is typically brought to around 200 ° C., depending on the nature of the polymer and the density of the foam (for example from 160 ° C. to 250 ° C.) by heating (hot air , infrared, ).
  • embossing takes place on at least two faces, for example both on the main horizontal surface (H) of the molding and on the vertical secondary face or faces. (V).
  • the depth of the embossed ribs generally ranges from 0.01 mm to 0.5 mm.
  • This step can in principle be done at any time during the process, before or after the application of the primer layer (s).
  • Step (b1) Application of primer # 1
  • a primer generally white
  • a roller or an air gun This is the first application of a primer, generally white, on the surface of the foam, in particular with a roller or an air gun.
  • the primer is preferably based on water (60 to 70% by weight), with fillers (titanium dioxide [white pigment], others), and an additional solvent (3 to 5% by weight).
  • Drying time typically about 3 minutes; hot air and / or infrared.
  • a primer white
  • a single layer of primer may not be sufficient opaque only to mask the color of the foam. It should be noted that a second layer improves the regularity / uniformity of the primer before the digital printing step.
  • step (b1) Generally it is the same primary as for step (b1).
  • Drying for example with hot air, temperature ⁇ 60 ° C, 20 minutes to 1 hour.
  • This optional step may be necessary to remove any static charges that may have accumulated, and prevents disturbances during printing (the ink drops - volume of a few picoliters (pl) would risk coalescing under the effect of local differences. electrical charges).
  • Printing preferably in a single pass, which conditions the type of printer as well as that of the ink.
  • the printers that can be used BARBERAN, HYMMEN, etc.
  • the color printing order is chosen appropriately, for example C (Cyan) -> Magenta (M) -> Y (yellow) -> K (black).
  • Curing (surface gelation) is then preferably carried out by UV lamps / LEDs.
  • Solids are crosslinked by UV radiation.
  • the size of the ink drops depends on the type of print head and the voltage applied; the volumes per drop are generally ⁇ 30 ⁇ l / drop (but 60 or even 120 ⁇ l / drop may also be suitable).
  • Inherent color may be slightly yellowish, ⁇ 2% by weight of solvent.

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

L'invention concerne des articles en mousse polymère, de préférence des profilés en mousse polymère, et un procédé pour leur réalisation, lesdits articles en mousse polymère étant munis d'une décoration sur au moins une, de préférence au moins deux de ses surfaces. Ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (a) extrusion et moussage d'un article en mousse polymère, de préférence suivi d'un calibrage, et refroidissement de l'article en mousse polymère, (b) application d'une ou de plusieurs couches de primaire sur au moins une surface à décorer et séchage de la ou des couches de primaire, (c) impression d'une décoration sur au moins une surface à décorer par jet d'encres de différentes couleurs afin d'obtenir une ou plusieurs surfaces décorées, de préférence des encres réticulables par un rayonnement énergétique, l'étape comprenant dans ce cas la réticulation des encres imprimées par un rayonnement énergétique, de préférence par la lumière visible et/ou UV, et (d) application d'une ou de plusieurs couches de finition sur au moins une surface décorée et séchage de la ou des couches de finition, de préférence à l'aide d'un vernis transparent réticulable par un rayonnement énergétique comprenant, l'étape comprenant dans ce cas la réticulation du vernis transparent par un rayonnement énergétique, de préférence par la lumière visible et/ou UV, et séchage de la ou des couches de finition. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'embossage de au moins une surface à décorer ou de la surface décorée à l'aide d'un outil d'embossage, de préférence à l'aide d'un rouleau comprenant un motif d'embossage en relief, en particulier un rouleau en métal, cette étape étant réalisé entre l'étape (a) et l'étape (b) et/ou entre l'étape (b) et l'étape (c) et/ou entre l'étape (c) et l'étape (d) et/ou après l'étape (d).

Description

ARTICLES DÉCORÉS
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un procédé de décoration d'articles en matière plastique, en particulier de profilés de plastique extrudé et moussé (en mousse polymère), cette décoration pouvant être n’importe quel motif de décoration artistique ou d’imitation de l'aspect de matériaux naturels, par exemple celui du bois. L’invention concerne également les articles décorés pouvant ainsi être réalisés.
Etat de la technique
[0002] Les articles ou profilés décoratifs en matière plastique extrudée et moussée, comme les moulures, possèdent un attrait dû à leur légèreté par rapport aux moulures de plâtre, de bois ou de pierre naturelle. Parmi les matières thermoplastiques extrudables et moussables utilisables pour ce type de produits, on peut citer entre autres les plastiques polystyréniques (PS cristal, HIPS, ABS, PS+PPO, ...) et polyvinyliques, tels que le polychlorure de vinyle (PVC).
[0003] Les moulures décoratives en bois sont généralement utilisées pour des contours de portes, des plinthes, des cimaises, les encadrements d'images ou de tableaux, etc. Disponibles en diverses densités selon les essences d'arbre choisies, les moulures en bois véritable doivent cependant être entretenues régulièrement pour conserver leur qualité et aspect attractifs. On ne peut ignorer la problématique des ressources naturelles de bois, qui ne sont pas infinies et bien qu'elles soient renouvelables, les cycles peuvent être longs et ceci peut poser des problèmes écologiques en cas de demande démesurée.
[0004] On peut récupérer la sciure de bois de diverses industries de transformation et la recycler en extrusion au sein d'une matrice thermoplastique (PP, PVC, HDPE, ...), ce qui confère au profilé décoratif un aspect tendant vers le bois mais n'égalant ni la texture, ni le rendu de ce matériau noble.
[0005] Un procédé employé par l'homme de métier consiste à recouvrir des profilés décoratifs en matière plastique moussée et extrudée d'un film, présentant une imitation de l'aspect du bois, afin de les rendre plus attractifs et accordés à certains intérieurs. Le procédé classique consiste à transférer sur la face visible de la moulure, après refroidissement suffisant de celle-ci, un rouleau de film de matière plastique sur lequel est déposée une encre transférable (décalcomanie). L'opération est accomplie par exemple par l'utilisation d'un rouleau en matériau souple qui presse le film sur la face du profilé de mousse à décorer, et, la chaleur aidant, la peinture se transfère parfaitement sur le profilé. Plus la surface est lisse au préalable (sans stries ni défauts), meilleur sera le résultat.
[0006] Le résultat obtenu consiste en un recouvrement parfaitement lisse et plat, présentant une imitation des couleurs de veines de bois. Or, cette configuration occasionne un effet de "brillance plastique" très distinct de l'effet de relief d'une vraie moulure en bois.
[0007] Une possibilité pour accroître le réalisme du rendu de l'aspect bois, est de presser le film d'encre imitation veines de bois sur la face de la moulure, mais en introduisant des nervures, c'est-à-dire que la surface du profilé ne sera plus plane, mais creusée çà et là de canaux par exemple, que la peinture devra épouser le mieux possible. La lumière éclairant la face ainsi décorée ne sera plus renvoyée de manière uniforme, la présence d’ombres rendant plus fidèlement les imperfections présentes sur une moulure en bois. Cependant, le résultat de rendu reste souvent modeste par comparaison à un article fait du matériau naturel correspondant.
Objet de l'invention
[0008] Un objet de la présente invention est par conséquent de proposer un procédé continu, permettant la décoration d’au moins une face d'articles en matière plastique tant du point de vue de l'aspect, que du point de vue de la texture, notamment pour imiter de manière réaliste des matériaux naturels.
Description générale de l'invention
[0009] Afin de résoudre le problème mentionné ci-dessus, la présente invention propose dans un premier aspect, un procédé pour la réalisation d'articles en mousse polymère, munis d'une décoration sur au moins une de ses surfaces, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) extrusion et moussage d’un article en mousse polymère, de préférence suivi d’un calibrage, et refroidissement de l’article en mousse polymère, (b) application d’une ou de plusieurs couches de primaire sur la au moins une surface à décorer et séchage de la ou des couches de primaire,
(c) impression d’une décoration sur la au moins une surface à décorer par jet d’encres de différentes couleurs afin d'obtenir une ou plusieurs surfaces décorées, de préférence des encres réticulables par un rayonnement énergétique, l'étape comprenant dans ce cas la réticulation des encres imprimées par un rayonnement énergétique, de préférence par la lumière visible et/ou UV,
(d) application d’une ou de plusieurs couches de finition sur la au moins une surface décorée et séchage de la ou des couches de finition, de préférence à l’aide d’un vernis transparent réticulable par un rayonnement énergétique, l'étape comprenant dans ce cas la réticulation du vernis transparent par un rayonnement énergétique, de préférence par la lumière visible et/ou UV, le procédé comprenant en outre une étape d'embossage de au moins une surface à décorer ou de la surface décorée à l'aide d'un outil d'embossage, de préférence à l’aide d’un rouleau comprenant un motif d’embossage en relief, en particulier un rouleau en métal, cette étape étant réalisé entre l'étape (a) et l'étape (b) et/ou entre l'étape (b) et l’étape (c) et/ou entre l’étape (c) et l'étape (d) et/ou après l’étape (d).
[0010] Un deuxième aspect de l'invention concerne un article en mousse polymère ayant au moins une surface décorée, l'article comprenant un substrat en mousse polymère extrudée muni sur au moins une surface d’une ou de plusieurs couches de primaire séchées, couverte(s) d'une décoration imprimée d'encres de différentes couleurs, cette couche de décoration étant recouverte d'une ou de plusieurs couches de finition, de préférence constituée(s) d'un ou de plusieurs vernis transparents, au moins une surface décorée étant embossée et formant un relief. En particulier, l'invention propose des articles en mousse polymère pouvant être obtenus par le procédé selon l'invention. De préférence l’article en mousse polymère est un profilé en mousse polymère, dont au moins deux surfaces (contigües ou non, de préférence contigües) sont décorées. Avantageusement, Les profilés en mousse polymère comprenant au moins deux surfaces décorées sont utilisés comme moulures décoratives, en particulier pour réaliser des contours de portes, des plinthes, des cimaises, des encadrements d'images ou de tableaux, etc. [0011] La mousse polymère comprend ou est constituée de préférence de (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés de styrène, de polyéthylène téréphtalate ou de chlorure de vinyle, tels que le polystyrène (PS) cristal, le polystyrène choc (HIPS), le poly(styrène-acrylonitrile) (SAN), le poly(acrylonitrile-butadiène-styrène) (ABS), le polyéthylène téréphtalate (PET) ou le polychlorure de vinyle (PVC), ainsi que leurs mélanges. Avantageusement, les (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés sont du moins en partie des polymères recyclés, de manière préférée les polymères recyclés représentent plus de 50 % en poids, en particulier plus de 70 % en poids des (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés.
[0012] D'une manière générale, le moussage à l’étape (a) se fait par l’incorporation d’un ou de plusieurs agents de moussage généralement connus, à savoir les agents de moussage physiques et chimiques. Les agents de moussage physiques peuvent être choisis parmi les alcanes, de préférence le propane, les butanes, les pentanes ou l’hexane, de manière davantage préférée l’isobutane ; les gaz inertes (par exemple l’azote, l’argon, le dioxyde de carbone CO2), de préférence le CO2, les HFC (par exemple les HFC 134a, 152a, R407A, R407F), les HFO (par exemple les R1234yf, R1234ze), etc. Les agents chimiques peuvent être choisis parmi les composés endothermiques (par exemple, l’acide citrique, le bicarbonate de soude, seuls ou en mélanges), les composés exothermiques (par exemple azodicarbonamide). De préférence, les agents de moussage physiques peuvent être combinés à un ou plusieurs agents de moussage chimique.
[0013] La densité de la mousse des articles selon l'invention à la fin de l’étape (a) se situe généralement entre 150 et 700 kg/m3, de préférence entre 300 et 500 kg/m3, mais selon les applications une densité plus faible ou plus élevée peut également convenir.
[0014] L'embossage se fait de préférence au moyen d'un rouleau comprenant sur sa surface périphérique un relief qui est conçu pour imiter la structure irrégulière d'un matériau naturel, par exemple le bois ou la pierre. Avantageusement, la surface de la mousse et/ou de l'outil d'embossage est chauffée à une température entre 150 et 300 °C, de préférence entre 160 et 230 °C. Le chauffage peut se faire par tout moyen connu approprié, de manière préférée à l'aide d'un courant d'air chaud ou par rayonnement infra-rouge. [0015] Le procédé selon l'invention comprend de préférence en outre une étape de délignage consistant à découper l'article en mousse polymère en longueurs prédéterminées, par exemple des articles d'une longueur de 2000 à 2010 mm. De préférence, une telle étape de délignage est réalisée après l'étape (a), après l'étape (b), après l'étape (c) ou après l'étape (d), de manière particulièrement préférée entre l'étape
(a) et l'étape (b), par exemple après l'embossage lorsque celui-ci est réalisé après l'étape (a).
[0016] L'étape (b) comprend de préférence l'application d'au moins deux couches de primaire, de manière particulièrement préférée exactement deux couches de primaire. Les primaires des différentes couches peuvent être identiques ou différents, mais sont de préférence à base d'eau comprenant éventuellement un ou plusieurs solvants organiques auxiliaires.
[0017] Généralement, le séchage de la ou de chaque couche de primaire à l'étape (b) se fait par un moyen de séchage connu, de préférence par un courant d'air chaud et/ou un rayonnement infra-rouge. La durée de séchage dépend notamment de la nature et de la quantité de primaire appliquée. Généralement, le séchage se fait pendant une durée d'une minute à une heure. Souvent, un séchage d’une à plusieurs minutes, notamment 2 à 4 minutes, est suffisant, surtout si la couche suivante est également une couche de primaire. Il est à noter qu'il est préférable que surtout la dernière couche de primaire (ou la seule s'il n'y en a qu'une) est séchée de manière plus complète, par exemple par un courant d'air chaud pendant une durée de vingt minutes à une heure.
[0018] Dans une variante avantageuse, le procédé comprend en outre, après l'étape
(b), une étape d'ionisation de la ou des surfaces munies de primaire afin de supprimer les charges statiques éventuellement accumulées et d'ainsi éviter la coalescence indésirable des gouttes d'encre sous l'effet de charges électriques locales.
[0019] L'impression à l'étape (c) est de préférence réalisée par jet d'encre de gouttes d'un volume entre 10 et 150 pl/goutte, de préférence entre 25 et 100 pl/goutte, de manière particulièrement préférée avec une résolution supérieure à 300 x 300 dpi, en particulier supérieure à 360 x 360 dpi. Pour l’impression de plus d’une surface d’un article ou profilé en mousse polymère, en l’occurrence lorsque l’angle formé par les deux surfaces est supérieur à 20 °, voire supérieur à 45 °, il est généralement nécessaire de prévoir au moins une tête d’impression par surface à décorer, au moins l’orientation des têtes autres que la première tête étant de préférence ajustable par rapport à l’orientation de chacune des surfaces à décorer.
[0020] Les inventeurs ont pu déterminer d’une part que la qualité d’impression par jets d’encre reste à un niveau très élevé, même si la trajectoire des gouttes d’encre est orientée dans une direction avec un angle important par rapport à la force de pesanteur et d’autre part qu’il est possible de garantir la continuité du motif de la décoration entre deux surfaces orientées à des angles très différents, même lorsque les têtes d’impression correspondantes sont décalées dans le sens de déplacement du profilé. En effet, en particulier lorsque deux surfaces sont séparées par une même arête (surfaces contigües), et ce d’autant plus que l’angle entre les deux surfaces est grand, l’impression de l’arête est critique dans la mesure où l’effet esthétique de la décoration serait perdu d’une part s’il y a une discontinuité ou un décalage du décor entre les deux surfaces et d’autre part si à l’endroit de l’arête la sous-couche (primaire) restait visible. A cette fin, il est préférable d’une part de prévoir une zone de chevauchement entre les zones d’impression des deux têtes, mais que cette zone de chevauchement ne dépasse pas 2 mm. De préférence cette zone de chevauchement aura une largeur entre 0,1 et 1 mm. D’autre part, il est généralement préférable de maintenir la distance séparant la surface à décorer et la tête d’impression entre 1 et 2,5 mm.
[0021] Dans le procédé selon l'invention, il est souhaitable que l'étape (d) comprenne l'application d'une couche de finition à l'aide d'un vernis transparent, de préférence un vernis transparent réticulable à la lumière visible et/ou aux UV.
[0022] La réticulation optionnelle des encres réticulables à l'étape (c) et/ou la réticulation optionnelle de la ou des couches de finition à l'étape (d) est/sont réalisée(s) avantageusement au moyen d'un rayonnement UV.
[0023] Le présent procédé de décoration est simple et combine l'application d'un motif quelconque (impression), la réalisation d'une structure superficielle (embossage) sur un article en mousse polymère et la protection des surfaces décorées par un vernis de finition. Il permet en outre de travailler en continu, assurant ainsi un débit important et de ce fait une rentabilité améliorée.
[0024] Un atout majeur du procédé est la qualité du résultat obtenu. D'une part, la mise en œuvre du procédé de l'invention, par exemple pour la fabrication de profilés imitant le bois, permet des décorations avec un rendu beaucoup plus réaliste. D'autre part, grâce à ce procédé, l'encre s'applique parfaitement et épouse le relief d'embossage, donnant ainsi une surface scellée et résistante après l'application de la ou des couches de finition.
[0025] Un autre avantage non négligeable du présent procédé est sa versatilité. En effet, il est non seulement possible de varier quasi à l'infini les décorations, tant au niveau du motif choisi, qu'au niveau de la texture souhaitée. Il est en outre facilement applicable à toutes sortes d'articles, comme par exemple des profilés allongés, mais également des articles avec d'autres rapports de forme, d'autant plus qu'il peut être adapté aisément pour la décoration de plusieurs faces d'un même article.
[0026] Dans le contexte de l’invention, « article en mousse polymère » ou « profilé en mousse polymère » signifie que le volume de l’article est d’une manière générale essentiellement constitué d’un substrat en mousse polymère extrudée, comprenant sur au moins une de ses surfaces une décoration de très faible épaisseur qui comprend une ou plusieurs couches de primaire, une couche de décoration imprimée et une ou plusieurs couches de finition. En particulier, l’article en mousse polymère obtenu par le présent procédé, respectivement l’article en mousse polymère ayant au moins une surface décorée de la présente invention ne comprend donc pas de couche de support (par exemple du côté opposé à la surface décorée), comme en particulier des couches fibreuses, tissées ou non-tissées, par exemple de fibres organiques ou inorganiques, comme la cellulose, le verre, ou similaire.
[0027] Le procédé ne requiert donc pas la formation d’éléments autres que ceux décrits ici, à savoir un substrat en mousse polymère, notamment un profilé en mousse polymère, une ou plusieurs couches de primaire sur une ou plusieurs surfaces de l’article en mousse polymère, la couche imprimée sur une ou plusieurs de ces surfaces, une ou plusieurs couches de finition, l’ensemble étant embossé sur au moins une de ces surfaces et éventuellement une couche d’adhésif munie le cas échéant d’une couche antiadhésive amovible sur une autre de ses surfaces.
[0028] Un « profilé » dans le sens de l’invention a le sens généralement reconnu dans le domaine, à savoir un article ayant une section de forme polygonale essentiellement constante sur sa longueur. Dans le contexte de l’invention, un profilé présente une section avec un rapport de la dimension la plus longue à la dimension la plus courte qui est situé de préférence entre 0,2 et < 1 et la dimension la plus courte de la section étant supérieure à 1 cm. Pour les sections de forme simple, chaque sommet du polygone définit une arête longitudinale du profilé séparant deux surfaces contigües du profilé. Pour les sections de forme plus complexe, deux surfaces contigües peuvent être considérées comme une seule surface si la distance entre ses deux arêtes est faible, quelques millimètres seulement, et/ou l’angle entre les deux surfaces est faible, par exemple < 20 °. L’homme de métier pourra aisément déterminer ces cas par un essai simple.
[0029] Enfin, le procédé selon l'invention ne génère pratiquement pas de déchets, ce qui réduit les investissements et les frais de fonctionnement et donc les coûts de production.
Description d'une exécution préférée
[0030] Ci-dessous, quelques variantes particulièrement avantageuses du procédé et des articles selon l'invention vont être décrites plus en détails.
[0031] Etape (a): Extrusion continue
[0032] Exemple de composition :
• Substrat de polystyrène ou PET (> ou = 90% poids), dont par exemple au moins 70% de polystyrène ou PET recyclé.
• Additifs (couleur, nucléants, lubrifiant), y compris le gaz de moussage (< ou = 10% poids)
• La mousse peut être colorée en noir (coût matière avantageux, recyclé).
• Densité de la mousse après extrusion et moussage: environ 400 kg/m3 (375- 450 kg/m3)
[0033] Étapes :
• Extrusion à travers une filière de mise en forme
• Calibrage sous eau de la mousse tirée
• Refroidissement concomitant
[0034] Etape (x): Embossage ou Gaufrage [0035] Cette étape peut se faire directement après l'étape (a) ou plus tard dans le procédé, mais avant la finition. D'une manière générale, il s’agit de l’embossage d’un motif de nervures, par exemple imitation des rainures naturelles du bois.
[0036] Il est effectué de préférence à l’aide de rouleaux en métal comportant les motifs en relief.
[0037] La surface des rouleaux et/ou de la mousse est portée typiquement à environ 200°C, selon la nature du polymère et la densité de la mousse (par exemple de 160°C à 250°C) par chauffage (air chaud, infra-rouge, ...).
[0038] Dans la plupart des articles, comme par exemple les moulures et plinthes, l’embossage a lieu sur au moins deux faces, par exemple tant sur la surface principale horizontale (H) de la moulure que sur la ou les faces secondaires verticales (V).
[0039] La profondeur des nervures embossées va généralement de 0.01 mm à 0.5 mm.
[0040] Etape (y) : Délignage
[0041] Il s’agit de la coupe de la mousse à la longueur désirée, typiquement de 2000 mm à 2010 mm, avec une précision par exemple de 0.25%. Cette étape peut se faire en principe à n'importe quel moment du procédé, avant ou après l'application du ou des couches de primaire.
[0042] Etape (b1 ) : Application de primaire #1
[0043] Il s’agit de la première application d’un primaire, généralement blanc, sur la surface de la mousse, notamment au rouleau ou au pistolet à air.
[0044] Le primaire est de préférence basé sur de l’eau (60 à 70 % en poids), avec charges (dioxyde de titane [pigment blanc], autres), et un solvant complémentaire (3 à 5 % en poids).
[0045] Temps de séchage : typiquement environ 3 minutes; air chaud et/ou Infra- rouge.
[0046] Etape (b2) : Application de primaire #2
[0047] Il s’agit d'une seconde application d’un primaire (blanc) sur la surface de la mousse. En effet, selon la couleur initiale du substrat et/ou de la couleur générale de la décoration à appliquer, une seule couche de primaire peut ne pas être suffisamment opaque que pour masquer la couleur de la mousse. Il est à noter qu'une seconde couche améliore la régularité / l’uniformité du primaire avant l’étape d’impression digitale.
[0048] Généralement il s'agit du même primaire que pour l’étape (b1 ).
[0049] Séchage par exemple à l’air chaud, température < 60°C, 20 minutes à 1 heure.
[0050] Etape (z) : Ionisation de la surface du primaire
[0051] Cette étape facultative peut être nécessaire pour supprimer les charges statiques éventuellement accumulées, et prévient les perturbations lors de l’impression (les gouttes d’encre - volume de quelques picolitres (pl) risqueraient de coalescer sous l’effet des différences locales de charges électriques).
[0052] Etape (c) : Impression digitale (par exemple selon CMYK)
[0053] Encre à séchage par radiation UV, par exemple KAO Chimigraf.
[0054] Impression de préférence en une seule passe, ce qui conditionne le type d’imprimante ainsi que celui de l’encre.
[0055] Les imprimantes utilisables : BARBERAN, HYMMEN, etc.
[0056] L'ordre d’impression des couleurs est choisi de manière appropriée, par exemple C (Cyan) -> Magenta (M) -> Y (jaune) -> K (noir).
[0057] Un durcissement (gélification de surface) est ensuite de préférence opéré par lampes/LED UV.
[0058] Les encres possibles :
[0059] 98% solide + 2% solvant par exemple. Les solides sont réticulés par la radiation UV.
Basée sur de l’eau, réticulation UV. Nécessite souvent un séchage poussé avant réticulation.
[0060] Résolution : par exemple 360 x 360 dpi (dot per inch).
[0061] La taille des gouttes d’encre est fonction du type de tête d’impression et du voltage appliqué ; les volumes par gouttes sont généralement de ± 30 pl/goutte (mais 60, voire 120 pl/goutte peuvent également convenir).
[0062] Etape (d) : Application de couches de finition (couches transparentes) [0063] Vernis transparent de finition (matité) et de protection UV et chimique.
[0064] Teinte inhérente peut être légèrement jaunâtre, ± 2 % en poids de solvant.
[0065] Brillance à 60° : 5 à 8 (adaptable)

Claims

Revendications
1. Procédé pour la réalisation de profilés en mousse polymère, munis d'une décoration sur au moins deux de ses surfaces, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
(a) extrusion et moussage d’un profilé en mousse polymère, de préférence suivi d’un calibrage, et refroidissement du profilé en mousse polymère,
(b) application d’une ou de plusieurs couches de primaire sur les au moins deux surfaces à décorer et séchage de la ou des couches de primaire,
(c) impression d’une décoration sur les au moins deux surfaces à décorer par jet d’encres de différentes couleurs afin d'obtenir deux ou davantage de surfaces décorées, de préférence des encres réticulables par un rayonnement énergétique, l'étape comprenant dans ce cas la réticulation des encres imprimées par un rayonnement énergétique, de préférence par la lumière visible et/ou UV,
(d) application d’une ou de plusieurs couches de finition sur les au moins deux surfaces décorées et séchage de la ou des couches de finition, de préférence à l’aide d’un vernis transparent réticulable par un rayonnement énergétique, l'étape comprenant dans ce cas la réticulation du vernis transparent par un rayonnement énergétique, de préférence par la lumière visible et/ou UV, le procédé comprenant en outre une étape d'embossage des au moins deux surfaces à décorer ou des surfaces décorées à l'aide d'un outil d'embossage, de préférence à l’aide d’un rouleau comprenant un motif d’embossage en relief, en particulier un rouleau en métal, cette étape étant réalisé entre l'étape (a) et l'étape (b) et/ou entre l'étape (b) et l’étape (c) et/ou entre l’étape (c) et l'étape (d) et/ou après l’étape (d).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la mousse polymère comprend ou est constituée de (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés de styrène, de polyéthylène téréphtalate ou de chlorure de vinyle, tels que le polystyrène (PS) cristal, le polystyrène choc (HIPS), le poly(styrène-acrylonitrile) (SAN), le poly(acrylonitrile-butadiène-styrène) (ABS), le polyéthylène téréphtalate (PET) ou le polychlorure de vinyle (PVC), ainsi que leurs mélanges, de préférence les (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés sont du moins en partie des polymères recyclés, de manière particulièrement préférée les polymères recyclés représentent plus de 50 % en poids, en particulier plus de 70 % en poids des (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moussage à l’étape (a) se fait par l’incorporation d’agents de moussage, de préférence des agents de moussages physiques et/ou chimiques, en particulier les agents de moussage physiques peuvent être choisis parmi les alcanes, de préférence le propane, les butanes, les pentanes ou l’hexane, de manière davantage préférée l’isobutane ; les gaz inertes, de préférence l’azote, l’argon ou le dioxyde de carbone, les HFC ou les HFO ; et les agents chimiques peuvent être choisis parmi les composés endothermiques, de préférence l’acide citrique, le bicarbonate de soude, seuls ou en mélanges ; les composés exothermiques, de préférence l’azodicarbonannide ; de manière particulièrement préférée un ou plusieurs agents de moussage physiques sont combinés à un ou plusieurs agents de moussage chimique.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la densité de la mousse à la fin de l’étape (a) se situe entre 150 et 700 kg/m3, de préférence entre 300 et 500 kg/m3.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'outil d'embossage et/ou la mousse est/sont chauffé(e)(s), du moins en surface, à une température entre 150 et 300 °C, de préférence entre 160 et 230 °C, de manière particulièrement préférée à l'aide d'un courant d'air chaud ou par rayonnement infra-rouge.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre une étape de délignage consistant à découper le profilé en mousse polymère en longueurs prédéterminées, de préférence cette étape de délignage est réalisée après l'étape (a), après l'étape (b), après l'étape (c) ou après l'étape (d).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape (b) comprend l'application d'au moins deux couches de primaire, de préférence le ou les primaires sont à base d'eau comprenant éventuellement un ou plusieurs solvants organiques auxiliaires.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le séchage de la ou de chaque couche de primaire à l'étape (b) se fait par un courant d'air chaud et/ou un rayonnement infra-rouge, pendant une durée d'une minute à une heure, de préférence la seule couche de primaire ou la dernière couche de primaire est séchée par un courant d'air chaud pendant une durée de vingt minutes à une heure.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre, après l'étape (b), une étape d'ionisation de la ou des surfaces munies de primaire.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'impression à l'étape (c) est réalisée par jet d'encre de gouttes d'un volume entre 10 et 150 pl/goutte, de préférence entre 25 et 100 pl/goutte, de manière particulièrement préférée avec une résolution supérieure à 300 x 300 dpi, en particulier supérieure à 360 x 360 dpi.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l'étape (d) comprend l'application d'une couche de finition à l'aide d'un vernis transparent, de préférence un vernis transparent réticulable aux UV.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la réticulation des encres réticulables à l'étape (b) et/ou la réticulation de la ou des couches de finition à l'étape (d) est réalisée au moyen d'un rayonnement visible et/ou UV.
13. Profilé en mousse polymère ayant au moins deux surfaces décorées, le profilé comprenant un substrat en mousse polymère extrudée muni sur les au moins deux surfaces d’une ou de plusieurs couches de primaire séchées, couverte(s) d'une décoration imprimée d'encres de différentes couleurs, cette couche de décoration étant recouverte d'une ou de plusieurs couches de finition, de préférence constitué(s) d'un ou de plusieurs vernis transparents, les au moins deux surfaces décorées étant embossée et formant un relief, de préférence le profilé en mousse polymère a été obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
14. Profilé en mousse polymère selon la revendication 13, dans lequel la mousse polymère comprend ou est constituée de (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés de styrène, de polyéthylène téréphtalate ou de chlorure de vinyle, tels que le polystyrène (PS) cristal, le polystyrène choc (HIPS), le poly(styrène-acrylonitrile) (SAN), le poly(acrylonitrile-butadiène-styrène) (ABS), le polyéthylène téréphtalate (PET) ou le polychlorure de vinyle (PVC), ainsi que leurs mélanges, de préférence les (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés sont du moins en partie des polymères recyclés, de manière particulièrement préférée les polymères recyclés représentent plus de 50 % en poids, en particulier plus de 70 % en poids des (co)polymères thermoplastiques éventuellement modifiés.
15. Profilé en mousse polymère selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la densité du substrat en mousse se situe entre 150 et 700 kg/m3, de préférence entre 300 et 500 kg/m3.
16. Profilé en mousse polymère selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel le substrat de mousse est couvert d'au moins deux couches de primaire.
17. Profilé en mousse polymère selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, dans lequel la résolution de la couche imprimée est supérieure à 300 x 300 dpi, en particulier supérieure à 360 x 360 dpi.
18. Profilé en mousse polymère selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, dans lequel la couche de finition est une couche de vernis transparent, de préférence un vernis transparent réticulé à la lumière visible et/ou aux UV.
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