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Procédé de vernissage de surfaces par compression à chaud,
Pour obtenir un traitement de surface satisfaisant sur une surface en bois ou en matière fibreuse à base de bois, par exemple, il était nécessaire, jusqu'ici, de soumettre cette surface à un traitement préalable plus ou moins intense suivant les conditions exigées pour la surface terminée. Ce traitement préalable consiste par exemple à meuler la surface, à y appliquer une couche de fond, à l'enduire de mastic, à la polir, etc.
La présente invention concerne un procédé permettant de supprimer ce traitement préalable ou de le réduire au mini- mum, tout en obtenant pratiquement sur n'importe quelle sur- face une couche ou un revêtement de surface entièrement sa-
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tisfaisants, notamment lorsqu'il s'agit de surfaces de bois, telles que les surfaces de bois ordinaire et de bois contre- plaqué, de surfaces en matière fibreuse à base de bois, telles que les boiseries ou autres semblables, etc., quelle que soit leur densité, ou en autres matières plus ou moins fibreuses ou poreuses, non seulement de nature végétale ou animale, mais aussi d'origine minérale, telles que les cartons d'amiante, l'éternite, etc.
La couche de surface produite suivant le pro- cédé en question peut ne pas être colorée (par exemple lors- qu'il s'agit de vernis transparent) ou bien elle peut être co- lorée en toute teinte ou nuance désirée, claire ou foncée; elle peut être fabriquée de façon à être entièrement plane, dense et lustrée, mate ou demi-mate. En ce qui concerne sa composition, elle peut être choisie de façon à résister à la chaleur, à l'eau, à divers solvants, à l'eau de savon, etc., aussi bien qu'aux actions mécaniques. Le procédé en question peut être appliqué de préférence à la fabrication de meubles, à l'aménagement d'appartements ou à d'autres usages dans la construction.
L'invention est caractérisée en ce que l'on applique sur la surface à traiter, cette application se faisant par exemple à la brosse, au pistolet ou par un procédé de vernis- sage mécanique, une solution, suspension, dispersion ou émul- sion d'une résine synthétique durcissant à chaud et à laquelle on a ajouté une charge ainsi que des agents donnant du bril- lant et/ou des ramollissants et, lorsqu'il s'agit de vernis de couleur, une certaine proportion de matière colorante détermi- née suivant la couleur désirée, après quoi on laisse sécher cette solution etc. (par évaporation et/ou oxydation), à une température élevée si on le désire, la surface ainsi traitée étant ensuite soumise à une pressio à une température élevée.
Si la surface devant recevoir une couche de surface est trop dense ou si elle ne se prête pas, sous d'autres rapports, à
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recevoir d'une façon satisfaisante le traitement que l'on dé- sire appliquer, on a recours à une variante de l'invention, et une couche particulière de matière, qu'on appelle une feuil.le détachée, en substance poreuse ou fibreuse telle que du papier, du tissu, du feutre, du carton, etc., est revêtue sur un coté de la solution, suspension ou émulsion en question,qu'on lais- se ensuite sécher comme dans le cas précédent.
Sur l'autre côté de la feuille détachée on applique, de préférence après le traitement qui vient d'être mentionné, un agent dont la prise est obtenue de préférence par durcissement à chaud, par exemple une solution de bakélite ou de résine à base d'urée.
On applique cette feuille détachée sur la surface à vernir, de manière que le cote portant l'agent servant de liant soit ap- pliqué sur cette surface, et sur l'autre côté de cette feuille, lelui qui porte le vernis, on applique un plateau de presse, après quoi on place le tout dans une presse à chaud et l'on exerce une pression à chaud, de façon à produire l'adhérence à la couche de fond et le durcissement ainsi que le finissage de la couche de vernis. Le liant est choisi de préférence de façon qu'il durcisse et lie plus facilement, par exemple plus tôt ou à une température plus basse que l'élément de résine synthétique qui est durcissable et contenu dans la couche de vernis. De cette façon le produit final devient plus homogène, et l'on évite de façon très complète la formation de boursou- flures.
Le procédé qui consiste à utiliser une feuille déta- chée a, sur l'application directe de la composition à base de vernis sur la surface à vernir, l'avantage de faciliter un choix considérablement plus grande en ce qui concerne la com- position de la couche de vernis. Alros qu'il peut se faire que le vernissage direct ne puisse pas être appliqué du tout, ou qu'il ne puisse l'être qu'avec des difficultés, lorsqu'il s'agit de solutions dans des solvants organiques, le procédé
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à feuille détachée se prête facilement à cette application. Le vernissage direct est effectué de préférence avec des solutions et des émulsions aqueuses.
En outre, les feuilles détachées peuvent être fabriquées à un endroit et transportées avantageu- sement à un autre endroit, où on les utilise pour le vernissa- ge en les soumettant simplement à l'opération de compression.
Quel que soit le procédé utilisé, direct ou à feuille détachée, le séchage (par évaporation ou par oxydation ) peut être effectué à une température élevée, mais il faut veiller à ce qu'il ne se produise aucun durcissement prématuré de la masse de vernis. La température et la pression, ainsi que la durée de l'opération subséquente de compression dépendent les unes des autres, ainsi que de la composition et de l'épaisseur du vernis, et elles peuvent varier par exemple entre 80 et 180 C., 10 et 100 kg/cm2 et 5 et 30 minutes respectivement, bien que l'on puisse utiliser aussi des valeurs au-dessus ou au-dessous de ces limites.
Pendant l'opération de compression il est souvent préférable d'appliquer une toile métallique (gaze ou treillis en fil métallique) ou une pièce en matière analogue sur celle des faces qui ne doit pas être vernie de la feuille ou de l'objet en feuille qu'il s'agit de vernir.
La composition du vernis est généralement constituée par les ingrédients suivants : 1.- Corps du vernis : synthétique durcissant à chaud, par exemple une résine à base d'urée ou de bakélite so- luble dans l'eau.
2.- Charges et agents donnant du brillant: résine à huile oxydante (siccative), par exemple la résine oxydante à base d'acide phtalique et de glycérine (résine glyptal), huile de lin grasse ou vernis à l'huile d'abrasin, produit tendre de polymérisation du vinyle et (de toute façon pour les feuilles détachées) des huiles naturelles ou synthétiques soufflées ou non soufflées.
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3.- Ramolissants: des substances non siccatives, ne durcissant pas à chaud, thermoplastiques si on le désire,tel- les que certains glyptals, par exemple le glyptal à base d'hui- le de ricin; de la résine à base d'urée, modifiée, un produit de polymérisation du vinyle, du polystyrol, du poly-iso-buty- lène, des esters de l'acide polyacrylique et autres. On peut, dans certains cas, utiliser du caoutchouc, par exemple sous forme de latex auquel on a ajouté de l'ammoniaque.
4.- Stabiliseurs d'émulsion (pouvant être ajoutés à un ou plusieurs des groupes 1 à 3): par exemple une solution aqueuse de cellulose méthylique, de la caséine et de l'argile bentonite.
5.- Matière colorante: on peut utiliser n'importe quel le matière colorante résistant à la chaleur, telle que des pigments (couleurs terreuses), par exemple le blanc de titane,; l'ocre, le cinabre, etc.
6.- Agents empêchant l'adhérence aux plateaux'de près-' se, par exemple le stéarate de zinc.
Il y a lieu de remarquer, sous ce rapport, que toutes ces sortes d'ingrédients ne sont pas toujours nécessaires, car on peut se passer d'un d'eux ou de plusieurs. Dans certains cas, une substance rentrant de droit.dans l'une de ces caté- gories d'ingrédients peut avoir, sur la composition, le même effet que des substances appartenant à une autre catégorie d'ingrédients. Parfois une substance peut être classée tout aussi correctement dans l'un de ces groupes que dans un au- @ tre, et il peut arriver en pratique que les substances utili- @ sées soient effectivement des mélanges de substances apparte- nant à différents groupes d'ingrédients.
Suivant le procédé à feuille détachée les Ingrédients) nécessaires peuvent être ajoutés à la composition de vernis sous forme de solution, par exemple dans un solvant ogani- que, ou sous forme d'émulsion ou de suspension. Il est égale-' ment possible d'ajouter une partie des substances sous forme '
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d'émulsion ou de suspension, et d'autres sous forme de solution, à condition que le solvant utilisé n'ait aucune action pertur- batrice, par exemple une action précipitante, sur l'émulsion principale, ou aucune action nuisible sous d'autres rapports.
Dans le cas du procédé le plus général, suivant le- quel la composition de vernis est appliquée directement sur la surface à vernir, il n'est pas préférable d'utiliser seulement des solutions, et en tout cas pas des solutions dans des sol- vants organiques. On applique la masse de vernis de préférence sous forme de solution aqueuse et la charge ainsi que les agents donnant du brillant, sous forme d'émulsion aqueuse. Les ramollissants ou plastifiants peuvent être appliqués sous forme d'émulsions aqueuses, mais il est également possible de les appliquer dissous par exemple dans des solvants organiques.
Ainsi, on peut appliquer une résine à base d'urée, modifiée, sous forme de solution dans de l'alcool ordinaire ou dans de l'alcool butylique. Il est évident que l'on peut aussi opérer de cette façon dans le cas du procédé à feuille détachée.
Généralement parlant, les émulsions sont préférables aux solutions, car ces dernières ont une tendance à être aspi- rées à l'intérieur de la couche qui se trouve au-dessous, ce qui a pour effet de réduire l'épaisseur de la surface vernie, ou de rendre nécessaire l'utilisation de quantités de matière inutilement grandes si l'on veut compenser cette réduction de l'épaisseur de la surface vernie.
Lorsque l'on applique le vernis sur une feuille inter- médiaire ou détachée, par exemple une feuille de papier, des essais ont montré que l'on peut effectuer le vernissage au moyen de vernis qui, lorsqu'ils sont appliqués directement sur la couche qui se trouve au-dessous, ne pourraient pas être pressés à chaud en donnant des résultats satisfaisants. On ne peut donner aucune explication complète de ce phénomène, mais il est très probable que celui-ci est dû au fait que le vernis se fixe mieux sur le papier que sur la surface en bois par
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exemple, que le papier est plus perméable aux gaz, que le dur- cissement de la couche de fixation a lieu plus tôt que celui de la couche de vernis, et que la fixation sera excellente.
On peut éviter complètement les craquelures, les boursouflures, la for- mation d'écailles et l'adhérence aux plateaux de la presse.
On fait varier la quantité et la nature des additions plastifiantes de façon que la couche @@@ de traitement de sur- face ne devienne pas cassante. Ainsi, une forte teneur en pig- ment exige une forte teneur en ramollissant. La nature de la surface qui se trouve en dessous a une grande importance. Ainsi,. par exemple, des essais ont montré que des sortes différentes de surfaces de dessous possèdent des propriétés de renforcement qui sont différentes, c'est-à-dire, dans ce cas, des propriétés différentes empêchant le revêtement d'être cassant. Une surfa- ce de dessous en tremble, par exemple, donne, avec le même ver- nis, une couche dont la pellicule est plus élastique que lors- que la surface de dessous est du bouleau.
L'exemple ci-dessous est donné, à titre d'exemple non limitatif, de la composition d'un vernis, ainsi que du procédé:
100 parties de résine à base d'urée, soluble dans l'eau, non modifiée, 60%,
100 " d'une émulsion de résine glyptal (de résine oxy- dante) 50%,
30 " d'une émulsion d'un produit de polymérisation du vinyle 50%, tendre,
200 " de bi@xyde de titane.
Il est évident que la résine à base d'urée peut être aussi une résine modifiée, à base d'urée, servant de ramollis- sant, et l'émulsion oxydante de glyptal peut contenir un glyp- tal d'huile de ricin, non oxydant, servant en partie de ramol- lissant.
On dilue ce mélange avec de l'eau pour lui donner la
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consistance appropriée, et on l'applique de la façon connue, par exemple au pistolet, sur la couche de dessous en question, par exemple une boiserie murale. On laisse sécher la couche de vernis (c'est-à-dire on la laisse rendre l'eau, le solvant autant que possible et s'oxyder), ce qui a pour effet de dur- cir la surface, de la rendre facile à manipuler et relativement résistante aux efforts mécaniques, après quoi elle peut être pressée à chaud sans donner naissance à des boursouflures, cra- quelures ou écailles. On la met par exemple dans une presse hydraulique à plateaux chauds et on la traite par exemple pen- dant 10 minutes sous une pression de 40 kg/cm2 par exemple et à une température de 1200 C. par exemple.
En utilisant des plateaux de presse polis, on obtient un beau lustre ou brillant, et en utilisant des plateaux moulés on obtient des surfaces mates ou semi-brillantes. En utilisant des plateaus striés ou des dessins de fond, etc., on peut obtenir différents dessins ou différents grains. Quant à la surface traitée qui n'a pas été pressée à chaud, on peut la munir de dessins par pression, peinture, pochage, etc., puis la presser à chaud ensuite.
Il est évident qu'un vernis ayant cette composition peut servir à faire le papier pressé mentionné plus haut. Il est également possible d'imprimer un texte ou des figures sur une face d'un papier à l'aide de couleurs résistant à la cha- leur, puis de vernir au moyen d'un vernis transparent de la façon décrite plus haut, la face postérieure portant un ciment ou adhésif de la façon également décrite plus haut.
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Process of varnishing surfaces by hot compression,
In order to obtain a satisfactory surface treatment on a surface made of wood or of a fibrous material based on wood, for example, it was necessary, until now, to subject this surface to a more or less intense preliminary treatment according to the conditions required for the coating. surface finished. This preliminary treatment consists, for example, of grinding the surface, applying a primer to it, coating it with mastic, polishing it, etc.
The present invention relates to a method of eliminating or minimizing such pre-treatment, while obtaining on virtually any surface a fully soiled layer or surface coating.
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Satisfactory, especially in the case of wood surfaces, such as surfaces of ordinary wood and plywood, surfaces of fibrous wood-based material, such as paneling or the like, etc., which regardless of their density, or in other more or less fibrous or porous materials, not only of a plant or animal nature, but also of mineral origin, such as asbestos cardboard, eternite, etc.
The surface layer produced by the process in question may not be colored (for example in the case of transparent varnish) or it may be colored to any desired shade or shade, light or dark. ; it can be made to be completely flat, dense and glossy, matt or semi-matt. As to its composition, it can be chosen so as to resist heat, water, various solvents, soap water, etc., as well as mechanical actions. The process in question can be preferably applied to the manufacture of furniture, the furnishing of apartments or other uses in construction.
The invention is characterized in that a solution, suspension, dispersion or emulsion is applied to the surface to be treated, this application being carried out for example by brush, spray gun or by a mechanical varnishing process. of a heat-hardening synthetic resin to which a filler has been added as well as shining agents and / or softeners and, in the case of colored varnishes, a certain proportion of determined coloring matter. - born according to the desired color, after which this solution is allowed to dry, etc. (by evaporation and / or oxidation), at an elevated temperature if desired, the surface thus treated then being subjected to a pressio at an elevated temperature.
If the surface to receive a surface layer is too dense or if it does not lend itself, in other respects, to
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to receive in a satisfactory manner the treatment which it is desired to apply, recourse is had to a variant of the invention, and to a particular layer of material, called a detached film, of porous or fibrous substance. such as paper, fabric, felt, cardboard, etc., is coated on one side with the solution, suspension or emulsion in question, which is then allowed to dry as in the previous case.
On the other side of the detached sheet is applied, preferably after the treatment just mentioned, an agent whose setting is preferably obtained by hot curing, for example a solution of bakelite or resin based on 'urea.
This detached sheet is applied to the surface to be varnished, so that the side carrying the agent serving as binder is applied to this surface, and on the other side of this sheet, the one which bears the varnish, a press plate, after which the whole is placed in a heat press and hot pressure is exerted, so as to produce adhesion to the base coat and the hardening as well as the finishing of the varnish coat. The binder is preferably chosen so that it hardens and bonds more easily, for example earlier or at a lower temperature than the synthetic resin element which is curable and contained in the layer of varnish. In this way the final product becomes more homogeneous, and the formation of blisters is very completely avoided.
The process of using a loose sheet has, over the direct application of the varnish-based composition to the surface to be varnished, the advantage of facilitating a considerably greater choice as regards the composition of the varnish. the layer of varnish. However, it may happen that direct varnishing cannot be applied at all, or that it can only be applied with difficulty, when it comes to solutions in organic solvents, the process
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loose leaf lends itself easily to this application. Direct varnishing is preferably carried out with aqueous solutions and emulsions.
Further, the loose sheets can be made at one location and conveniently transported to another location, where they are used for varnishing by simply subjecting them to the pressing operation.
Whichever process is used, direct or tear-off, drying (by evaporation or by oxidation) can be carried out at a high temperature, but care must be taken to ensure that no premature hardening of the varnish mass occurs. . The temperature and the pressure, as well as the duration of the subsequent compression operation, depend on each other, as well as on the composition and the thickness of the varnish, and they can vary for example between 80 and 180 C., 10 and 100 kg / cm2 and 5 and 30 minutes respectively, although values above or below these limits can also be used.
During the compression operation it is often preferable to apply a metallic cloth (gauze or wire mesh) or a piece of similar material on that of the faces which should not be varnished of the sheet or of the sheet object. that it is about varnishing.
The composition of the varnish generally consists of the following ingredients: 1. Body of the varnish: heat-hardening synthetic, for example a resin based on urea or bakelite soluble in water.
2.- Fillers and agents giving shine: oxidizing oil resin (siccative), for example oxidizing resin based on phthalic acid and glycerin (glyptal resin), fatty linseed oil or tung oil varnish , soft product of vinyl polymerization and (anyway for loose sheets) natural or synthetic oils blown or not blown.
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3.- Softeners: non-drying, non-hot-hardening substances, thermoplastic if desired, such as certain glyptals, for example glyptal based on castor oil; modified urea resin, a polymerization product of vinyl, polystyrene, poly-isobutylene, polyacrylic acid esters and the like. In some cases, rubber can be used, for example in the form of a latex to which ammonia has been added.
4.- Emulsion stabilizers (which can be added to one or more of groups 1 to 3): for example an aqueous solution of methyl cellulose, casein and bentonite clay.
5.- Coloring material: any heat resistant coloring material can be used, such as pigments (earthy colors), for example titanium white; ocher, cinnabar, etc.
6.- Agents preventing adhesion to near plateaus, for example zinc stearate.
It should be noted, in this connection, that all these kinds of ingredients are not always necessary, because one can do without one or more. In some cases, a substance which falls by right into one of these categories of ingredients may have the same effect on the composition as substances belonging to another category of ingredients. Sometimes a substance can be classified just as correctly in one of these groups as in another, and it may happen in practice that the substances used are indeed mixtures of substances belonging to different groups. 'ingredients.
According to the stripped sheet process the necessary Ingredients can be added to the varnish composition as a solution, for example in an organic solvent, or as an emulsion or a suspension. It is also 'possible to add part of the substances in the form'
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emulsion or suspension, and others in solution form, provided that the solvent used has no disturbing action, for example a precipitating action, on the main emulsion, or no detrimental action under other reports.
In the case of the most general process, according to which the varnish composition is applied directly to the surface to be varnished, it is not preferable to use only solutions, and in any case not solutions in sol- organic fronts. The varnish mass is preferably applied in the form of an aqueous solution and the filler as well as the gloss-giving agents, in the form of an aqueous emulsion. Softeners or plasticizers can be applied in the form of aqueous emulsions, but it is also possible to apply them dissolved, for example, in organic solvents.
Thus, a modified urea resin can be applied as a solution in ordinary alcohol or in butyl alcohol. It is obvious that one can also operate in this way in the case of the stripped sheet process.
Generally speaking, emulsions are preferable to solutions, as the latter tend to be sucked into the layer below, which has the effect of reducing the thickness of the varnished surface. or to make it necessary to use unnecessarily large quantities of material in order to compensate for this reduction in the thickness of the varnished surface.
When the varnish is applied to an intermediate or detached sheet, for example a sheet of paper, tests have shown that the varnish can be carried out by means of varnishes which, when applied directly to the layer which is below, could not be hot pressed giving satisfactory results. No full explanation can be given for this phenomenon, but it is very likely that it is due to the fact that the varnish attaches better to the paper than to the wooden surface by
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example, that the paper is more permeable to gases, that the hardening of the fixing layer takes place earlier than that of the varnish layer, and that the fixing will be excellent.
Cracks, blisters, scaling and sticking to press platens can be completely avoided.
The amount and nature of the plasticizing additions are varied so that the surface treatment layer does not become brittle. Thus, a high pigment content requires a high softener content. The nature of the surface below is of great importance. So,. for example, tests have shown that different kinds of bottom surfaces have different reinforcing properties, i.e. in this case different properties preventing the coating from being brittle. An aspen undersurface, for example, gives, with the same varnish, a layer whose skin is more elastic than when the undersurface is birch.
The example below is given, by way of nonlimiting example, of the composition of a varnish, as well as of the process:
100 parts of urea-based resin, water soluble, unmodified, 60%,
100 "of a 50% glyptal resin emulsion (oxidizing resin),
30 "of an emulsion of a 50% vinyl polymerization product, soft,
200 "of titanium dioxide.
Obviously, the urea-based resin can also be a modified, urea-based resin serving as a softener, and the oxidizing emulsion of glyptal can contain a castor oil glyptal, not oxidizer, partly serving as a softener.
This mixture is diluted with water to give it the
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suitable consistency, and is applied in known manner, for example by spraying, to the bottom layer in question, for example a wall paneling. The layer of varnish is allowed to dry (that is to say, it is allowed to make water, the solvent as much as possible and to oxidize), which has the effect of hardening the surface, making it easy to be handled and relatively resistant to mechanical stress, after which it can be hot pressed without giving rise to blisters, cracks or scales. It is placed, for example, in a hydraulic press with hot plates and it is treated, for example, for 10 minutes under a pressure of 40 kg / cm 2 for example and at a temperature of 1200 C. for example.
By using polished press plates a beautiful luster or shine is obtained, and by using molded plates one obtains matte or semi-gloss surfaces. By using ridged trays or background designs etc., different designs or grains can be obtained. As for the treated surface which has not been hot-pressed, it can be provided with designs by pressure, painting, poaching, etc., then hot-pressed afterwards.
It is obvious that a varnish having this composition can be used to make the pressed paper mentioned above. It is also possible to print text or figures on one side of a paper using heat-resistant colors, then to varnish with a transparent varnish as described above, the posterior face bearing a cement or adhesive in the manner also described above.