Brevet FR2002850A1 — publié le 19691031

La présenta invention a pour objet de nouvelles structures de mousses ' contenant dos filaments ainsi que des procèdes permettant de les fabriquer. Les structures do mousses contenant des fibres ou des filaments sont connues dans la technique, le but des fibres ou des filaments étant en général 5 d'augmentera rigidité à la flexion des structures afin de les rendre plus appropriées, par exemple corne matériaux le construction. Ces fibres ou filaments augmentent la densité des structures ot en élèvent aussi le prix, souvent d'une façon très importante si on désire que les fibres ou les filaments aient un module élevé en troction. Pour obtenir un module de résistance supérieur 10 sans augmenter la densité ni le pris dos structures do façon inacceptable, il est souvent avantageux de disposer ces fibres ou ces filaments ayant des propriétés do renforcement intéressantes, dans seulement certaines zones de la section transversale de la structure, par exemple on surface ou à proximité. Ces desiderata conduisent souvent à des difficultés de traitement et à la 15 production do structures qui ne présentent pas les caractéristiques désirées, car les fibres ou les filaments doivent Stre assemblés dans les zones désirées avant que la mousse ne durcisse mais l'action de moussage dérange l'assemblage fibraux ou filamenteux et rend ainsi très difficile de maintenir les fibres et les filaments dans les zones désirées. 20 La présente invention résout, ce problème en incorporant des fibres conti nues, fils ou torons dans une structure de mousse en vue d'augmenter son module de traction. ELI- fournit, dans un de ses aspects, un procédé de fabrication d'une structure do mousse contenant des fibres continues qui consiste à former un assemblage à trois dimensions de fibres continues, dont au moins une partie 25 des fibres est constituée do fibres de structure telles que définies ci-après, et le reste sont des fibres de charge toiles que définies ci-après, les fibres de structure étant disposées dans l'assemblage dans des zones désirées, à mettre en contact l'assemblage avec une matière productrice de mousse synthétique, et à traiter, à mouler et à solidifier ces matières productrices de 30 mousse dans, lesquelles on a incorporé ces fibres, on vuo de former une structure contenant des fibres continues distribuées dans toute la section transversale de la structura et alignées pratiquement parallèlement,les fibres de structure étant situées dans dos zones préférées dans la structure. L'invention dans un autre aspect comprend une structure comprenant une 35 mousse synthétique contenant des fibres continues ou torons continus distribués dans toute la section transversale do la structure, une partie au moins des fibres ou torons étant constituée de fibres de structure telles que définies ci-après, et lo reste étant constitué de fibres do charge telles que définies ci-après, los fibres de structure étant situées dans la structure dans des 40 zones préférées. I BAD OFHGINM* 69 05553 2002850 2 Cb. entend dans le. présente invention par "fibres ou torons (de renforcement) de structure'* dos fibres ou torons ayant les propriétés requises pour former une structure composite ayant les propriétés désirées et par "fibres ou torons de charge" n'importe quelles autres fibres ou torons qui sont en 5 général meilleur marché et plus légères que l~s fibres de structure, La présence des torons do charge tout en n'augmentant pas exagérément le poids ou le prix des structures enpÔehe les torons de structure de se disperser sous l'effet du moussage en dehors des zones que ces torons doivent occuper, ce qui simplifie ainsi lo procédé et améliore également los propriétés des produits. 10 L'invention, dans un autre do ses aspects, produit une nouvelle struc ture à motifs ayant un aspect graine- ou hachuré qui peut simuler étroitement l'aspect des bois naturels. Dans ce cas, los fibres ou torons de structure coinpi-cnnent des fils teints aux couleurs désirées, tandis que la matière productrice de i-iousse peut si on le désire contenir un colorant.Les fibres ou 15 torons de structure se trouvent à lo. surface do la structure, ou à proximité, et lus fibres ou torons dq&barge au centrc-. Les torons et la matière productrice de mousse peuvent en outre être choisis do façon qugda structure ait en plus d'un aspect graine ou hachuré la densité, la rigidité et les autres propriétés du bois. L'utilisation do torons colorés permet la formation de 20 structures à textures remarquables dont l'aspect a une "profondeur" qui ne peut Stre obtenue par impression ou stratification.- Des mélanges de torons àv; structure de couloir, s différentes, par exemple des torons rouges, verts et bleus, donnent tin aspect de surface attrayant qui n'aapu être obtenu jusqu'à présent. 25 Los torons pauvent, par exemple, prendre la forme de filaments continus ou de fils continus constitués de filaments discontinus, ot les structures peuvent contenir également d'autres fibres ou charges.Le choix particulier des torons de structure dépend des propriétés et de l'aspect que l'on désire avoir dans los structures finales, mais en général la Demanderesse a trouvé que des 30 torons à module élevé sont les plus avantageux, las fibres ou torons de verre et de carbone étrjit particulièrement intéressants. Piir-d d'autres torons intéressants dans la présente invention, on peut citer los torons de matières polymères synthétiques telles que los polyesters, les polyamides ot les polyolé-fines,- et les fibres naturelles et les fibres métalliques j les torons de ren-35 forcement de structure utilisés peuvent comprendre doux ou plusieurs types différents de torons. Si on utilise des torons de structure colorés, leur couleur doit rester solide tant que ces torons se trouvent en contact avec la matière productrice do nousse synthétique non durcie. Les fibres eu. torons de charge* peuvent Stre n'importe quelles fibres ou torons bon narché et (ou} 40 légers, par exemple dos torons de jute oit des torons yolynères synthétiques et ■î ?*- > / \ bad original 05553 ^ 2002850 l'on peut utiliser dos fibres ou torons qui sinon constitueraient dos résidus. On peut à nouveau utiliserai on la désire deux ou plusieurs types différents de torons de charge. Les mousses utilisées dans la prosente invention peuvent être des mousses 5 dures ou des mousses molles, bien que, si les produits doivent être utilisés dans l'industrie dos matériaux do construction, il est préférable en général d'utiliser des mousses dures. Do nombreuses Housses conviennent et le chois: d'une moussa particulier:.- dépend des propriétés particulières désirées dans les produits finals, ot dans une certaine mesure également de la méthode 10 utilisée pour former le produit final. Sont particulièrement utiles comme constituant mousse, 3^S mousses do polyuréthanne,e ^ dos mousses telles que celles à hase d'urée vinyliquos, do phénol-foraaldéhyde urées, de fornaldé-hyde, de mélamine-formaldéhyde, de polyesters, de polyoléfinos, do polyamides, de polystyrène et do résines épo:xy sont au.: si parmi los nous se g utiles. 15 La nature exacte du procédé utilisé pour produire los structures de la présente invention dépendra, drus une cc-rtaine mesure du type de mousse nécessaire ot du procède selon lequel la pousse a été formée à partir de la matière productrice do mousse. La matière productrice do mousse pout Stro (comme par exemple pour certains polyuréthannes mentionnés ci—dessus) un mélange de cons-20 tituants liquides qui produit un gas pondant la réaction de polymérisation, ou bien on peut,si cela est nécessaire, introduire un agent de soufflage. Elle peut encore ître constitue^. d'un seul constituant et d'un"agent de soufflage. Dans un autre procédé, la matière productrice do mousse' peut être un liquide dans lequel on produit d^s vides par agitation ; elle peut encore être un 25 solide, par exemple des fibres, capables de se transformer en mousse au moyen d'un traitement approprie.sont aussi parmi les mousses utiles. Les torons ot la matière productiâce do mousse dure peuvent être mis en cont et au moyen de procédas réalisés par charges successives, de façon continue ou semi-continue, ot le typ^ do procédé utilisé dépond dans une cer-30 taine mesura de la fome fianl^ désirée pour la structure. Ainsi, les produits de la présente invention peuvent Être moulés sous n'iroorte quelle forme désirée, selon l'utilication finale envisagée. Un moyen de mettre on contact les torons et la matière productrice do mousse consiste à pulvériser la matière productrice de mousse sur los torons, ou encore à introduire les fibres ou 35 torons dans un récipient contenant la ~ tière productrice do mousse,ou vice — versa, de eorte qu'au moins une partie de- la matière productrice do nousse est transférée sur l-„-s fibres ou torons, les fibres ou torons et la matière productrice de mousse peuvent être nir- an contact dans un moule ou encore Ôtre transférés ultérieurement dans un moule après avoir été mis on contact. 40 Dans un procédé réalisé on continu les torons -oeuvont être étirés à bad ork3uha4. 69 05553 4 2002850 partir do bobines ot disposés nu moyen, de rouleaux do guidage convergents de sorte que lo rapport toron de stiacture/torons de charge soit identique à celui que l'on désire avoir dans les structures finales, ot les torons ainsi disposes peuvent ensuite 'jtre introduits dans un moule, la présence des 5 torons do charge empêchant la p. rturbation do disposition des torons de structure pendant la production do la mousse ot donnant des produits ayant la disposition voulue des torons. Le raouls ou 1^ récipient d.-ns locuol on fabrique la structure doit posséder de bonnes propriétés Ao déuûula-;c, eu doit otro recouvert d'une matière, 10 telle que le PTFE (polytétrafluoroéthylène), ayant de telles propriétés. Dans certains cas, la Demanderesse a trouve qu'on peut mouler et durcir les structures de mousse, en vue de forcer des produits de mousses dures sans utiliser d'apport -le chaleur supplémentaire ; toutefois, selon le procédé particulier et la matièi-e productrice do mousse utilisés, il peut être né-15 cessaire de fournir un apport de chaleur supplémentaire pendant le moulage de la structure. L'invention va maintenant Stre décrite avec plus de détails dans les exemples suivants donnés à titre illustratif nais nullement limitatif du cadre do l'invention. 20 Cet exemple démontre qu'il est nécessaire d'incorporer des torons de charge dans 1~. structure pour empêcher ou réduira au minimum le déplacement des torons do structure hors des zones désirées dons la section transversale. On fait passer une chaîne de 54- fils do verre de 100 deniers constitués 25 de/ilanents continue (diamètre des filaments : 0,00625 on) dans un bain de mouillage dms lequel on a introduit un mélange générateur de mousse. Ce mélange comprend on poids, 100 parties do tri-néthylol-propane oxypropylé (indice de 0H 520 - 560 ®)~), 30 parties de phosphate de tris-bêta-(chloroéthyle), s 4 parties de copolyrèro à "blocs polyo^ypropylèno-o^uthylèno, 178 parties 30 d'une conposition do diisocyanato-diphényL'iéthane (indice. 105) comprenant du diisocyanato-diphénylnethnne et dos poly-isocyanates voisins ayant des fonctionnalités supérieures, cette composition ayant une concentration exprimée en diisocyan-.to-diphénylméthane de 37 °Jo et un pcidgéioléculaire dcjè50, 0,2 partie d'eau, 10 parties de trichloromonofluorométhano, 1 partie d'un copoly-35 mère à blocs siloxane-polyoxyalkylène, et 1 partie d'eau. On enroule la chaîne sur quatre 'ti^es fixées sur un dispositif de bobinage rotatif et on fait tourner 70: fois le dispositif afin do former une nanoque dj fils nouillés que 1'o^otiro ensuite des ti^ee et que l'on maintient tendue -fin de tendre les filaments. bad oriôinai 69 05553 2002850 5 On coup-,- lu nonoque a l'axtrérdté don fils afin de former un faisceau do filament j. On mut lo faisceau draos un noule r-iétalliqua carra ouvert à sa partie .supérieure ot h une ^-vtrcr.ité, nosurmt 2,3 en do profondeur -.jt de largeur et 33 c:a do longueur et Recouvert d'une feuille de PVC de 0,250 ma 5 d'épaisseur. On posa d-jas le o-ens de la longueur du noule uno* tigo métallique recouverte lo poly(tétrafluoroethylène) do 1,6 cri- do aoction transversale et de 40 en de lon&, oj ou l'enfonce au centra dans le fil mouillé.On retire en- 2 suite la ti-ye, on obtient ainsi un« rdnuru do 1,6 en , dans lo sens de la 10 longueur d^ l'échantillon. On attache un -jouvcrcle plat on natal sur lo noulo et on net le noule et son contenu ians un four à Q0°C pendant 15 riiautcc afin que la matière génératrice C? ncusse forme la noussc eb se solidifia. On retire ensuite du four le noulo ot lo produit composite de nousso et de fibres et on les 15 refroidit, on retire lo composite du noulo ot on airr.ohc lo revêtenont de P.V.C. Par e;canon on ^-eut voir -_Tje la r.ousso s'est oroensée ot qu'elle remplit la section transversale rectangulaire du noulo, mais on sectionnant trans-versalenent lu produit obtenu, on ren quo la nour.ee oxpans-a a entraîne 20 les filanants do v~rrc «3os bord.:- du noulo où ils avaient été placés ->t par conséquent ^u'il s'.-st produit un.. distribution pratiouenont régulière- dos filaments d:ais. 1Jéchantillon. On produit comme procé'lonnont une chaîne lr. filaments continus do verre, mouillés avec le n$no nélan-c générateur do noucae, que ci-dossus, ot on la 25 coupe afin de former un faisceau do fils. On dispose dans un noule ayant les mômeaâinonsions que ei-d~ssus ot qui est recouvert d'une feuille do FVC de 0,25 nn d'o-paisr:.ou:;,lo6 trois quarts dos filaments,l'autre quart du faisceau do filanenbs otut ids d'un côté. On fono corma proc>;dœxiont dans les 2 filaments d_ verra nouilles, un- rrinure do 1 ,o cm îl-ns le sans do la lon-30 gueur do l'échantillon. On fait passer une deuxièn- chaîne do 41 fils constitUv-s de fils do "Nylon" do 340 dardai a do filaments continus (140 filcnonts 6 deniers/filanent) dans lo nôiic "ocin mouillant at on l'enroula sur le ,&ic dispositif de bobinage on la faisant tourna: 12 fois afin do fon-ior uno di-UKdèuo nanoquo do fi-35 bros mouillées. On . y!: 1..- nanoquo do "Fylon" dans la rainure formée dans los filmants lo vorro dans le r.oulo, ot l'on :.wt le. restant des filanonta do-verre, qui av;dont é;a -ds d'un côté , au-deorsiis dou filaments do "ÎTylon". On ferme le noul:-, on le tr.-ite dans un four coûtc ci-dossus, afin que la matière productrice do mousse, forno la mousse ot se solidifie autour do filament s do vorro et do "Iîylon". On retira ensuite- du. four le noule et le 40 05553 6 2002850 produit composite do mousto ot de fibres et on loa refroidit, on retire le produit conoosito du noulo ot on arrache le revêtement do PVC. .Sn coupant trnnsversalûr.ent la produit obtenu, on remarque cette fois-ci que los fils le verre sont confinés dans une enveloppe d'uno profondeur de 0,7 en environ autour de l-> surf-ee de le. tige cor.posicj «t qu'ils no se .sont pas dispersés dans le noyau de "l'Tylon", ot que p r conséquent la distribution des fibres désirce a été naintenuc. pendant la formation do 1-. mousse. SIMPLE 2 On fait passer dans un bain de mouillage convenant 1e mélange générateur de mousse de 1 ' uxenplo 1, une chaîne do 80 fils le fils de verre de 100 deniers constitués d-;. filaments continue. On enroule la chaîna sur quatre tiges fixées sur un ctirçsositif de bobinage rotatif ot on fait tourner 16 fois lo dispositif _-.fin do former une nanoquo de fils mouillés que l'on retire ensuite des tijes et que l'on maintient 'c indue afin do tendre l~s filaments. On coupe la manoquo à l'extrémité des fils afin do former un faisceau de filaments. On met les trois quarts du faisceau de filaments dans Tin noule métallique à bords droite ouvert à • une extrémité, ayant une largeur et une profondeur de 2,3 en et une longueur de 33 cm, et qui est recouvert d'une feuille de FVC do 0,25 en d'épaisseur, l'autre quart du feieceau dg^ilaments étant mis d'un côté. On dispoce le^ilanonts mouillés d.ns le moule afin do- former une couche d'environ 5 m d'épaisseur recouvrant les croi- bords du moule. On fait pasàer dans lo même bain de mouillage un fil unique do jute (fuseau 14 pour fil de jute), et on l'enroule jur le mène dispositif que l'on fait tourner 290 fois afin de former uno .moque do fibres de.jute mouillées. On dispose la. nanoquo avec soin dans la rainure formée dans los fil.xienta d_- vorro qui recouvrent le uoulo ot on net lo restant des filaments de verre qui avaient été '.is d'un côté au-dessus les filnnents de jute. On fixe par des pina.es un couvercle plat sur 1e noule et on net le noule et son contenu dans un four à 80°C pendant 15 minutos afin que la composition productrice de nous^j, forme la mousso ot se solidifie autour dos filaments de verre et do jute. On retire ensuite du four lo ;oulc ut la structure composite de mousso et de fibres et on les refroidit, on retire le produit composite du moule ov, on arracha le revêtement de PTC. En coupant transversalement lo produit obtenu, on renarque que los fils de verre sont confinés dans une enveloppe do 0,2 en de profondeur environ autour de la surface de la tige de composite, qu'ils n„ se sont pas dispersés dans le noyau de juto ot que par conséquent la distribution des fibreç&esiréo a été maintenue pendant la fornation do l^iousse. La partie du produit conposite contenant lo verre a une nasse "volunique do 0,95 a^cri3 et La. >'.rtio contenant le jute a une uasso voluiique de 0,5 g/cra3 -.,nviron. H y.', de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatifr nais nullonont limitatif, et qu'elle ost susceptible do aiver~ sss "variantes sans sortir de son cadre. dad original, 05553 ? 2002850 - BSVISTOICAglONS - 1) Structure caractérisée par lo frit qu'ellq6ompï>end uno mousse en matière syntlm tique contenant des fibre? contina®^u torons distribues dons la section transversale de la structure, ot alignés pratiqueront parallèlement, une partie au moins ck.a torons étnnt dos torons d; renforce:-ont ayant les propriétés requises noiir forzi:-r la structure voulue, le rest- des torons étant des torons ou fibzw à.: oh-rge ou de rempli-jeag'.., l.m! torras de renforcement de la struetur, -ri v,'.c daiî.= la rrucJ;ur., A a.:; aorm.; aréf'ré-es. 2) Straotur^- selon la rc.v--r.lic -tior. 1, c-r etérisée _pir le fait qu; les torons de renforcement de la struetur- sont situés au:: surf .ces d- la structure ou à proximité de ces surfaces. 3) Structure Selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les torons de renforcement de la structure sonc colorés afin de contraster avec la couleur do la matière de- la mousse. 4) Structure scion la revendication 2, caractérisée par lo fait que los torons de renforcement de la structure sont des filaments continus. 5) Structure selon les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les torons d~ renforcement de la structure sont des fils formés de fibres discontinues ou de brins. 6) Structure selon la revendication 4, caractérisée par lo fait que / la les torons de renforcement de/structure sont dos filaments •continus de verre. 7) Struetur5 selon l'une quelconque des revendications 1 tà 5, caracté- / la- risée par le fait que les torons de renforcement de/structure sont composes de fibres ou de filaments de polyamides. 8) Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- / la- risée par le fait que les torons de renforcement" de/structure sont composes de fibres ou de filaments de rayonne. 9) Structure selon l'un-..: quelconque des revendications précédentes, caractérisée «ar 1.. fait que 1 „r. torons ou fibres de charge sont des fils de jute, des fils le aolypropylène, de3 fils de polya- ide, ou un résidu fibreux filé sous forme- de fils. 10) Procédé fabrication de structure de noixsso contenant dos fibres continues, eu torons, caractérisé par le fait ma'en forme un assemblage à trois dimensions d- fibres continues ou torons, une partie au moins des torons étant de-s torons d..- renforcement de l->. structure et le reste étant des fibres ou des torons de charge, les torons d.. renforcement de structura étant disposés dans l'assemblage dans des son^s désirées ; on met m contact 1'assemblage avec une matière productrice de mousse synthétique, et l'on traite, moule et solidifie cette matière productrice de mousse contenant de telles- fibres,, cds fibres étant alignées pratiquement parallèlement et distribuées d-ans.; la. section trans- BAD ORlOINAlr 69 05553 3 2002850 vorsalo d„ 1.: structure-. 11 ) Proe-li'. :--lon lr. îwendicr.tion 10, car-ctérisé p-.r lo frit qu'on .joute- une ratière colormte dans la ratière productrice de nousse. 6ad original