Brevet FR2051685A1 — publié le 19710409

la présente invention se rapporte d'une façon générale aux objets poreux et aux procédés de- fabrication de ces objets et elle concerne, plus particuli'ere- ment, la fabrication d'objets poreux renforcés. Selon l'un des aspects les plus getneraux de l'invent ion, un objet poreux comprend un corps en un matériau poreux du type qui est sous forme dtun réseau tridimensionnel définissant une série d'espaces cellulaires intercommunicants, et-une structure de renforcement comprenant une série d'éléments en contact de support avec ce corps. Selon une particularité de l'invention, la structure de renforcement est sous forme d'une série d'éléments séparés, fixés au corps en matériau poreux ou noyés dans celui-ci; selon une autre particularité de l'invention, la structure de renforcement est constituée par une série d'éléments reliés les uns aux autres de manière à définir un ensemble unitaire qui est fixé au corps en matériau poreux ou est noyé dans celui-ci. Ainsi la structure de renforcement peut être sous forme de tiges ou sous forme d'une grille ou d'un assemla. analogue. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau poreux est métallique. Selon une autre caractéristique de l'invention, un procédé de fabrication d'un objet poreux consiste à déposer une matière sur un substrat poreux, ledit substrat étant muni d'une structure de renforcement qui est en contact de support avec lui de sorte que la structure de support reste incorporée dans l'objet poreux terminé. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation dtobjet poreux, contenant des éléments de renforcement. La figure 2 est une vue en perspective d'un autre type d'objet poreux, comportant des éléments de renforcement sur une surface, La figure 3 est une vue en perspeotive d'un objet poreux qui comprend deux couches d'un matériau poreux, entre lesquelles est interposée une structure de renforcement. La figure 4 est une vue en perspective d'une structure de renforcement. La figure 5 est une coupe transversale d'un diffuseur selon l'invention. Les figures 6 et 7 sont des vues en plan de deux formes d'une structure de renforcement. Ta figure 8 est une coupe transversale d'un autre type de diffuseur selon l'invention La figure 3 représente un objet poreux 10 comprenant un corps en un matériau poreux 11 traversé par des tiges 12 en un matériau sensiblement rigide. Une seule série de tiges 12, parallèles les unes aux autres, peut être suffisante mais si on le désire, d'autres séries de tiges 13 peuvent traverser le corps poreux ll dans une direction perpendiculaire aux tiges 12. Le matériau poreux peut être un agglomérat de fibres, par exemple une matière feutrée, ou un matériau similaire à une éponge ou en forme de mousse, par exemple une éponge naturelle ou une mousse de résine synthétique. Une matière qui est particulièrement avantageuse est une mousse de polyuréthane. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les tiges 12 et 13 sont enfoncées à travers le bloc de matériau poreux et, pour faciliter cette opération,-les extrémités des tiges peuvent être pointues. On peut également chauffer les tiges de sorte que quand on les enfonce dans une mousse de polynréthane, par exemple, elles fassent fondre la mousse dans la zone immédiatement adjacente aux tiges. Dans l'exemple décrit, on métallise le corps de matériau poreux, par exemple par pulvérisation, immersion ou électrodéposition d'un métal sur un substrat poreux, Après métallisation, on peut laisser le substrat poreux ou on peut le faire disparaître, par exemple en le chauffant pour le faire fondre ou l'éliminer sous forme de cendres. lorsque l'on ddsire obtenir une porosité élevée, on peut réticuler la mousse, c'est-à-dire que la mousse sera du type dans lequel la phase organique est un réseau tridimensionnel pratiquement dépourvu de cloisons définissant les cellules. Pour préparer une telle mousse, on peut faire disparaitre les cloisons relativement minces entre les cellules, par exemple par des moyens chimiques, tels qu'un traitement avec de l'hydroxyde de sodium aqueux dans le cas d'une mousse de polyuréthane. Quand un métal doit être électrodéposé, il est indispensable d'utiliser pour le substrat une matière poreuse qui est conductrice d'électricité, ou bien de rendre cette matière conductrice à l'aide d'une couche superficielle conductrice. Lorsque la matière n'est pas conductrice, on peut la rendre conductrice en incorporant certains additifs tels que le graphite ou une poudre métallique. On peut appliquer une couche superficielle conductrice en re voltant le matériau d'uue matière résineuse réticulable qui contient une substance conductrice, ou bien on peut déposer chimiquement un métal, par exemple par une réduction in situ de nitrate d'argent ammoniacal.En général, lorsqu'on utilise le dépôt chimique, la surface doit être traitée par un ou plusieurs agents de sensibilisation, par exemple avec du chlorure stanneux et ensuite avec du chlorure de palladium, lorsque X métal est l'argent. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, on préfère enfoncer les tiges 12 et 13 dans le corps poreux avant la métallisation. Les tiges sont ainsi liées au matériau poreux. les tiges peuvent être en métal ou en un autre matériaurigideapproprié, par exemple enunematière plastique synthétique rigide. De préférence, on traite les tiges pour assurer que le métal soit également déposé sur elles. Dans un autre mode de réalisation (figure 2), la structure de renforcement comprend des tiges 15 sur une surface du corps poreux. Après métallisation, les tiges sont liées de façon permanente au matériau poreux. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 3, la structure de renforcement 16 est interposée entre deux couches 17 et 18 d'une mousse, la cons truction dotant en sandwich. Ce mode d'assemblage permet d'utiliser deux mousses ayant des pores de dimensions différentes, chacune sur un c8té de la structure de renforcement. Cette structure de renforcement peut prendre des formes variées, par exemple celle d'une grille de fils métalliques (comme représenté), celle d'une feuille de métal ddployée, ou encore 'me combinaison de tiges de fils métalliques et de grilles ou treillis preformés. On peut utiliser plus de deux couches de matière poreuse et, dans ce cas, on peut interposer une structure de renforcement entre chaque paire de couches adjacentes. Un objet poreux selon 11 invention présente une résistance mécanique supérieure à celle d'un objet poreux dépourvu de structure de renforcement, Ainsi l'in- vent ion fournit un élément perméable que l'on peut utile~ ser dans les cas où la nécessité de supporter des charges empêche l'utilisation d'un élément en mousse non renforcé. L'utilisation d'éléments hautement perméables en mousse métallique permet une bonne distribution de gaz darR dcs liquides ou dans d'autres gaz. Cependant, si les surfaces sur lesquelles la diffusion doit avoir lieu sont très étendues, comme c'est en général le cas dans des récipients pour réactions chimiques ou pour le moulage de matières thermoplastiques, le poids supporté par l'élément perméable sera très important. La figure 4 représente une structure de renforcement comprenant Tlusieurs éléments 20 ayant une section transversale rectangulaire et disposés sous forme d'une grille. Le grand axe de la section rectangulaire est perpendiculaire à la surface de la grille. Le corps en matériau poreux est installé sur une surface de la grille, comme on peut le voir en 21 sur la figure 5, cette figure montrant un diffuseur installé dans le fond d'une cuve 22. Les éléments 20 peuvent être des plaques individuelles assemblées par fentes, ou ils peuvent être moulés ou formés d'autre manière en une structure unitaire. Les éléments 20 peuvent être en métal ou eu un autre matériau approprié, par exemple une matière plastique. La structure de renforcement peut présenter des ouvertures carrées (voir figure 6) ou des ouvertures dune autre forme; elle peut également être constituée d'une combinaison d'éléments circulaires et radiaux (voir figure 7). La forme de la structure de renforcement et la dimension des ouvertures définies par les éléments de cette structure peuvent être modifiées selon l'importance de la charge à supporter. Le corps en matériau poreux peut être courbe quand on l'observe en section transversale normale à la surface du matériau comme on le voit sur la figure 8. Bien que, dans les exemples précédents, l'objet poreux ait été décrit comme étant formé d'un corps de matière poreuse métallisée par pulvérisation, immersion ou électrodéposition, on peut également métalliser le matériau poreux en le traitant avec une suspension d'un métal et un frittage ultérieur. On peut également former in situ une mousse métallique ou céramique et on obtient ainsi un corps poreux métallisé en un seul stade. Outre l'augmentation de la résistance mécanique de l'objet poreux, surtout aux températures élevées, la structure métallique de renforcement améliore la conductivité électrique. Le renforcement permet également de former une structure préalablement façonnée au stade du substrat de mousse, sans 3voir à utiliser de gabarits cottes2. Dans le cas d'un élément poreux métallisé obtenu par élec trodépositiou, la meilleure conductivité électrique du substrat, due W l'utilisation de la structure métallique de renforcement, améliore la capacité de transport du courant elec- trique par la mousse pendant le processus d'électrodéposition. Alors qu'il est commode de métalliser le matériau poreux pendant que la structure de renforcement est en po siticn et en contact avec le substrat, on peut également fixer la structure de renforcement au corps poreux après la métallisation, par exemple par soudage, brasage ou à l'aide d'un adhésif approprié. REVENDICATIONS 1. Objet poreux comprenant un corps en un matériau poreux du type qui est sous forme d'un réseau tridimensionnel définissant uue série d'espaces cellulaires intercommunicants, caractérisé en ce qu' il comprend une structure de renforcement formée d'une série d'éléments de support d'un seul tenant avec le corps en matériau poreux. 2. Objet selofi la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau est métallique. 3. Objet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de support sont noyés dans le corps de matériau poreux. 4. Objet selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la structure de renforcement est constituée par des éléments séparés. 5. Objet selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la structure de renforcement est constituée par une série d'éléments de support reliés ensemble de manière à former une structure unitaire. 6. Objet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la structure de renforcement est interposée entre deux couches de matériau poreux, ces couches ayant des pores de dimensions différentes. 7. Objet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la structure de renforcement est constituée d'une série d'éléments de support sous forme d'une grille, cette grille étant fixée sur une surface du corps en matériau poreux. 8. Objet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps poreux est en wne nousse réticulée. 9. Procédé de fabrication d'un objet poreux, selon lequel on forme un corps poreux en déposant un matériau sur un substrat poreux, caractérisé en ce qu'il consiste à fixer une structure de renforcement comprenant une série d'éléments de support à ce corps poreux. 10* Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on fixe la structure de renforcement au substrat poreux avant de déposer ledit matériau sur ce substrat. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on métallise le substrat. 12. Procédé selon la revendication 9, 10 ou 11, carac-térisé en ce qu' on noie les éléments de support dans le substrat avant de déposer ledit matériau.