Brevet FR2085391A1 — publié le 19711224

La présente invention concerne un perfectionnement aux procédés de fabrication en continu de plaques en mousse expansée. Ce perfectionnement * s'applique plus particulièrement aux procédés dans lesquels on effectue l'étalement et le calibrage en hauteur du mélange liquide générateur de mousse 5 entre deux feuilles de revêtement avant expansion du liquide et simultanément l'assemblage du bord des feuilles» Un tel procédé est décrit par exemple dans le brevet français 1 525 046» Selon ce procédé, le mélange liquide est coulé sur une feuille de revêtement puis recouvert aussitôt par une deuxième feuille et l'ensemble est 10 tiré par un dispositif convoyeur et conformateuv à travers un dispositif d'étalement du liquide par rapprochement' progressif des feuilles jusqu'à atteindre pour le liquide avant expansion une hauteur calibrée. Simultanément à l'étalement du liquide, on assemble les bords des feuilles pour former une gaine étanche. 15 Dans certains cas, notamment dans la fabrication de plaques de grandes largeurs et de fortes épaisseurs comportant des feuilles de revêtement minces et souples, on observe souvent dans la zone d'expansion une tendance à la formation d'ondulations des feuilles de revêtement selon des directions sensiblement longitudinales. Celles-ci ont tendance à déplacer laté-20 ralement la mousse en cours d'expansion, ce qui modifie la répartition du mélange liquide générateur de mousse, laquelle est rigoureusement uniforme à la sortie du dispositif d'étalement. Le passage dans le convoyeur fait bien disparaître ces ondulations, mais au prix d'un réarrangement de la mousse dans la dernière phase de l'expansion, c'est-à-dire au détriment de son homogéné- -25 ité et de ses propriétés mécaniques, éventuellement avec destruction partielle de la structure cellulaire et libération de gaz. •' Quelles que soient les précautions prises ou les réglages effec- » tués, on ne parvient qu'à réduire les risques d'apparition de ce phénomène ou ..à diminuer son importance, mais on ne parvient pas à l'éliminer avec sûreté, 30 notamment dans le cas de fabrications de plaques de grandes largeurs, de fortes épaisseurs et revêtues de feuilles minces et souples. La présente invention concerne un perfectionnement appliquable non seulement au procédé précité, mais d'une manière plus générale, aux procès és de fabrication en continu de plaques en mousse expansée dans lesquels 35 on effectue l'étalement et le calibrage en hauteur du mélange liquide générateur de- mousse entre deux feuilles de revêtement avant expansion du liquide et simultanément l'assemblage du bord des feuilles de façon à fermer une gaine. Le but de la présente invention est l'élimination des ondulations longitudinales pouvant se produire dans la fabrication de plaques en matière ex-40 pansée. 7G 13796 2 2085391 L'objet de la présente invention est un procédé et un dispositif permettant de maintenir les faces supérieure et inférieure de la gaine formés par les feuilles enveloppant le liquide générateur de mousse en cours d'expansion selon des surfaces réglées susceptibles d'être engendrées par des 5 génératrices horizontales perpendiculaires à la direction d'avancement des feuilles de revêtement, La présente invention, à la réalisation de laquelle a collaboré Monsieur Jacques AUGE, concerne donc un perfectionnement au procédé de fabrication en continu dé plaques en mousse expansée dans lequel on effectue 10 l'étalement et le calibrage en hauteur- du mélange liquide générateur de mousse entre deux feuilles de revêtement avant expansion du liquide, et, simultanément l'assemblage du bord des feuilles, caractérisé en ce que l'on exerce dans une zone longitudinale comprise entre 50 et 95 % de la zone d'expansion, du liquide générateur de mousse sur la face supérieure de la gaine en cours 15 d'expansion, une pression continue juste suffisante pour que cette face demeure à tout instant une surface réglée engendrée par des génératrices horizontales perpendiculaires à la direction d'avancement des feuilles. La présente invention concerne également les produits obtenus par ce procédé ainsi que les dispositifs permettant sa mise en oeuvre. 20 L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures ci-jointes qui illustrent schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs et sans échelle déterminée, un mode de réalisation adapté à un procédé connu. La figure 1 représente en élévation une machine d'un type connu pour la fabrication en continu de plaques en mousse expansée. 25 La figure 2 représente en coupe transversale selon AA une section de la gaine contenant le produit en cours d'expansion, telle qu'on peut l'observer sur ime telle machine. La figure 3 représente en coupe selon le plan de symétrie longitudinal de la machine la zone d'expansion munie d'un dispositif selon l'in-30 vention. La figure 4 représente en coupe transversale selon BB une section de la gaine contenant en cours d'expansion, obtenue par le procédé selon l'invention. Dans le présent texte par "mélange liquide réactif" ou"mélange 35 liquide générateur de mousse" ou tout simplement par "mélange liquide" on entend tout mélange liquide usuel constituant une composition génératrice de mousse rigide, semi-rigide ou souple par réaction de ses composants, et tout particulièrement les mélanges à bases de polyéthers ou polyesters possédant les groupements hydroxyle et de polyisocyanate, d'eau, d'agents de gon-40 flement, d'agents tensio-actifs, de catalyseurs tels que ceux servant à pré BAD OR1GÎNAL 70 13796 3 2085391 parer les plaques en polyuréthanne mousse rigides, semi-rigides ou souples. En se référant à la figure 1, on voit que l'on déroule horizontalement une feuille de revêtement (l) depuis un cylindre (2), on coule sur cette feuille un mélange liquide réactif (3) depuis une tête de coulée (4). 5 On recouvre aussitôt le liquide déposé par une seconde feuille de revêtement (6) depuis tin cylindre (5). On entraîne à la même vitesse les feuilles (1) et (6) à travers un dispositif d'étalement progressif et continu du mélange liquide entre les feuilles et de calibrage de la hauteur de ce liquide. Ce dispositif est composé de deux surfaces fixes, convergentes (8) et (9). Simulta-10 nément, on assemble de manière étanche les bords des feuilles (1) et (6) par dépôt de deux minces filets de colle (12) à prise très rapide depuis des distributeurs (il), filets sur lesquels on presse la feuille (6) à l'aide des tampons (lO). On forme ainsi une gaine étanche qui contient un film liquide uniformément réparti et de hauteur calibrée. Cette gaine pénètre alors dans 15 la zone d'expansion (13) du mélange réactif liquide, la feuille (1) glissant sur un plateau horizontal fixe (14). La gaine est entraînée et conformée à l:êpaisseur désirée par le convoyeur conformateur (18) à l'intérieur duquel s'achève l'expansion. Lors de la mise en oeuvre d'une telle machine, dans certaines con-20 ditions, notamment dans le cas de fabrication de plaques de grandes largeurs et et de fortes épaisseurs, revêtues de feuilles minces et souples, on peut observer dans la zone d'expansion des ondulations sur les feuilles de revêtement (t) et (6). La section transversale de la gaine coupée selon M peut avoir la forme représentée digure 2. On remarque que la déformation de la feuille supé-25 rieure entraîne généralement une déformation semblable mais moins marquée de la feuille inférieure. Selon l'invention, on a trouvé que l'on peut supprimer totalement ces ondulations si l'on exerce dans une zone longitudinale comprise entre 50 et 95 % de la zone d'expansion, sur la face supérieure de la gaine en cours 30 d'expansion, une pression continu suffisante pour que cette face demeure à tout instant une surface réglée engendrée par des génératrices horizontales perpendiculaires à la direction d'avancement des feuilles. On entend par zone d'expansion la zone comprise entre la zone de calibrage de la hauteur du liquide uniformément étalé et la limite où la plaque 35 atteint sa hauteur définitive à l'intérieur du convoyeur - conformateur. Généralement l'expansion s'achève à l'entrée du convoyeur conformâteur (cf. figur res 1 et 3), ce qui permet d'utiliser au maximum ses possibilités. La pression à exercer sur la gaine doit être suffisante pour que la face supérieure de la gaine en cours d'expansion demeure à tout instant une 40 surface telle que définie précédemment, elle ne doit cependant pas être trop BAD ORIGNAL 70 13796 4 2085391 élevée pour ne pas gêner l'expansion de la mousse ou risquer de faire fluer l'ensemble du liquide en expansion. Le choix de la pression optimum dépend de nombreux facteurs tout spécialement de la nature du liquide en expansion et de la souplesse des feuil-5 les formant la gaine. On la règle expérimentalement à la valeur juste suffisante pour que les déformations de la gaine ne se produisent plus. On peut exercer sur la face supérieure de la gaine en cours d'expansion line pression continue à l'aide de divers moyens. On a représenté fi-10 gure 3 l'un des ces moyens qui constitue une mise en oeuvre préférentielle. Il comprend au-dessus du plateau, fixe et horizontal (14), une plaque (15), souple longitudinalement et rigide transversalement. La largeur de cette plaque est au moins égale à la largeur des feuilles de revêtement (l) et (6) ; sa longueur est généralement comprise entre 50 % et 95 % de la longueur de 15 la zone d'expansion. Le bord antérieur de la plaque est maintenu, par exemple à l;aide d'un axe (7) qui peut pivoter librement à l'intérieur de deux colliers supports (16) disposés de part et d'autre du plateau (14) et fixés à celui-ci. La hauteur libre H entre le bord antérieur de la plaque (15) et le plateau (14) est généralement comprise entre 1 et 5 fois la hauteur libre h existant entre 20 les plateaux 8 et 9 du dispositif d'étalement et de calibrage. Elle est de préférence comprise entre 1,1 et 2,5 fois cette hauteur h. Le bord postérieur de la plaque (15) est libre et celle-ci repose à l'arrêt soit directement sur le plateau (14), soit de préférence sur des cales latérales (17), parallèlement au plateau (14). 25 Le mode d'action de ce dispositif est le suivant. Au démarrage, on engage les feuilles de revêtement (1) et (6) entre le plateau (14) et la plaque (15). Le mélange liquide réactif pénètre dans la zone d'expansion après avoir été uniformément étalé et calibré sur une hauteur déterminée h. L'expansion débute lentement, le mélange réactif soulève de préférence simultanément 30 la feuille supérieure (6) et la plaque (15) j il peut aussi les soulever successivement. L'expansion se développe ensuite plus rapidement, la pression développée par la mousse en expansion équilibre le poids de la plaque (15), celle-ci se soulève progressivement davantage. Comme le mélange réactif est avant expansion étalé uniformément, l'expansion se développe verticalement 35 d'une manière uniforme. Aussi la plaque (15) qui est rigide transversalement et qui repose sur le produit en cours d'expansion, conserve une surface inférieure réglée, engendrée par des génératrices horizontales perpendiculaires à la direction d'avancement des feuilles. La figure 4 montre l'action de la plaque (15) sur une section transversale de la gaine coupée selon BB ; les 40 ondulations de la feuille supérieure et par contre-coup celles de la feuille i \ BAD OFUGîNAj. :i 70 13796 5 2085391 inférieure, ont disparu. Par ailleurs, les bords collés des feuilles (l) et (6) se relèvent progressivement et se rapprochent très légèrement. L'expansion s'achève progressivement et la plaque (15), grâce à sa souplesse longitudinale, couvre d'une manière continue et uniforme la 5 feuille (6) dans la majeure partie de la zone d'expansion en épousant le profil longitudinal de cette zone d'expansion sans le modifier de manière sensible. La plaque (15) exerce ainsi sur le produit en cours d'expansion une pression' continue due à son propre poids. Il est apparu spécialement 10 important que la plaque soit souple longitudinalement. Pour la fabrication de plaques mousse en polyuréthanne revêtues de feuilles minces on emploie généralement une plaque métallique rectangulaire dont la longueur est comprise entre 2 fois et 5 fois sa largeur et dont l'épaisseur varie pour de l'aluminium entre 0,2 et 5 mm de préférence entre 0,5 et 3 mm. Il est évidemment 15 intéressant que la face inférieure de la plaque soit lisse et présente un aspect poli ou soit recouverte d'un revêtement favorable au glissement. D'autres métaux que l'aluminium peuvent être employés, leur épaisseur sera choisie de façon à avoir un poids unitaire de l'ordre de celui d'une plaque en aluminium telle que mentionnée précédemment. 20 On peut utiliser une plaque constituée par l'association d'une feuille inférieure en une matière thermoplastique telle que le polyéthylène et line feuille supérieure métallique. Cependant on emploie généralement une plaque homogène, en métal ou alliage bon conducteur de la chaleur, tel que le cuivre, l'aluminium etc..., 25 une telle plaque permettant de fournir ou d'évacuer facilement les calories dans la zone d'expansion. Il est d'ailleurs bien évident que l'on peut associer à la plaque (15) tous moyens d'échanges thermiques éventuellement nécessaires, comme par exemple des serpentins à circulation de fluides chauffants ou réfrigérants, 30 des résistances électriques, etc... La plaque (15) peut aussi être formée de lattes, ou de plaques transversales de faibles largeurs, reliées les unes aux autres d'une manière souple, par exemple par un système d'articulations. Si les lattes sont de même poids, line telle plaque (15) peut exercer une pression continue uniforme sur 35 la majeure partie de la zone d'expansion. La plaque (15) peut aussi le cas échéant, recevoir des surcharges réparties localement pour favoriser le contact continu de la plaque avec la gaine, elle doit toutefois garder sa souplesse longitudinale. On peut aussi améliorer la rigidité transversale de la plaque 40 par des nervures transversales. BAD ORIGINAL 70 13796 6 085391 Bien d'autres variantes de réalisation apparaîtront au technicien, par exemple le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à l'aide, d'autres dispositifs tels qu'une bande sans fin tournant à la même vitesse que la feuille de revêtement supérieure. 5 Ce procédé apporte un progrès technique considérable. En effet, en supprimant le risque de fonnation d'ondulations des feuilles de revêtement, il permet de conserver la répartition uniforme du produit dans la zone d'expansion -jusqu'à la polymérisation. Il permet ainsi d'obtenir des plaques en mousse eypans*;-; hemogèr-?, quelles que soient leur largeur, leur épaisseur 10 et la nature rfçs feuilles de revêtement. BAD ORIGINAL 70 13796 7 2085391 REVENDICATIONS 1° - Perfectionnement au procédé de fabrication en continu de plaques en mousse expansée dans lequel on effectue l'étalement et le calibrage en hauteur du mélange liquide générateur de mousse entre deux feuilles 5 souples de revêtement avant expansion du liquide et simultanément l'assemblage du bord des feuilles, de façon à former une gaine, caractérisé en ce que l'on exerce, dans une zone longitudinale comprise entre 50 et 95 % de la zone d'expansion, sur la face supérieure de la gaine contenant le liquide en cours d'expansion une pression continue suffisante pour que cette face demeu-10 re à tout instant une surface réglée engendrée par des génératrices horizontales perpendiculaires à la direction d'avancement des feuilles. 2° - Procédé selon la revendication 1, dans lequel la pression continue est uniforme. 3° - Produits obtenus par les procédés selon les revendications 15 1 ou 2. 4° - Dispositif pour la mise en oeuvre des procédés selon les revendications 1 ou 2, disposé entre un dispositif d'étalement et de calibrage en hauteur de liquide générateur de mousse d'une part et un conformateur d'autre part, comprenant un plateau horizon-20 tal fixe, caractérisé en ce que ce plateau est couvert par une plaque souple longitudinalement et rigide transversalement, dont la longueur est comprise entre 50 et 95 % de la zone d'expansion, dont le bord antérieur est maintenu horizontalement au-dessus dudit plateau à une hauteur comprise entre 1 et 5 fois la hauteur définie par le dispositif de calibrage. 25 5° - Dispositif selon la revendication 4 dans lequel la plaque est rectangulaire, homogène, métallique, d'épaisseur comprise entre 0,2 et 5 mm, dont la faèe inférieure est lisse. 6° - Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la plaque est en aluminium.