Brevet FR2105167A1 — publié le 19720428

La présente invention concerne un bloc cartouche composite contenant deux éléments, dont l'un est une résine et l'autre un durcisseur. Ils sont destinés à la stabilisation et au renforcement des formations rocheuses, ainsi qu'à la fixation d'éléments dans les trous de sonde. 5 La présente invention concerne également un procédé de fabrication du bloc cartouche. La mise en oeuvre de résines durcissables pour la fixation d'éléments tels que des boulons de fondation dans les trous de sonde est bien connue et elle est devenue une pratique courante pour la fixation des boulons maintenant les toits 10 dans les mines. Le procédé consiste à introduire une résine et son durcisseur dans le trou de sonde, au moins sous la forme de deux éléments séparés contenus rtftnw des récipients cassants. On fait tourner ou vibrer l'élément qui doit être fixé dans le trou de sonde à mesure qu'il est introduit dans celui-ci, afin de briser les récipients et de mélanger leur contenu . La résine durcit ensuite et 15 fixe l'élément en position. Le procédé a été décrit, d'une manière générale dans les brevets britanniques N° 998 240 et N° 1 160 123. Les résines sont, par exemple, des résines de polyester, des résines èpoxy et des résines de polyuréthanne. Le composant résine contient en général la résine elle-même, une substance de réticulation de la résine, par exemple du 20 styrène, et une charge inerte. Le composant duroisseur contient, d'habitude, un catalyseur de polymérisation, tel que des peroxydes d'acides organiques, destiné à faciliter la réaction de réticulation et il peut également contenir des charges et d'autres substances modificatrices. C'est ainsi que le durcisseur peut contenir des substances ralentissant 25 les flammes, telles que des paraffines chlorées. On considère d'habitude qu'il est avantageux que le durcisseur soit réparti le long de la résine et on a proposé des blocs composites dans lesquels le durcisseur est placé dans une couche annulaire entourant la résine ou dans un récipient allongé et fragile disposé entièrement à l'intérieur du récipient qui contient la résine. Ces blocs ont 50 été assez difficiles à fabriquer sous une forme qui assure des mises en position relatives exactes des éléments, la rupture des récipients qui les constituent et leur mélange uniforme lorsque la pièce est introduite dans le trou de sonde. L'invention concerne un bloc cartouche composite facile à produire, contenant des résines durcissables, dans lequel la résine et son durcisseur 55 conservent leurs positions longitudinales relatives et dans lequel la rupture des récipients et le mélange uniforme des éléments dans le trou de sonde sont facilités. 71 31546 2 2105167 Un bloc cartouche composite de résine durcissable à deux éléments, selon la présente invention, comprend deux récipients tabulaires souples et cassants , disposés l'un à l'intérieur de l'autre. Chaque extrémité du récipient intérieur est diposée à l'intérieur d'une extrémité du récipient extérieur et les extrémités 5 des deux récipients sont serties et Bcellées à l'aide d'un élément de fermeture par compression. Un élément entoure chaque extrémité du récipient extérieur, un récipient contient une résine et l'autre récipient un durcisseur de la résine. Bien que la résine et son durcisseur puissent être placés dans l'un ou l'autre récipient, le durcisseur est, d'habitude, l'élément le plus petit et en général 10 il est plus eommodqiu'il soit placé dans le récipient intérieur et que la résine soit disposée dans l'espace situé entre les deux récipients. Les récipients peuvent être avantageusement en une pellicul^le matière plastique synthétique, par exemple une pellicule de polyéthylène, de polypropylène, de chlorure de polyvinyle on de téréphtalate de polyéthylène. Des pellicules en 15 forme de tube "aplati" conviennent particulièrement bien. L'organe de fermeture par compression peut être avantageusement un élément noué par exemple un fil, une bande ou un cordon noué, ou bien encore une attache métallique compilmable. La présente invention concerne également un procédé de fabrication du bloc cartouche composite. . Il consiste à faire avancer une extrémité d'un récipient 20 intérieur, tubulaire, souple et cassant contenant un premier élément d'une résine durcissable dans un récipient extérieur , tubulaire, souple et cassant, à sertir les extrémités du récipient et à monter un élément de fermeture par compression sur l'extrémité sertie du récipient extérieur afin de sceller les deux récipients, à introduire un second élément de la résine durcissable dans l'espace situé entre 25 les récipients, à sertir les récipients afin d'enfermer le second élément dans le récipient extérieur et à monter un second élément de fermeture par compression autour de la partie sertie du récipient extérieur, afin de sceller les deux récipients. On découpe ensuite transversalement les récipients au-delà du second élément de fermeture afin de séparer le bloc cartouche composite ainsi formé des 30 parties voisines des récipients souples. Le second élément de la résine peut être introduit avantageusement dans le récipient extérieur par extrusion dans une buse. L'opération de remplissage peut être accélérée par un premier "plissage" d'un récipient extérieur, tubulaire et allongé sur la buse et par l'introduction simultanée du premier élément de la 35 résine par la buse et du récipient intérieur le long de la surface extérieure de la buse. Deux éléments de fermeture légèrement espacés peuvent être montés à des 71 31546 3 2105167 intervalles convenables autour de la partie sertie du récipient extérieur afin que les récipients soient divisés par sectionnement entre les éléments de fermeture. Suivant ce procédé, la pression d'extrusion fait avancer le récipient extérieur et la traction qu'exerce l'élément de fermeture d'extrémité sur le récipient intérieur fait avancer simultanément ce dernier. Il est également avantageux que le récipient intérieur soit rempli par extrusion du premier élément de la résine et que des tronçons allongés du récipient intérieur soient remplis par "plissage" du récipient tubulaire sur la buse d'extrusion. Il est également avantageux que les deux récipients soient remplis simultanément à l'aide de deux machines d'extrusion voisines. Le remplissage peut, le cas échéant, être complètement continu lorsque les récipientB tabulaires sont réalisés à partir d'une bande repliée longitudinalement, c'est-à-dire pliée en continu autour des buses d'extrusion et dont le côté est scellé immédiatement avant le remplissage. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, qui donne à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin : la figure 1 est une coupe longitudinale d'un bloc cartouche ; la figure 2 est une coupe du bloc suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est un schéma de fabrication du bloc de la figure 1. Le bloc cartouche de la figure 1 comprend tua récipient tubulaire inférieur e t aplati 10 en une pellicule de matière plastique synthétique disposé/à l'intérieur d'un récipient tabulaire extérieur 11 qui est également réalisé en une pellicule de matière plastique synthétique. Le récipient 10 contient un durcissgyg^de résine 12 et le récipient 11 une résine 13» Les extrémités des récipients/comprimées et fermées par des attaches métalliques 14. Chaque extrémité du récipient 10 est maintenue fermement à l'intérieur d'un^bxtrémité du récipient 11. Comme on le voit sur la figure 1, le récipient 10 est disposé coaxialement au récipient 11 mais on voit que du fait de la souplesse des récipients il se produit des déplacements relatifs entre eux et que le récipient intérieur n'occupe la position de la figure que lorsque les extrémités du récipient extérieur sont tirées à l'écart L'une de l'autre. Pour la fabrication du bloc cartouche, deux extrudeuses 15 et 16 disposées de la manière représentée sur la figure 3 extrudent le durcisseur 12 et la résine 13. Un tronçon de récipient tubulaire 10 est plissé sur la buse 17 de l'extrudeuse 15 qui le remplit de durcisseur extrudé. De môme, un tronçon de 71 31546 4 2105167 récipient tubulaire 11 est plissé sur la buse 18 de 1'extrudeuse 16 qui y introduit la résine 13. Le tronçon de récipient 10 rempli est introduit dans la zone de pincement de deux rouleaux 19. La zone de pincement peut être réglée afin de permettre une variation de la quantité de durcisseur par unité de 5 longueur. Le récipient 10 est avancé ensuite dans l'espace situé entre le récipient 11 et la buse 18 et dans l'extrémité du récipient extérieur. Une attache métallique 14 est comprimée sur l'extrémité du récipient 11 afin de la fermer, ainsi que l'extrémité du récipient 10 que contient le récipient extérieur. Les deux récipients sont avancés à mesure que la résine est extrudée dans le récipient 10 11. A un stade approprié, la partie remplie du récipient 11 est resserrée comme on le voit aux points a et b et deux attaches métalliques 14 sont montées côte à côte sur la partie ainsi étranglée. Les récipients sont sectionnés ensuite entre les attaches 14, comme on le voit au point a. L'exemple suivant est destiné à illustrer la mise en pratique de l'invention. 15 Exemple Le bloc cartouche de cet exemple contient 450 g de résine disposée dans un récipient tubulaire extérieur en polyéthylène de 34 cm de longueur, 30 mm de diamètre et d'une épaisseur de paroi de 0,025 mm. 30 g d'un durcisseur sont placés dans un récipient tubulaire intérieur aplati en polyéthylène de 34 cm 20 de longueur, 18 mm de diamètre et d'une épaisseur de paroi de 0,025 mm. Les extrémités sont fermées par des attaches en forme de U repliées vers l'intérieur aux deux extrémités, de façon à entourer les extrémités des récipients. Le remplissage des récipients est effectué avec des buses d'extrusion d'une longueur de 46 cm, le diamètre extérieur de la buse 17 étant de 7 mm et celui de la buse 25 18 de 14 mm. Il est commod^ÈLe charger des tronçons de 17 mètres de récipients 10 et 11 sur les buses avant de commencer une opération de remplissage et cette longueur suffit pour 45 à 50 cartouches. La composition de la résine est la suivante ; Parties en poids 30 Résine "Leguval" K25R 40 Charge : dolomie broyée 36 Cire paraffinique chlorée (ralentisseur de flamme) 4 La résine "Leguval" K25R (nom commercial déposé) est une résine de type 35 polyester non saturé qu'on peut se procurer auprès de Earbenfabriken Bayer AG. Elle contient un mélange d'acide maléique et d'acide adipique estérifiés avec 71 31546 2105167 tin diol tel que 1'éthylène-glycol et l'agent de réticulation est le styrène. Le durcisseur a la composition suivante s Parties en poids 5 Peroxyde de benzoyle Phtalate de diméthyle (plastifiant) Cire paraffinique chlorée Kaolin Dolomie broyée 26,0 17,5 21,7 17,4 17,4 Un bloc cartouche de résine réalisé conformément à cet exemple est placé 10 dans l'extrémité fermée d'un tube rigide en une ma.ière plastique acrylique transparente d'un diamètre intérieur de 35 mm. Une tige de bois d'un diamètre de 30 mm touillant à 350 tours par minute est avancée dans la cartouche jusqu'à ce que la tige atteigne l'extrémité fermée du tube . Les récipients en polyéthylène de la cartouche sont brisés en petits fragments et le durcisseur et la résine se mélangent intimement. La résine durcit en quelques minutes et elle scelle la tige dans le tube acrylique sur une longueur de 60 cm sans qu'il reste aucune partie non mûrie de résine. D'autres blocs cartouches ont été essayés dans des trous forés dans le charbon et dans les roches de mines et des boulons métalliques ont pu être fixés avec succès dans ces trous. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 71 31546 6 2105167 REVENDICATIONS 1. - Bloc cartouche composite, à deux éléments, de résine durcissable, caractérisé en ce qu'il comprend deux récipients tubulaires, souples et cassants, disposés l'un à l'intérieur de l'autre, chaque extrémité du récipient intérieur 5 étant disposée à l'intérieur d'une extrémité du récipient extérieur, les extrémités des deux récipients étant serties et scellées chacune par un élément de fermeture par compression entourant chacun une extrémité du récipient extérieur, un premier récipient contenant une résine et l'autre récipient un durcisseur de ladite résine. 2. - Bloc suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le durcisseur 10 est placé dans le récipient intérieur et la résine dans l'espace situé entre les récipients. 3. - Bloc suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les récipients sont en une pellicule de matière plastique synthétique. 4. - Bloc suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les récipients 15 sont en des pellicules de polyéthylène, de polypropylène, de chlorure de poly- vinyle et de téréphtalate de polyéthylène. 5. - Bloc suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de fermeture par compression est un fil, une bande ou un cordon noué ou encore une attache métallique comprimable. 20 6. - Procédé pour la production d'un bloc cartouche composite de résine durcissable, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire une extrémité d'un récipient intérieur tubulaire, souple et cassant contenant un premier élément d'une résine durcissable dans un récipient extérieur tubulaire, souple et cassant, à sertir les extrémités des récipients et à disposer un élément de fermeture par 25 compression sur l'extrémité sertie du récipient extérieur afin de sceller les deux récipients, à introduire un second élément de ladite résine durcissable dans l'espace situé entre les récipients, à sertir les récipients afin d'enfermer le second élément à l'intérieur du récipient extérieur et à disposer un second élément de fermeture par compression sur la partie sertie du récipient extérieur 30 afin de sceller les deux récipients, puis à découper ceux-ci transversalement au-delà du second élément de fermeture afin de séparer le bloc cartouche composite ainsi produit des parties voisines des récipients souples. 7. - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le second élément de la résine est introduit dans le récipient extérieur par extrusion 35 dans une buse. 71 31546 7 2105167 8. - Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le récipient tubulaire extérieur est "plissé" sur la buse, l'un des éléments de la résine étant introduit par la buse et le récipient intérieur étant avancé simultanément le long de la surface extérieure de la buse. 5 9. - Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que deux éléments de fermeture légèrement espacés sont disposés à des intervalles convenables autour de la partie sertie du récipient extérieur,- les récipients étant divisés ensuite par sectionnement entre les éléments de fermeture. 10. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9» caractérisé 10 en ce que les récipients tubulaires sont produits en continu à partir d'une bande repliée longitudinalement, c'est-à-dire pliée en continu autour des buses d'extrusion et dont le côté est scellé, les éléments de la résine étant introduits par les buses dans les récipients.