Brevet FR2096997A1 — publié le 19720303

la présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la fabrication de plaques et les plaques obtenues suivant le procédé. Ce procédé a pour but l'obtention de plaques minces de caractéristiques bien définies, pouvant être utilisees comme matériaux de construction dans le bâtiment et plus particulièrement pour la couverture, lesdites-plaques étant obtenues å partir d'un mélange d'agrégats minéraux ou autres, notamment de fragments d'ardoise, liés par une~résine pôlymériséeje L'avantage d'un tel procédé réside -dans le fait qu'une reproduction parfaite du matériau traditionnel peut être obtenu-e, en particulier-le-rendu des états de surface, par moulage des empreintes anti-adhésives à base de matières plastiques souples J le dispositif suivant l'invention permet en outre de réaliser une fabrication de plaques en continu par une synchronisation automatique du fonctionnement des organes de l'unité. Conformément au procédé suivant lginvention,on effectue dans un moule en matière souple reproduisant l.empreinte du matériau traditionnel imité,-un formage d'un mortier résineux constitué de la résine thermodurcissable et des agrégats, au cours duquel ledit mortier est soumis à l'action d'uns compression et de vibrations, pour l'obtention de plaques qui-subissent ensuite une opération de polymérisation, Le mortier résineux est obtenu par un brassage mener gique des constituants de base (résine catalysée et accélérée associée à des agrégats) dans un mélangeur à palette de type classique, jusqu'à l'obtention d'un produit homogène qui est alors transféré dans une trémie distributrice comportant un dispositif de dosage. Le procédé, discontinu en raison du temps nécessaire au mélange des composants,permet néanmoins d'alimenter de façon permanente la trémie distributrice grace à l'emploi dgun second mélangeur associé, fonctionnant en alternance avec le premier pour permettre un remplissage continu de ladite trémie. Le formage de la matière est réalisé au moyen dtune presse hydraulique basse pression, dans laquelle le mortier résineux est pressé dans un moule en matière souple dont la gravure reproduit l'aspect naturel du matériau copié, notamment les veines et chanfreins feuilletés dans le cas des ardoises. Suivant une caractéristique de lvinvention, la matière est soumise à un écrasement provoqué-par la poussée simultanée de vérins hydrauliques et de vibreurs, positionnés sur le plateau de la presse. Cette technique assure un remplissage intégral du moule et conserve au mélange son homogénéité, en évitant par exemple tout bourrage de matière.ou relargage de résine. La polymérisation des plaques est effectuée dans un tunnel muni de moyens# de chauffage-ot des zones de températures ont été aménagées par une répartition appropriée es panneaux d'irradiation infrarouges, réalisant une cuisson développant au maximum les propriétés mécaniques du liant-plastique. Un tapis de refroidissement des plaques et un dispositif de démoulage complètent l'unité de fabrications D'autres caractéristiques et avantages de ltinventlon seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et.en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est une vue d'ensemble d'une unité de fabrication, correspondant au dispositif de fabrication de plaques. la figure 2 est une vue en coupe d'une trémie d'alimentation, suivant l'invention. La figure 3 est une vue en élévation d'une presse de formage suivant l'invention. La figure 4 est une vue en perspective dtun moule suivant l'invention. La figure 5 est une vue en élévation et en coupe d'un dispositif de démoulage. A la figure i, on a représenté une unité de fabrication, suivant ltinvention,qui comprend principalement, et à la suite, un dispositif d'alimentation en mortier résineux A, une presse de formage des plaques B, un tunnel de polymérisation C, un tapis de refroidissement D, ainsi qu'un dispositif de démoulage des plaques#, reliés entre eux par des éléments de transferts G.1, G.2, G.3, constitués notamment par des transporteurs à rouleaux destinés à assurer la circulation des plaques et de leurs moules, suivant les flèches F jusqu'au poste de réception des plaques finies P. Le fonctionnement de ces différents organes est coordonné par une unité de commande automatique. Le dispositif d'alimentation A représenté en détail à la figure 2 comporte un mode de distribution basé sur un procédé d'extrusion en discontinu de la matière et il est constitué d'une trémie 1 prolongée à sa partie inférieure par une partie tubulaire cylindrique 2 sur laquelle est fixée une buse 3 d'évacuation présentant une partie tronconique 3a. Sur la paroi de la trémie 1 et extérieurement à celle-ci,est fixé un-appareil 4 délivrant des vibrations d'amplitudes réglables. Dans la partie-inférieure de la trémie 1 et dans la partie tubulaire cylindrique 2,s-'étend une vis d'Archimède 5 solidaire d'un arbre 6 monté rotatif dans un palier 7 fixé à la partie supérieure de la trémie 1, ledit arbre 6 étant relié par un couple d'engrenages coniques 8 à un arbre 9 lui-même relié par une-transmission à chaîne 10 à arbre d'entrainementd'un moto- réducteur il à couple constant. la trémie 1, le moto-réducteur 11 et la transmission à chaîne 10, sont montés sur un organe de support 12 > notamment un poteau fixé au sol, ledit organe de support 12 portant également un organe 13 de découpe de la matière et d'obtention de l'orifice de la buse 3. ~la matière ou mortier résineux~destiné à constituer les plaques suivant l'invention est obtenu par un brassage des constituants dans un mélangeur à palette de type classique (non représenté au dessin). Suivant un exemple non limitatif destiné à l-i obten- tion de plaques d'ardoises, on utilise pour la constitution du mortier résineux -: - 75 % #d'agrégat-s minéraux ardoise, de granulométrie variant de la paillette (de quelques millimètres) à la farine (de l'ordre de quelques-microns). - 10% de charges ignifuges pulvérulentes (magnésie, alumine hydratée). - 15% de résine polyester catalysée. Ce mortier résineux est déversé dans la trémie 1 pour 19alimentation de la vis 5 sous 17action de la pesanteur propre de la matière et des vibrations émises par loappareil 4. Une légère conicité de la trémie 1 conduit à leobten- tion d'un faible taux de compression nécessaire au processus d? extrusion0 L'une des caractéristiques du procédé consiste à associer impaction mécanique de la vis d'extrusion 5 à celle du vibreur 4, pour maintenir la matière dans un état visco-élastique tel qu'elle s'écoule en un flux constant et homogène.Après un temps de fonctionnement défini de la-vis 5 correspondant à lgextrusion du volume exact de matière nécessaire au remplissage d'un moule, leensemble vis 5 et vibreur 4 cesse son action et l'organe 13 est actionné d'une manière mécanique, afin de provoquer ltobturation de la buse 3 et la coupe de l'extrudat qui-tombe dans un moule 14 (figure 4) positionné à cet effet. Un pilotage automatique séquentiel conduit le fonctionnement de cette alimentation en synchronisation avec celle du poste de mise en forme B. Le poste de moulage B comprend essentiellement une presse hydraulique basse. pression représentée à la figure 3 et qui est constituée d'un bâti 15 à colonnes, sur lequel est montée à sa partie inférieure une table 16 destinée à recevoir un moule 14 contenant la masse du mortier résineux et du type représenté à la figure 4. la position du moule 14 sur la table 16 est délimitée par un cadre métallique 17 de dimensions très légèrement supérieures à celles du moule 14, afin d'en faciliter le positionnement. Le cadre métallique 17 peut occuper à volonté deux positions dans lesquelles il peut être,soit totalement occulté et se trouver ainsi au même niveau que la table inférieure, soit dépasser celle-ci d'une épaisseur correspondant sensiblement à ltépaisseur du moule de formage. Le moule 14 représenté à la figure 4 est réalisé en une matière souple notamment en matière souple anti-adhésive armée. Ce moule comporte une cavité 18 ou empreinte présentant notamment des chanfreins 19 sur les bords et des veines 20, de manière à reproduire sur la plaque terminée P l'aspect naturel du matériau copié. Ce moule 14 est obtenu-par formage à chaud ou moulage (inJection ou compression) sur une matrice en acier qui est laréplique positive du-matériau copié, notamment dtune ardoise naturelle. Sur une entretoise 21 fixée à la partie supérieure du bâti 15 est monté un vérin 22 dont la tige 23 commande le déplacement. d'un plateau supérieur 24 monté coulissant sur les colonnes du bâti 15. Sur le plateau supérieur 24 -est-monté rotatif un arbre 25 portant à sa partie inférieure un plateau 26 en fo#rme de disque,-sur lequel est fixé un organe vibreur 27. L'arbre 25 est entrainé-en rotation, suivant la flèche F, à partir dtun moteur 28 et dtune transmission 29 notamment à courroie, -par un-réducteur 30 notamment à vis et roue tangente. Le plateau 26 en forme de disque et la table 10 sont soumis 8 l'action de vibreurs tels que 12 qui commencent à fonctionner simultanément lors de la descente du plateau supérieur 24. La poussée résultant de cette compression,d'un type particulier, répartit la matière dans la cavité parallélépipédique 18 délimitée par le fond du moule 14, le cadre occultable 17 en position haute et le plateau disque 26. L'effort de compression terminé, le disque 26 entre en rotation avec un léger retard sur l'action du vérin-22 qui amorce la remontée des plateaux 24 et 26, le cadre métallique 17 est escamoté et le moule 14 contenant le mortier conformé en plaque est transféré vers le tunnel de cuisson -C.- Avec cette manière de procéder, la surface du disque 26 > recouvert d'une couche de. matière anti-adhésive du genre polytétrafluoréthylène, provoque,lors de la mise en rotation, le décollement aisé du disque 26 de la matière et confère en même temps un lissé de surface intéressant à la plaque moulée. Toutes ces opérations sont programmées par un dispositif électronique de commande automatique, qui permet d'exécuter et de répéter le cycle de moulage choisi, tout en permettant d'en modifier indépendamment chaque variable dans de larges mesures. Le tunnel de polymerisation C est essentiellement constitué d'un élément transporteur 31 du type à chaîne et palettes, entraîné de façon connue par un moteur 32. Ce transporteur 31 est coiffé en partiesssur surtoute sa longueur, par des coffrets amovibles 33, 33a, 33b, 33c, équipés intérieurement à leurs faces supérieures d'éléments 34a à 34c, à rayonnement infrarouge de grande puissance. La-disposition de ces coffrets 33' est réalisée de manière telle que lton puissé obtenir la création de zones de températures indépendantes, parfaitement contr8l'ées , et développant une cuisson optimales plaques P d'aggloméré résineux. la commande d'une telle unité de chauffage nécessite l'emploi de régulateurs électroniques dtasservissementassociés à un pilotage par sondes thermocouples, A la suite du tunnel C, les moules 14 contenant les plaques moulées,dont la matière est polymérisée, sont dirigés vers- -le tapis de refroidissement D par le c.onvoyeur à rouleaux G.2. Ce dispositif de refroidissement est constitué,, suivant un mode de réalisation représenté à la figure 1, d'un convoyeur 35 entraîné par un moteur 36 et qui peut être identique au convoyeur 310 Le but de ce dispositif est de provoquer une élimination rapide des calories des plaques, afin de leur conférer une rigidité suffisante pour permettre leur démoulage. Le dispositif de refroidissement peut être réalisé de façon simple, notamment par une circulation d'air, forcée ou non, ou drune manière plus complexée notamment au moyen dvéléments réfrigérants tels que 37. A ce dispositif,on on peut éventuellement adjoindre un moyen de pressage 38 pour conserver la planéité de surface des plaques diaggloméré il est à noter que les moteurs 32 et 36 qui entraînent respectivement les éléments transporteurs 31 et 35 peuvent être réglés dans de larges limites par l'intermédiaire de variateurs électroniques de vitesse donnant à l'ensemble,et suivant les conditions choisies, toutes les possibilités d'action compatibles avec la meilleure mise en oeuvre des compositions. Le dispositif de moulage E lie à l'invention est basé sur une séparation provoquée par une différence de rigidité de ltensemble moule-plaque. Cette opération peut être effectuée par flexion du moule 14 compte tenu de sa souplesse et de sa faible adhérence à la plaque P. A la figure 5, on a représenté un mode de réalisation d'un dispositif de démoulage qui comprend un bâti 39 sur lequel sont montés rotatifs deux arbres 40, 41, solidaires respectivement de deux tambours 42 et 43, sur lesquels est enroulée une bande sans fin 44 destinée à recevoir sur son brin supérieur un moule 14 renfermant une plaque P. Au dessus du cylindre 43 de grand diamètre est monté, sur chaque flanc du bâti 39 (seul le flanc 39a est représenté à la figure 5), un jeu de galets rotatifs 45, 46, 47, réglables en position et susceptibles de venir en contact avec les bords du moule 14 pour maintenir celui-ci en contact avec le tambour 43, afin qusil épouse la forme du tambour 43, comme représenté à la figure 5 et s'incurve alors que la plaque P, rigide, poursuit une course rectiligne. A la sortie du tambour 43, la cohésion entre le moule 14 et la plaque P est obtenue de telle sorte que la différence d'orientation est mise à profit #pour transférer les plaques P, au moyen de rouleaux 4dans des paniers. Un magasin distributeur disposé à la sortie du dispositif de démoulage permet d'effectuer le stockage vertical d'une réserve de moules, avant de les redistribuer sur un trans- porteur 49 assurant leur recyclage. Cette disposit#ion autorise. notamment, avec une grande souplesse de manoeuvre, le remplacement des moules usagés, sans interrompre le fonctionnement de la chaîne de fabrication0 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositif ou procédé qui viennent dwêtre décrits uniquement à titre diexemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'inventionO REVENDICATIONS 1 P r o c é d é de fabrication de plaques en matériaux parcellaires agglomérés par une résine thermodurcissable, caractérisé en ce que leon effectue dans un moule en matière souple reproduisant ltempreinte du matériau traditionnel imité, un formage dgun mortier résineux constitué de la résine thermo durcissable et des agrégats, au cours duquel ledit mortier est soumis à l'action d'une compression et de vibrations, pour ltobtention de plaques qui subissent ensuite une opération de polymérisation. 2 Dispositif de fabrication de plaques pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qusil comprend à la suite un dispositif dpalimentatron, une presse de formage, un tunnel de polymérisation des plaques, un tapis de refroidissement des plaques et un dispositif de démoulage des plaques0 3 Dispositif de fabrication de plaques, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moule est réalisé en matière souple anti-adhésive, par formage à chaud ou moulage sur une matrice métallique qui est la réplique positive d'une plaque en matériau naturel. 4. Dispositif de fabrication de plaques, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif dealimentation comprend une trémie dans laquelle sont déversés la résine thermo durcissable et les agrégats, ladite trémiesur laquelle est fixé un organe délivrant des vibrations d'amplitudes réglables, étant prolongée par une partie cylindrique et munie doune vis rotative s'étendant dans la trémie et dans la partie cylindrique qui débouche vers le bas par une buse d'extrusion du mélangepmunie deun organe de découpe# 5 Dispositif de fabrication de plaques, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la presse de formage com prend un bâti sur lequel sont montés, à sa partie inférieure,une une table supportant un moule en matière souple et,à sa partie supé rîeureun support de vérin hydraulique dont la tige est solidaire dpun plateau supérieur qui porte un arbre, entraîné en rotation, muni à l'une de ses extrémités deun plateau sur lequel est fixé un vibreur, ledit plateau étant susceptible de venir en contact avec la face supérieure du moule Dispositif de fabrication de plaques, suivant la revendication~2, caractérisé en ce que le tunnel de polymérisation des plaques comprend-un moyen de transport au dessus duquel sont disposés des coffrets amovibles et interchangeables portant intérieurement à leur face supérieure des panneaux radiants à rayons -infrarouges. 7. - Dispositif de fabrication de plaques, suivant la :evendicàtion 2, caractérisé en ce que le tapis de refroidissement est #onstitué- essentiellement d'ún tapis sans fin monté sur des tambours d'entraînement et disposé dans un tunnel muni de moyens de refroidissement des plaques. Dispositif de fabrication de plaques, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de démoulage est constitué dsun bâti muni de deux tambours entraînes en rotation et sur lesquels est monté un tapis sans fin, liun des tambours de sortie qui présente un plus grand diamètre coopérant avec des galets latérau#x susceptibles de venir en contact avec les bords du moule pour assurer le maintien du moule contre la paroi du tambour, par déformation du moule en matière souple et la séparation de la plaque-plus rigide qui est dirigée#vers un autre moyen de transport et de réception. 9. A titre de produits industriels nouveaux, les plaques minces obtenues par la mise en oeuvre du procédé, suivant la revendication 2. 100 Plaques minces, suivant la revendication 8, carac- térisées en ce quelles constituent des plaques ardoise reconstituées, obtenues à partir d'agrégats deardoise, de granulométries diverses, liées par une résine thermodurcissable polymérisée.