Brevet FR2110255A1 — publié le 19720602

La présente invention se rapporte d'une façon générale aux stratifiés et elle concerne, plus particulièrement, un stratifié qu'on peut utiliser comme un matériau de construction,pour l'ameublement, la fabrication de portes, de cloisons et d'autres 5 installations du même type. On connaît déjà de nombreuses mousses plastiques mais elles présentent toutes des inconvénients, tels qu'un prix élevé, une faible résistance aux chocs et une aptitude médiocre au traitement. Ces matières ne sont pas suffisamment durables et sont fré-10 quemment détériorées lors de leur découpage et de leur montaget quand on les utilise comme matériaux de construction pour des murs, des plafonds, des portes, des cloisons,etc. D'autre part, ces mousses plastiques ont un inconvénient majeur car elles brûlent facilement et, à la combustion, elles émettent des gaz toxiques et 15 posent des problèmes de pollution. On connaît des stratifiés de divers types dans lesquels une couche superficielle en feuille plastique est formée à la surface d'une plaque métallique. Bien que cette couche superficielle en matière plastique soit efficace pour protéger ou décorer la 20 plaque métallique, elle présente toujours ce même inconvénient important qui a été mentionné ci-dessus à propos des mousses plastiques, à savoir son caractère inflammable et le dégagement de gaz toxiques à la combustion. La présente invention vise à résoudre un grand nombre des 25 inconvénients indiqués. En conséquence les principaux buts de l'invention sont : -de réaliser un stratifié qui ne présente pas les inconvénients inhérents aux mousses usuelles en matières plastiques et aux stratifiés comportant de telles mousses, ledit stratifié 30 comprenant une couche de mousse d'une résine thermoplastique contenant, à titre de charge, du sulfite de calcium et/ou du gypse, ladite couche étant formée sur la surface d'.un support en bois ; -de réaliser un tel stratifié dans lequel les inconvénients 35 propres aux supports en bois, tels que le pourrissement, la fissuration, la détérioration par les vermines etc., sont supprimés, car une face ( ou les deux faces) du support en bois est(ou sont) protégée(s) par une couche superficielle; -de réaliser un tel stratifié dans lequel on supprime les 40 inconvénients propres aux matières plastiques en mousse et aux ! i 71 35988 2 2110255 stratifiés comportant de telles mousses, en formant sur un support métallique une couche superficielle de mousse de résine thermoplastique contenant du sulfite de calcium et/ou du gypse; -de réaliser un stratifié qui réponde entièrement aux 5 exigences mécaniques indispensables pour les matériaux de constru^: tion, les matières d'ameublement, de fabrication de portes, de cloisons etc., -de réaliser un tel stratifié dont les résistances.à la flexion et à la traction soient augmentées grâce à l'application 10 d'une couche de mousse plastique sur une face ou les deux faces d'un support métallique, lesdites matières plastiques ayant une action synergique sur la résistance mécanique; -de réaliser un stratifié dans lequel on a supprimé les inconvénients concernant la résistance mécanique du support et on 15 a protégé le support contre les endommagements, les cassures ou les fissurations en revêtant les deux faces d'un support en matière plastique d'un matériau métallique; -de réaliser un stratifié dans lequel on a supprimé les inconvénients concernant la résistance mécanique en recouvrant 20 une face ou les deux faces- d'un support en mousse plastique d'une matière à base de bois, de sorte que la propriété d'amortissement du bois soit améliorée et l'excès de contrainte s'exerçant sur le bois à partir de l'extérieur soit absorbé par le support en mousse plastique; 25 ' -de réaliser un stratifié qu'on puisse préparer dans des conditions économiques et avec un prix de revient extrêmement bas; et -de réaliser un tel stratifié possédant des propriétés améliorées de calorifugeage et d'insonorisation. 30 D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite ci-après, en se référant aux dessins annexés sur lesquels : Les figures 1 à 9 sont des coupes longitudinales de neuf variantes de stratifiés établis selon l'invention. 35 Aux figures 1 et 2, on a représenté un support en bois 1 qui peut être un panneau en bois, en contreplaqué, en fibres agglomérées d'une structure rigide et flexible (par exemple un agglomérat dur, en particules agglomérées, en "excelsior", en carton, en fibres et copeaux de bois etc.) et une couche superficielle 2 40 formée sur une face (fig.2) ou sur les deux faces (fig.l) du 71 35988 3 2110255 support 1 et qui peut être sous forme d'une plaque ou d'une feuille ayant toute épaisseur désirée. La couche superficielle 2 est formée d'une mousse de résine thermoplastique telle que le polyé-thylène, le polypropylène, le poly(chlorure de vinyle) ou similai-5 re, ou d'un copolymère d'une telle résine, ou encore d'un mélange d'une résine thermoplastique avec un copolymère, contenant de 1 à 95% en poids de charge constituée de sulfite de calcium et/ou de gypse. La proportion particulièrement préférée d'une telle charge minérale est comprise entre 10 et 85%. On mentionnera à ce 10 stade de la description que la granulométrie de la charge minérale incorporée n'est pas limitée, mais on préfère qu'elle soit au dessous de 500 microns. Pour ce qui est du gypse qu'on doit utiliser, celui-ci peut être anhydre, semi-hydraté ou dihydraté. Pour préparer la mousse plastique utilisée selon l'inven-15 tion, on peut traiter un mélange d'une résine thermoplastique, d'une charge minérale, d'un agent de réticulation et d'un agent porogène par un procédé classique de moussage. L'agent porogène, qui est d'un type usuel, peut être un benzène-suifonyl-hydrazide, un toluène-suifonyl-hydrazide ou un azodicarbonamide, qu'on incor-20 pore à raison de 0,1 à 5% par rapport au poids du mélange indiqué. On peut d'ailleurs obtenir des mousses plastiques en l'absence d'un agent porogène quelconque si l'on utilise, à titre de charge un gypse semi-hydraté ou dihydraté car ce gypse forme une mousse par 1 *évaporation de l'eau de cristallisation si l'on chauffe le 25 mélange sous pression dans un moule et qu'ensuite on supprime brusquement la pression. On peut améliorer la résistance mécanique de la mousse plastique en incorporant à cette dernière une proportion appropriée d'un copolymère éthylène/acétate de vinyle (EVA), en tant que copolymère de résine thermoplastique, car ce composé 30 améliore l'élasticité et la résistance aux chocs du matériau principal . Le support en bois 1 et la couche en mousse plastique 2 peuvent être liés à l'aide d'un adhésif usuel. Grâce à l'aptitude de la mousse plastique à recevoir 35 une forte proportion d'une charge minérale, on peut améliorer certaines propriétés de cette couche superficielle en mousse plastique, ces propriétés étant, en particulier, la résistance mécanique, l'aptitude au moulage, un caractère ignifuge, la résistance à la chaleur, la résistance aux intempéries etc., c'est-à-dire 40 les diverses propriétés qui caractérisent les charges minérales. Etant donné «ji'une charge constitue également une matière d'allarige- 71 35988 4 2110255 ment, sa présence est avantageuse pour abaisser le prix de revient. Il va de soi que la couche de mousse plastique possède des propriétés remarquables d'insonorisation, de calorifugeage et d'amortissement, propriétés qui sont inhérentes à toutes les mousses. 5 On a déjà dit que la mousse plastique utilisée dans l'invention ^ possède une propriété ignifuge et, même si elle brûle, la charge "minérale incombustible présente dans la résine se comporte delà même façon qu'une toile métallique, c'est-à-dire que la combustion est complète. Ainsi, à la différence des produits usuels, 10 ce matériau n'émet pas de gaz toxiques tels que l'oxyde de carbone par suite d'une combustion incomplète due à une circulation médiocre de l'air dont le mouvement est gêné par une masse de résine carbonisée sur la surface. Par ailleurs, du fait que la teneur en résine dans la mousse plastique toute entière peut être extrême-. 15 ment faible, le produit est avantageux du point de vue des caractéristiques de combustion. En raison de la présence d'une couche compacte à la surface et d'une couche cellulaire fine à l'intérieur,, la résistance mécanique, la résistance à la chaleur et le caractère ignifuge de 20 la mousse plastique sont améliorés. Sur les figures 3 et 4, on a représenté un support métallique 3 dont la composition et la forme peuvent être quelconques, c'est-à-dire que le support pourrait être une plaque ou une toile en fer, en aluminium, en cuivre, en un autre métal ou en un allia-25 ge; une couche superficielle 4 est réalisée sur une face seulement (figure 3) ou sur les deux faces (figure 4) du support métallique 3. La couche superficielle peut être préparée avec les mêmes matières que dans les exemples précédents* Sur les figures 5 et 6, le support 5 peut être formé avec 30 le même matériau que le support de la figure 3 et de la figure 4. La couche superficielle 6 qui est en une composition à base d'une résine synthétique et qui est appliquée sur une face (figure 5) ou sur les deux faces (figure 6) du support métallique 5, peut être moulée en une résine thermoplastique telle que le polyéthy-35 lène, le polypropylène, le poly(chlorure de vinyle), un polymère analogue, un copolymère correspondant ou un mélange d'une résine thermoplastique avec un copolymère et cette résine contient, à titre de charge, de 1 à 95% en poids de sulfite de calcium et/ou de gypse. La proportion préférée d'une telle charge minérale est 40 de 10 à 90%. Quand on utilise une couche superficielle selon 71 35988 5 2110255 l'invention, la résistance mécanique et l'aptitude au moulage de la résine thermoplastique ne sont aucunement détériorées par l'incorporation d'une proportion importante de charge minérale. La granulométrie de cette charge minérale qu'on incorpore à l'ho-5 mopolymère ou au copolymère thermoplastique ainsi que la granulométrie du gypse sont les mêmes que dans le mode de réalisation de la figure 1. Pour lier la ou les couches superficielles 6 au support métallique 5, on peut procéder comme précédemment expliqué, ou 10 bien on peut former cette couche superficielle par revêtement, application au pinceau ou immersion, et la composition résineuse contenant la charge peut être à l'état fondu ou sous forme d'une dispersion dans un solvant convenable, par exemple un solvant hydrocarboné. 15 La couche superficielle 6, selon l'invention, conserve sa résistance mécanique et son aptitude au moulage qui sont propres à toutes les résines thermoplastiques, même si une charge minérale est incorporée en des quantités importantes. Grâce aux propriétés ignifugesr de résistance à la chaleur, de calorifugeage, 20 de rigidité, de résistance à la corrosion etc., propriétés qui sont introduites par les charges minérales, ladite couche superficielle compense les défauts des supports métalliques, c'est-à-dire les risques de corrosion ou d'un autre endommagement. Sur la figure 7, le support 7 est en matière plastique 25 et sa composition peut être la. même que celle de la couche superficielle 6 qui a été décrite à propos des ■figures 5 et 6. Sur les deux faces du support en matière plastique 7, on assemble solidement des couches superficielles 8 en utilisant un adhésif ou un autre moyen équivalent. Les couches superficielles 8 sont métalli-30 ques et sont formées avec le même matériau que celui qui a été décrit au sujet du support métallique 5 des figures 5 et 6. Pour conférer des propriétés ignifuges au support en résine, on incorpore à cette dernière une charge minérale et,.d'autre part, cette résine est rendue entièrement incombustible par 35 la présence des couches métalliques stratifiées à chacune de ses surfaces. Ainsi le stratifié constitue un excellent matériau de construction et les couches superficielles peuvent être peintes ou autrement finies. Sur la figure 8, le support 9 est en mousse dont la 40 composition est la même que celle de la couche superficielle 2 i - - 71 35988 6 2110255 (figures 1 et 2) alors que les couches superficielles 10 sont formées avec le même matériau que la couche superficielle 8 sur la figure 7, ces couches étant assemblées sur les deux faces du support 9. 5 Dans ce -mode de réalisation, les deux faces du support " en mousse portent une couche superficielle en un matériau métallique. Ainsi la mousse qui peut être facilement endommagée ou rompue est renforcée par un matériau métallique. On obtient ainsi un matériau de construction très efficace.-10 Finalement, la figure 9 représente un support 11 en mousse plastique qui est formé avec le même matériau que le support 9 de!= figure 8, alors que les couches superficielles 12 sont en bois ou en un matériau à base de bois {le même que sur les figures 1 et 2), ces deux couches superficielles étant solidement fixées 15 aux faces respectives du support 11. Dans cet exemple, les couches superficielles en bois sont renforcées avec le support en mousse plastique. Ainsi le bois est protégé contre la fissuration et son grain crée un effet ornemental sur chaque face du stratifié. De plus, les contraintesexces-20 sives appliquées sur le bois à partir de l'extérieur sont absorbées par la mousse plastique du support et les propriétés mécaniques du bois sont préservées. Si l'on appliqué une peinture ou un autre enduit pour assurer la protection contre le feu, l'imperméabilité à l'humidité, l'imperméabilité à l'eau, la résistance 25 à la corrosion ou tout simplement pour orner le produit, on peut former des stratifiés encore plus intéressants en vue d'applications dans le bâtiment, la fabrication de meubles,etc. Les exemples suivants, dans lesquels les parties et les pourcentages sont en poids servent, à illustrer l'invention sans 30 aucunement en limiter la portée. Exemple 1.- Cet exemple décrit une composition préférée pour les couches superficielles en matière plastique selon l'invention. Polyéthylène de densité élevée 50% 35 Sulfite de calcium 25% Gypse semi-hydraté 23% Benzène-suifonyl-hydrazide (porogène) 1,5% Peroxyde de t-butyle (agent de réticulation) 0,5% On moule ce mélange à une température de 150°C et sous 2 40 une pression de 100 kg/cm et on supprime ensuite la pression ce 71 35988 7 2110255 qui permet d'obtenir une mousse plastique. On découpe cette mousse plastique en tranches ayant 12 mm d'épaisseur. On utilise un adhésif fondu par la chaleur pour lier cette plaque sur une face d'un panneau en bois ayant 10 mm d'épaisseur et on obtient ainsi 5 un stratifié pour la décoration intérieure. Exemple 2.- -Cet exemple décrit également une composition préférée pour les couches superficielles en matière plastique selon l'invention. Polyéthylène de densité élevée 50% 10 Sulfite de calcium 23% Gypse semi-hydraté 25% Benzène-suifonyl-hydrazide ( porogène) . 1,5% Peroxyde de t-butyle (agent de réticulation) 0,5% On moule ce mélange dans les mêmes conditions que dans 15 l'exemple 1 et on supprime ensuite la pression ce qui permet d'obtenir une mousse plastique. On découpe cette mousse plastique en tranches ayant 8 mm d'épaisseur. On utilise un adhésif fondu par la chaleur pour appliquer une telle plaque sur une face d'une plaque d'acier ayant 5 mm d'épaisseur et on obtient ainsi un 20 stratifié pour décoration intérieure- Exemple 3.- Cet exemple, de même que les exemples 4 et 5 ci-après, décrivent des compositions plastiques préférées pour les" supports en matière plastique Polyéthylène de densité élevée 35% 25 Sulfite de calcium " 45% Gypse semi-hydraté 20% On mélange les ingrédients du composé résineux dans un mélangeur Banbury et on moule le produit ainsi obtenu, par ex-trusion, pour former une feuille ayant 3 mm d'épaisseur. On uti-30 lise un adhésif fondu par la chaleur pour appliquer une telle feuille sur une face d'une plaque d'acier ayant 5 mm d'épaisseur et on obtient un stratifié pour décoration intérieure. Exemple 4.- Polypropylène 35% Sulfite de calcium 65% 35 On disperse le composé résineux ayant la composition indiquée dans du toluène. Dans cette solution, on immerge une plaque d'aluminium ayant 6 mm d'épaisseur, puis on sèche et on obtient ainsi une feuille du composé résineux sur chaque surface de la plaque d'aluminium. Le produit ainsi obtenu est un panneau 40 ornemental.' 71 35988 8 2110255 15 Exemple 5.- Polyéthylène de densité élevée 30% Sulfite de calcium 50% Gypse semi-hydraté 20% On mélange le composé résineux ainsi obtenu dans un 5 mélangeur Banbury et on moule par extrusion le produit en une ^ feuille ayant 10 mm d'épaisseur. On utilise un adhésif fondu par la chaleur pour lier sur les deux faces d'une telle feuille une plaque métallique ayant 3 mm d'épaisseur et on obtient ainsi un stratifié. 10 Exemple 6.- Cet exemple ainsi que l'exemple 7 décrivent des compositions de mousses préférées pour des supports en matière plastique . Polyéthylène de densité élevée 50% Sulfite de calcium 23% . Gypse dihydraté 25%. Benzène-suifonyl-hydrazide 1,5% Peroxyde de t-butyle 0,5% On mélange la composition dans un Banbury, on moule 2 20 le composé sous une pression de 100 kg/cm et à une température de 150°C et an supprime rapidement la pression ce qui permet d'obtenir une mousse plastique. On découpe cette mousse en tranches ayant 12 mm d'épaisseur. Sur les deux faces de la mousse on colle-des plaques métalliques ayant 3 mm- d'épaisseur en utilisant un 25 adhésif fondu par la chaleur et on obtient un stratifié» _ Exemple 7.— Polyéthylène de densité élevée 50% Sulfite de calcium 23% Gypse dihydraté 25% Benzène-suifonyl-hydrazide 1,5% 30 Peroxyde de t-butyle (agent de réticulation) 0,5% On mélange les ingrédients dans un Banbury, on mou- 2 le le composé sous une pression de 100 kg/cm et à une température de 150°C et on supprime brusquement la pression pour obtenir ainsi une mousse plastique. On découpe cette mousse en tran-35 ches ayant 12 mm d'épaisseur» Sur une face de la mousse plastique on colle un panneau en boië ayant 3 mm d'épaisseur à l'aide d'un adhésif fondu par la chaleur. On applique sur le bois une couche de peinture à base de résine mélamine et on obtient ainsi un stratifié pour la décoration intérieure. 40 On a déjà dit que le stratifié selon l'invention 71 35988 9 2110255 possède des propriétés remarquables de calorifugeage, d'insonorisation, d'amortissement, de résistance aux chocs, d'aptitude au moulage, de résistance à la chaleur, de résistance à la propagation des flammes, de résistance à la corrosion, etc., ces proprié-5 tés étant améliorées par les charges minérales incorporées dans la matière plastique aussi bien lorsque cette dernière sert de support que lorsqu'elle constitue la ou les couches extérieures. Le stratifié selon l'invention n'est pas seulement ignifuge mais il n'est pas dangereux car il n'émet pas de gaz toxique s'il vient 10 à brûler. On peut réduire très fortement le prix de revient car aussi bien le gypse que le sulfite de calcium sont des matériaux bon marché et la charge comprenant l'un de ces: ingrédients ou les deux constitue également un diluant. 71 35988 2110255 -REVENDICATIONS- 1.- Stratifié, caractérisé en ce qu'il comprend une composi tion moulée en une résine thermoplastique, un copolymère de résines thermoplastiques ou un mélange d'une telle résine avec un copoly-5 mère du type indiqué et ladite composition contenant, à titre de \ charge, au moins une matière du groupe constitué par le sulfite de calcium et le gypse, et un second composant en une matière autre que ladite composition résineuse, qui est lié au moins à une face du composé moulé formé avec ladite résine. 10 2.- ' Stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa couche superficielle est une mousse plastique formée d'une résine thermoplastique-, d'un copolymère de résines thermoplastiques ou d'un mélange d'une telle résine avec un copolymère du type indiqué, contenant, à titre de charge, au moins une matière du gro~u-15 pe constitué par le sulfite de calcium et l'e gypse, une telle couche superficielle étant appliquée sur une face ou les deux faces d'un support en bois. 3.- Stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un support en mousse plastique tel que définie dans la reven- 20 dication 2 constitue le support et, sur les deux faces de ce support, est appliquée une couche superficielle en une matière métallique. 4.- Stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche superficielle en une matière métallique est liée 25 aux deux faces d'un support en matière plastique ayant la composition définie dans la revendication 1. 5.- Stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche superficielle en bois ou en un matériau- analogue est appliquée sur les deux faces d'un support en mousse dont la compo- 30 sition est telle que définie dans la revendication 2. 6.- Stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche superficielle en une composition de résine thermoplastique telle que définie dans la revendication 1 est appliquée sur une face ou sur les deux faces d'un support métallique. 35 7.- Stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche superficielle en une mousse de résine thermoplastique telle que définie dans la revendication 2 est appliquée sur une face ou les deux faces d'un support métallique. 8.- Stratifié selon la revendication 3,4 ou 7, caractérisé 40 en ce que le métal utilisé pour le support ou pour la couche su 71 35988 11 2110255 perficielle est une feuille ou un clinquant de fer, d'aluminium ou de cuivre. 9.- Stratifié selon la revendication 2, ou 5, caractérisé en ce que le support ou la couche superficielle en bois ou en un matériau du même type est formé en bois, contreplaqué, fibres agglomérées d'une structure rigide et flexible, particules agglomérées, "excelsior", carton, fibres et copeaux en bois ou d'autres matières analogues.