Brevet FR2108192A1 — publié le 19720519

L'invention a pour objet un élément de construction composite, notamment pour façades extérieures de bâtiments ou analogues, ainsi qu'un procédé pour la fabrication de cet élément de construction composite. On a déjà tenté depuis longtemps de combiner entre elles les propriétés favorables de l'acier et dé l'aluminium. C1est ainsi qu'on connaît déjà la technique d'aluminiage par laquelle on applique une mince couche d'aluminium sur d'autre métaux, notamment sur des tôles ou sur des fils d'acier. On met à profit ainsi en partie les propriétés de l'aluminium, parmi lesquelles il faut mentionner sa résistance à la corrosion, son aspect décoratif, son pouvoir élevé de réflexion, sa haute conductibilité de l'électricité, et son aptitude d'amélioration supplémentaire par application de couches de recouvrement organiques ou inorganiques. Il convient également de mentionner la résistance à l'oxydation et l'inoxydabilité à chaud de la couche d'aluminium. Dans d'autres combinaisons d'aluminium et d'acier, on tient compte en priorité des qualités de l'acier constituant le support, notamment sa résistance mécanique et son prix favorable Pour recouvrir des produits en acier avec de l'aluminium, on connais jusqu'à ce jour de très nombreux procédés différents, qui présentent cependant tous, encore certains inconvénients. C'est ainsi, par exemple, qu'on connaît un procédé d'aluminage au feu, dans lequel un produit en acier est recouvert d'une couche d'aluminium pak plongée dans un bain d'aluminium en fusion. 'les différents procédés d'aluminiage au feu, et notamment les procédés de travail en continu de l'aluminiage au feu exigent des installations couteuses et des connaissances de base des conditions de travail difficiles à maintenir. On connaît, en outre, des procédés de dépôt d'aluminium par projection dans lesquels un fil ou une poudre d'aluminium est fondu par une flamme et projeté au pistolet sur la surface supérieure de l'acier. Un traitement ultérieur est ensuite nécessaire pour l'homo- généisation.Pour des couches dçaluminium sur de grandes surfaces, ce procédé est coûteux et cher.- On connait, en outre, le procédé de calorisation dans lequel,par introduction des produits en acier dans une masse de poudre d'aluminium et de chlorure d'ammonium, et par incandescence sur la surface extérieure de acier, on réalise une diffusion interne de l'aluminium, et ainsi une liaison entre le fer et l'aluminium0 On connaît déjà également le placage par laminage, par lequel une bande d'aluminium, est reliée à la surface extérieure de l'acier par pression de laminage. Ce procédé est techniquement d'application très difficile et exige une expérience très spéciale, de sorte qu'il ne s'est pas largement répandu. On connait encore un procédé de dépôt par électrophorèse, dans lequel on provoque une émulsion de particules d'aluminium par application d'un champ électrique et on dépose sur la surface extérieure de l'acier une couche de particules d'aluminium, qu'on rend ensuite compacte par laminage et par incandescence. Ce procédé est très coûteux. I1 est également connu de procéder à un dépose électrolytique de l'aluminium à partir de sels fondus et d'électrolytes à la cathode. Ce procédé est peu convenable en pratique On connait encore le procédé par sublimation d'aluminium dans le vide, dans lequel l'aluminium est vaporisé sous vide à températures élevées et se précipite par condensation sur la surface extérieure d'un produit en acier. Ce procédé, sous la forme de procédé à faisceau d'électrons, exige des frais d'investissement élevés et est très coûteux d'pplication. Un autre procédé connu est celui de recouvrement par la vapeur ou par le gaz, dans lequel, le produit en acier est soumis à des composés d'aluminium sous forme de gaz ou de vapeur, qui se décomposent thermiquement, à des températures déterminées sur la surface de l'acier. 'les atomes d'aluminium ainsi libérés forment la couche de revetement en aluminium désirée. Ce procédé est cependant coûteux. 'les trois derniers procédés ci-dessus mentionnés présentent en commun l'inconvénient de n'apporter aucune protection contre la corrosion atmosphérique. En outre, on connaît également le badigeonnage au moyen de poudre d'aluminium qui, additionnée d'un produit de liaison, est appliquée sur la surface du produit en acier. Enfin, il est également déjà connu de relier entre elles, par collage, deux bandes ou feuilles métalliques relativement minces en matières différentes, par exemple une feuille mince de cuivre et une feuille mince d'acier, à l'aide d'un film de matière synthétique0 Mais on obtient ainsi seulement un élément de matière composite qui a une épaisseur allant de quelques centièmes à quelques dizièmes de millimètre. De tels éléments composites sont peu appropriés pour le revetement de façades d'immeubles ou analogues, en particulier parce qu'ils sont très minces et par conséquent sensibles aux chocs. Lors de l'application sur des façades de bâtiments, ou comme autres revetements d'éléments de construction, par exemple également dans des pièces intérieures, ou des couloirs, de tels éléments composites à matières différentes reliées entre elles sont fréquemment endommagés lors de l'adaptation et de la pose en raison des conditions de travail peu favorables existant sur le chantier de travail. D'autre part, ces éléments de construction composites ne sont, dans la pratique, pas bien appropriés à l'emploi comme revêtements de façade, notamment s'ils sont fabriqués par les procédés d'aluminiage mentionnés plus haut, en partie en raison de leur résistance à la corrosion, et, en partie, en raison du coût élevé de leur fabrication. La présente invention a pour but de réaliser un élément de construction composite, dans lequel les inconvénients mentionnés plus haut relatifs aux pièces d'acier revêtues d'aluminium précédemment connues sont éliminés. Un tel élément composite doit en particulier posséder une certaine stabilité et une certaine résistance à la déformation à l'égard des chocs, notamment de la grêle, ainsi qu'à l'égard des chocs mécaniques qui se produisent toujours lors des travaux de construction.La résistance à la corrosion, dans l'atmosphère de la campagne, de la mer, et des milieux industriels doit également répondre aux plus hautes exigences0 Dans ce but, la présente invention a pour objet un élément de construction composite qui se compose d'un corps de base en une bande d'acier laminée à froid d'une épaisseur d'environ 0,35 à 1,5 mm, sur au moins la face extérieure de laquelle est appliquée, au moyen d'un agent de Maison, une bande d'aluminium d'une épaisseur d'environ 40 à 100 microns0 L'agent de liaison, suivant l'invention, est constitué par une matière synthétique ionomère connue en soi, telle que le produit connu dans le commerce sous la marque "Surlyn A", ou dlun copolymère, connu en soi, d'éthylène et d'acide acrylique et/ou d'aster d'acide acrylique, tel que le produit connu dans le commerce sous la marque "Lupolen KR 1285". On a oonstaté qu'avec un élément composite du type plaqué de ce genre, on obtient une adhérence particulièrement bonne entre l'aluminium et la bande d'acier, de sorte que cet élément est stable et résistant dans son emploi sur des façades ou comme revente ment de murs de bâtiments, 'les propriétés favorables de l'aluminium et de l'acier se trouvent ainsi réunies, sans avoir à tenir compte d'inconvénients. D'autre part, la fabrication de cet élément est économique Avantageusement la bande d'aluminium a une épaisseur d'environ 50 microns.Le cas échéant, la bande d'aluminium peut avoir subi un traitement de surface d'anoblissement ccnnu en soi, par exemple etre vernie avec ou sans couleur ou anodisée. Be cas échéant, la bande d'acier peut également avoir sa surface anoblie, par exemple galvanisée au zinc, La combinaison de toutes les caractéristiques mentionnées ci-dessus procure un élément de construction composite, encore relativement peu coûteux, très résistant à la corrosion dont la face extérieure peut être pourvue de couleur, de couches anodisées etc... correspondant aux possibilités de conformation des bandes d'aluminium. Pour la fabrication d'éléments de construction composites de ce genre, l'invention s'étend à un procédé caractérisé en ce qu'on dépose et applique sur la vanda d'aluminium une couche d'un composé de matière synthétique constituée par des ionomères de polyethylène ou par un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique et/ou d'ester diacide acrylique, on chauffe une bande d'acier laminé à froid dans une zone plane, on l'amène en liaison sur au moins une de ces faces avec la couche de composé de matière synthétique de la bande d'aluminium, on fait passer la bande d'aluminium avec la bande d'acier à travers une paire de cylindres sous pression, de sorte que les deux bandes soient ainsi reliées solidement entre elles. Ce procédé peut avantageusement être réalisé én continu. La description se rapporte à un exemple de réalisation comprenant les caractéristiques essentielles de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins annexés qui représentent à des échelles différentes la figure 1, à échelle fortement agrandie, une vue en section transversale d'un élément de construction composite la figure 2, à échelle réduite et schématiquement, une installation pour l'application du procédé de l'invention pour la fabrication de l'élément composite de l'invention la figure 3, à échelle fortement agrandie, une vue en coupe longitudinale à travers la feuille d'aluminium pourvue d'une couche de liaison en matière synthétique, conformément à la partie marquée k dans la figure 2, et la figure 4 à échelle réduite et schématiquement une installation pour l'application du procédé de l'invention pour la fabrication d'un élément composite avec un revêtement d'aluminium sur ses deux faces. Un élément de construction composite, désigné dans son ensemble par la référence I et appelé dans la suite élément 1, se compose d'un corps de base 2 constitué par une bande d'acier laminé à froid. Cette bande a une épaisseur D d'environ 0,5 mm. On peut envisager des épaisseurs D d'environ 0,35 mm à 1,5 mm, de manière à obtenir une stabilité minimale déterminée correspondant au but d'emploi, tout en conservant une fabrication d'un prix suffisamment économique. Une marge d'épaisseur préférée pour le corps de base 2 en acier laminé à froid est située entre 0,5 mm et 1,0 mm. Labande d'acier 2 peut avantageusement avoir été soumise à un traitement d'anoblissement de surface sur toutes ses faces, ou par exemple également sur ses faces non destinées à être revetues par une bande d'aluminium 3. Comme traitement d'anoblissement de surface, vient surtout en ligne de compte une galvanisation au zinc, mais, dans des cas spéciaux, on peut évidemment envieager d'autres traitements, par exemple par placage sur une des faces. Suivant la figure 1, la bande d'acier 2 formant le corps de base de l'élément composite est pourvue sur sa face supérieure de la bande d'aluminium 3 au moyen d'une couche de liaison 4 en matière synthétique qui sera décrite dans la suite. L'épaisseur d de la bande d'aluminium 3 est normalement comprise entre 45 et 55 microns. Elle est choisie pour posséder une stabilité propre suffisante et pour résister à des rayures et influences usuelles et assurer une très bonne protection du corps de base 2 contre les influences de la corrosion, sans cependant que cette bande dESuminium 3 soit trop coûteuse ou trop difficile à travailler. On peut envisager des épaisseurs d d'environ 40 microns et, dans des cas spéciaux, des épaisseurs beaucoup plus grandes, allant jusqu'à 100 microns dans des cas exceptionnels. Pour relier entre eux des corps de base 2 dé ce genre en bande d'acier et des bandes d'aluminium 3, parmi les nombreuses matières synthétiques, deux de celles-ci se sont révélées extraordinairement favorables. L'une d'elle est un ionomè.'re, tel que celui connu sous la marque commerciale "Surlyn A" de la firme Dupont de Nemours. L'autre matière à composés de matière synthétique est un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique et/ou d'ester d'acide acrylique, mis dans le commerce sous le nom de "Lupolen KR 1285" par la firme BASE . a fabrication de l'élément cpmposite I décrit ci-dessus s'effectue conformément à l'invention, suivant la figure 2, en appliquant d'abord sur la bande d'aluminium 3 à surface éventuellement anoblie, la couche de composé de matière synthétique 4 constituée avec des deux matières synthétiques ci-dessus. Cette opération peut, par exemple, être effectuée d'une manière connue par extrusions La figure 3 montre une coupe transversale correspondante d'une bande d?alu- minium 3 dont l'une des faces porte une couche de composé de matière synthétique 4. Cette bande d'aluminium 3, 4 ainsi revetue est amenée à une paire de cylindres 5,6. k partir d'une bobine de réserve 7 est déroulée une bande d'acier laminé à froid 8 qui passe sur un dispositif de chauffage 9 où elle est amenée à une température qui dépend de la matière synthétique choisie pour la couche de revêtement de la bande d'aluminium 30 A l'extrémité de cette plaque chauffante 9, la bande d'acier 8 qui circule dans un plan est mise en contact avec la bande d'aluminium 3 pourvue de la couche de composé de matière synthétique 4, qui est déroulée d'une bobine de réserve 10. Dans la paire de cylindres 5,6 qui est placée directement en aval du dispositif de chauffage 9, les bandes 3 et 8 sont pressées l'une contre l'autre, de telle sorte que la couche de liaison en matière synthétique 4 assure un assemblage solide et durable entre la bande d'aluminium 3 et le corps de base 2 en bande d'acier, comme le montrent les figures 1 et 2. Le corps de base 2 peut également etre pourvu en plusieurs endroits, et, en règle générale, sur ses deux faces à grande surface, d'une bande d'aluminium 3, comme représentée en 3' et 4' dans la figure 1. Un tel procédé de fabrication est expliqué à l'aide de la représentation schématique de la figure 4 à propos de deux possibilités différentes de réalisation. Comme matière de départ, on considère dans les deux cas une bande d'acier laminé à froid 8 qui est déroulée d'une bobine de réserve 7 et se déplace en direction de l'avancement sensiblement dans un plan. 'la bande parvient, à travers un dispositif de chauffage 9 dans la paire de cylindres5 et 6, et, vu dans le sens d'avancement, on lui amène du haut une bande d'aluminium 3 pourvue d'une couche 4 d'un composé de matière synthétique et déroulée d'une bobine de réserve 10. le processus est identique à celui décrit plus haut à propos de la figure 2.En vue de pourvoir également la face inférieure de la bande 8 avec une bande d'aluminium 3, il est prévu, dans la figure 4, symétriquement à la bande d'aluminium 3 déjà mentionnée et à sa bobine d'approvisionnement 10, au-dessous de la bande d'acier 8, une autre bobine de réserve 10a, à partir de laquelle une bande d'aluminium 3 également pourvue de la couche de matière synthétique mentionnée, est amenée à la paire de cylindres 2, qu k la différence de ce procédé, on peut également procéder tout d'abord conformément à la figure 2, et monter, en aval de la paire de cylindres 5, 6, une autre paire de cylindres 5b et 6b, le cas échéant en intercalant un dispositif de chauffage 9a, comme représenté en traits-points dans la figure 4.A la deuxième paire de cylindres 5b et 6b est alors affectée, au lieu de la bobine 10a, la bobine 10b, à partir de laquelle la bande d'aluminium, pourvue de la couche de liaison en matière synthétique 4, est amenée à la bande d'acier 8. A l'extrémité de la dernière paire de cylindres 5, 6 ou 5b, 6b, on obtient l'élément composite I qui est composé d'un corps de base 2 en bande d'acier laminé à froid, et, sur chaque face, d'une bande d'aluminium t et 3' respectivement comme le montre la figure 1. Comme dans la figure 2, il est prévu également dans la figure 4 une bobine mî destinée à l'enroulement de la bande de matière composite qui n'a pas encore été divisée en morceaux de longueur appropriée. Après cette séparation, on obtiendra les -éléments de construction composites 1 en forme de plaques.Le-procédé peut, sans dépense d'installation importante être exécuté en continuO On a constaté que les éléments de construction composites 1 présentaient une résistance à la corrosion très élevée, aussi bien à l'atmosphère de la campagne, de la mer et des milieux industriels0 En conséquence, les éléments ccmposites 1 conviennent très bien pour le revetement de constructions au voisinage de la mer, dans les districts industriels et également d'immeubles à usage agricole. Il s'est révélé avantageux de prévoir que la feuille d'aluminium 2, 4 pourvue de sa couche de liaison en matière synthétique, soit introduite à angle aigu dans la paire de cylindres 5, 6 En conséquence, l'angle( formé entre cette bande d'aluminium q et la bande d'acier 8 est égal à environ 30g, ou inférieur à cette valeur (figure 2). Les exemples décrits et représentés n'ont aucun caractère limitatif et de nombreuses modifications, notamment du point de vue construction et disposition peuvent etre apportées sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. - R E V E g D I C A T ION S 1. Elément de construction composite, notamment pour façades extérieures de bâtiments, caractérisé en ce qu'il se compose d'un corps de base constitué par une bande d'acier laminé froid, sur lequel est appliquée solidement, sur au moins une face, une bande d'aluminium, fixée à l'aide d'un moyen de liaison qui est constituée par un ionomèwre, ou un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique et/ou d'ester d'acide acrylique. 2. Elément composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 11 épaisseur de la bande d'acier est comprise entre 0,35 mm et 1,5 mm. 3. Elément ccmposite suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la bande d'acier est comprise entre 0,5 et 1 mm. 4. Elément composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bande d'aluminium a une épaisseur comprise entre 40 et 100 microns, soit environ 50 microns. 5. Elément composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière synthétique constituant la couche de liaison est un ionomèwre désigné dans le commerce sous le nom de "Surlyn A". 6. Elément composite suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière synthétique constituant la couche de liaison est un copolymère désigné dans le commerce sous le nom de "Lupolen KR 1285". 7. Elément composite suivant l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce que la bande d'aluminium a été soumise, d'une manière connue en soi, à un traitement d'anoblissement de surface, tel que vernissage avec ou sans couleur, anodisation0 8. Elément composite suivant l'une quelconque des revendicatiohs 1 à 7, caractérisé en ce que la bande d'acier a subi un traitement d'anoblissement de surface tel que le zincage. 9. Procédé pour la fabrication d'un élément de construction composite conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on applique sur une bande d'aluminium une couche de liaison en matière synthétique constituée par un ionomèvre de polyéthylène, ou un copolymère d'éthylène et d'acide acrylique etlou d'ester d'acide acrylique, qu'on déplace dans un planiflie bande d'acier laminée à froid, qu'on chauffe et amène en liaison avec au moins une face de la bande d'aluminium pourvue de la couche de matière synthétique, et qu'on relie rigidement entre eux la bande d'aluminium et le corps de base constitué par la bande d'acier, en les faisant passer à travers au moins une paire de cylindres de pression. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la bande d'aluminium, pourvue de la couche de liaison en matière synthétique est introduite dans la paire de cylindres en formant, avec la bande d'acier, un angle aigu inférieur à 30