Brevet FR2201384A1 — publié le 19740426

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de construction et l'élément obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé On sait que l'on utilise de plus en plus, dans le domaine de la construction et du batiment, des panneaux ou des éléments préfabriqués. C'est en particulier le cas pour les "murs -rideaux", lesquels murs sont constitués par une pluralité d'éléments devant posséder entre autres caractéristiques : des qualités de résistance, solidité, etc... habituellement demandées à des éléments de construction, un coût aussi peu élevé que possible, une finition impeccable permettant sur la face extérieure toutes les variantes esthétiques souhaitées, une masse la plus faible possible, de bonne qualité d'isolation thermique et phonique. Connaissant la propriété d'isolation the rmiqe du polyuréthane et les remarquables ressources des polyesters, on a tenté de réaliser des éléments préfabriqués comportant une ame en polyuréthane dont les faces sont recouvertes de polyester. On connait notamment deux catégories du méthodes pour réaliser un tel élément. Dans une première méthode, on dépose sur un moule des couches successives d'un produit de finition, d'une résine, de mousse de polyuréthane , de nouveau d'one résine, de nouveau une couche d'un produit de finition La première couche déposée correspoiid,dans ce cas à la face extérieure de l'élément. L' enduction doit etre faite avec soin afin d'éviter que des bulles d'air restent emprisonnées dans les différentes couches et afin de solidariser convenablement les couches entre elles. Naturellement, cette première méthode peut faire l'objet de nombreux perfectionnements et variantes qui n'en changent to ltefois pas l'esprit. La seconde méthode consiste à réaliser deux demi-coquilles qui sont ultérieurement collées entre elles et à injecter ensuite dans la cavité ménagée par ces deux demi-coquilles collées, de la mousse de polyuréthane. Les demi-coquilles elles-mêmes sont réalisées par injection d'une résine à faible viscosité. entre deux moules. Bien entendu, cette seconde méthode peut également faire l'objet de nombreux perfectionnements. La première méthode présente l'inconvénient d'êtrezune mise en oeuvre longue et difficile. De plus, le pourcentage de rebut dû à la présence de bulles d'air estrelativement élevé. Enfin, la solidarisation des couches entre elles est loin d'être correcte . La seconde méthode beaucoup plus satisfai sante présente l'avantage de ne pas faire perdre de produit. Toutefois, elle exige une multitude d'opérations moulage des demi-coq#illes , éb#vurage, collage, injection. Il est également à noter que la résistance est souvent plus faible dans la zone de collage des demi-coq#illes . Un autre inconvénient des deux méthodes provient du fait que la couche de produit de finition est souvent déposée dans les premières phases de la mise en oeuvre du procédé.Si un dépit n'est pas satisfaisant, tout le produit est à mettre au rebut ce qui engendre des pertes de matière importantes. Le procédé de fabrication d'un élément de construction selon l'invention vise à remédier à tous les inconvénients précédents, en étant d'une mise en oeuvre simple et rapide. Il évite d'importantes pertes de matière et le produit s, Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un élément de construction du type comportant un noyau central et entourant complètement ce noyau, une couche formée de résine thermo-durcissable et d'un matériau de rigidificaLion à 'nte?tIoe# se caractérise par le fait que, en premier lieu, on place dans un moule le noyau entouré d'un matelas du matériau de rigidification telle sorte qu un espace soit constitué par les interstices entre le noyau et l'empreinte du moule, on injecte ensuite, dans cet espace, une résine thermodurcissable jusqu'à remplissage complet de l'espace, on démoule enfin l'élément ainsi obtenu après polymérisation de la résine. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le matériau de rigidification est constitué de fibres de verre et on réalise la polymérisation en conservant le moule à une température de l'ordre de 40 C. L'emploi d'un matelas de fibres de verre permet de solidariser la résine sur toute la surface extérieure du noyau. Du fait de la manière dont on opère l'injection de la résine, aucune bulle d'air ne peut subsister dans la couche entourant le noyau. De plus, cette couche est d'un seul tenant, ce qui n'était pas le cas dans les techniques antérieures, et accroît en conséquence la résistance d'ensemble de l'élément. Le procédé est susceptible d'être mis en oeuvre à l'échelle industrielle facilement et à Iin court très avantageux. Comme on le verra ultérieurement, les éléments sont suscep ibles d'être peints après moulage, ce qui évite d'une part la proportion élevée de rebut des méthodes précédentes et d'autre part procure plus de souplesse dans la fabrication qui ne concerne que des éléments standards id.entiqX s L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description faite en référence à la figure unique annexée qui est une vue en coupe d'un élément placé dans son moule. Le procédé selon l'invention utilise essentiellement trois matériaux: du polyuréthane sous forme de mousse, de la fibre de verre sous forme d'un matelas, une résine thermo-durcissable destinée à se placer dans les interstices existant entre les fibres de verre. La mousse de polyuréthane comporte essentiellement des alvéoles fermées (de l'ordre de 90 %) et constitue un remarquable isolant thermiqueLe noyau devant constituer l'ame de l'élément est taillé dans une plaque de polyuréthane disponible dans le commerce ou préalablement moulé. Les fibres de verre sont enchevêtrées pour former un matelas comportant, entre les fibres, des interstices communiquant entre eux. Le matelas estd unepart un élément de liaison entre le noyau de polyuréthane et la résine. Ensuite, il rigidifie cette résine et favorise la mise en oeuvre du procédé. Différents types de matelas se différenciant les uns des autres par la densité de I'enchevêtrement de fibres sont utilisables et ce, en fonction de la résine employée. Un matelas de fibres de verre ~nvenaSea,par exemple, une épaisseur de quelques millimètres ( Z à 4 environ). La résine polyester thermo-durcissable utilisée, contient une charge minérale ( jusqu'à 30 q70 dans certains cas), et est obtenue par mélange d'une résine catalysée et d'une résine activée préalablement préparées La résine à injecter a le plus souvent,une viscosité élevée (pouvant atteindre 20 poises .: température ambiante). Le procédé utilise un moule comportant deux parties ., 2, une fente 3 opposée .i orifice d'injection 4. L'ouverture de la fente 3 est de l'ordre de quelques millimètres et correspond environ à la moitié de l'épaisseur du matelas de fibres de verre. De préférence, le moule est en aluminium et son empreinte est nettoyée de toutes traces d'usinage et enduite d'une couche de matière plastique protectrice tel que le " Téflon" . Celui-ci est dune part un agent démoulant et d'autre part, il donne à l'élément une surface externe très plane et d'une bonne finition. Le procédé comporte les étapes successives suivante s On place dans le moule un noyau de mousse de polyuréthane F complètement entouré d'un matelas de fibres de verre 6.Les dimensions du noyau sont telles que le matelas entoure complètement le noyau sans être excessivement compressé de sorte que tous les interstices séparant les fibres communiquent entre eux . La fente 3 est également pourvue de fibres de verre. Selon une -rariante, on garnit l'empreinte du moule sur la face qui sera la face externe de ltélément,d'un voile d'un produit de finition 7 tel qu'un réseau serré de fibres de verre. Un tel voile améliore l'aspect de l'élément fini et dissimule aux yeux de l'observateur l'enchevetrement des fibres de verre noyées dans la résine. Après avoir disposé le noyau, le matelas et éventuellement le voile du produit de finition, on injecte la résine dans l'espace formé par les interstices séparant les fibres de verre . Pour ce faire, la température du moule est portée et maintenue à 400 C environ. Cela exige pour le moule un chauffage initial de la température ambiante à 400 -C et un refroidissement ultérieur lorsque la résine se polymérise du fait que les réactions se produisant sont exothermiques. Naturellement le moule peut etre porté à température avant qu'on y dispose le noyau et le matelas ou après mais dans tous les cas avant l'injection. Une machine effectue le mélange de la résine catalysée et de la résine activée et l'introduit par l'orifice 4 dans les interstices existant entre les fibres du matelas placé entre le noyau et l'empreinte du moule. Cette injection est relativement rapide ( del'ordre de la minute) et elle débute par le bas au voisinage de l'orifice 4 pour se poursuivre petit à petit vers la fente 3 en remplissant complètement les interstices entre les fibres sans que des bulles d'air puissent etre capturées.Une fois que la résine apparait au niveau de la fente 3, on est sflr que le remplissage est complet et l'on peut stopper l'injection La polymérisation s'effectue en laissant le moule et son contenu au repos,en gardant une température de l'ordre de 400 C. Dans ce cas, une dizaine de minutes suffit pour que la résine soit polymérisée On peut ensuite ouvrir le moule pour en extraire l'élément grace éventuellement à un éjecteur. De toutes façons, cette extraction est rendue facile grace à la présence du revetement en "Téflon" sur l'empreinte du moule. On ébavure ensuite le coin de l'élément ainsi réalisé qui était placé dans le moule en regard de la fente 3. La dernière phase du procédé consiste à peindre la face extérieure de l'élément , c'est-à-dire , le voile de produit de finition. Toutefois, cette opération ne doit pas être effectuée obligatoirement immédiatement après le démoulage. L'élément obtenu grace au procédé de fabrication selon l'invention comporte donc un noyau central en mousse de polyuréthane complètement recouvert d'une couche d'un mélange de fibres de verre et de résine polyester thermo-durcissable. Il est tout à fait remarquable par la bonne liaison existant entre ladite couche et le noyau et par le fait que la couche en question est continue. Naturellement, l'invention peut falie l'objet de nombreuses variantes. La description s'est donc référée à un exemple qui bien entendu n'est pas limitatif, En particulier, la nature des composants n'est pas exclusivement celle qui a été mentionnée dans la description. Il en est de même de l'ordre de grandeur de l'épaisseur du matelas de produit de rigidi fication des durées d'injection et de polymérisation, de la température de polymérisation. REVENDICATIONS 1. - Procédé de fabrication d'un élément de construction du type comportant un noyau central, et entourant complètement ce noyau, une couche formée de résine thermo-durcissable et d'un matériau de rigidification et de liaison comprenant des interstices communiquant entre eux, caractérisé par le fait que, en premier lieu, on place dans un moule le noyau entoure d'un matelas de matériau de rigidification et ~ de liaison de telle sorte qu un espace formé par les interstices du matériau soit ménagé entre le noyau et l'empreinte du moule, on injecte ensuite dans cet espace une résine thermodurcissable jusqu'à remplissage complet de 1 espace, on démoule enfin l'élé- ment ainsi obtenu après polymérisation de la résine. 2. - Fw dé de fabrication d'un élément de construction selon la revendica - I, caractérisé par le fait que, pendant l'injection et la poly merisaçion on maintient la température du moule et de son contenu à une ternperature voisine de la température optimale de polymérisation de la résine. 3. - Procédé de fabrication d'un élément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on applique sur tout ou pa tie de l'empreinte du moule, un voile d'un produit de finition avant de déposer le noyau et le matelas qui l'entounJdans ce moule, 4. - Elément de construction obtenu par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un noyau central et, entourant complètement ce noyau, une couche ontinue d'un mélange de fibres de verre et de résine thermo-durcissable polymérisée solidaire du noyau sur toute sa surface en contact. 5. - Elément de construction melon la revendication 4, caractérisé par le fait que le noyau central est formé de mousse de polyuréthane. 6. - Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que la résine thermo-durcissable est une résine polyester