Brevet FR2147942A1 — publié le 19730311

L'invention a pour objet un procédé pour la fabrication en continu de mousses synthétiques structurées ainsi qu'un dispositif pour la réalisation du procédé. Le procédé convient, entre autres, à la fabrication d'objets profilés, rigides, à grande surface extérieure. Par "mousses synthétiques structurées ", on désigne les matières qui présentent une structure semblable à celle d'un os; c'est-à-dire dont la partie extérieure forme une enveloppe solide et cohérente dont la partie intérieure consiste en une mousse solidaire de l'enveloppe extérieure par transition progressive. De tels stratifiés sandwich conviennent parfaitement à la fabrication de matériaux structurés et trouvent par suite des applications de plus en plus nombreuses. La fabrication de ces matériaux s'effectue le plus souvent suivant l'une ou l'autre de deux techniques principales, à savoir le moulage par injection et le moulage par extrusion. La plus connue parmi les techniques du dernier de ces deux groupes est celle dite de CELUKA. Suivant un procédé commun aux deux groupes de techniques, on incorpore à la matière synthétique mise en oeuvre, une substance porogène qui se décompose à la température de mise en oeuvre en libérant un gaz qui, sous la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte de fusion de la machine servant à la mise en forme, est emprisonné dans la masse du polymère fondu.En sortant de l'enceinte de fusion de cette machine à mouler, la masse de polymère fondu subit l'expansion sous l'effet du gaz dissous et la matière synthétique expansée remplit l'outil de moulage sous la forme de la mousse structurée susindiquée, moulée in situ. Mais aucune de ces techniques ne permet de fabriquer des produits en mousse structurée de grandes dimensions, susceptibles d'être profilés et coupés à la demande#en fragments de longueurs quelconques suivant un processus en continu, et utilisables dans des domaines d'application très variés. De tels produits sont cependant recherchés dans différentes branches de l'industrie et, en mettant en oeuvre des techniques du genre susindiqué, on pourrait fabriquer d'une façon avantageuse un grand nombre de produits industriels, comme par exemple des treillis servant à recouvrir les planchers de poulailler, des panneaux décoratifs pourvus d'entailles et/ou d'empreintes pour le revêtement extérieur de bâtiments, des panneaux de revêtement en forme de tuiles pour les toitures de bâtiments et d'autres objets analogues. L'invention a pour but un procédé permettant de fabriquer en continu et avec un très bon rendement des produits en mousse, structurés et de grandes dimensions, de longueur variable à volon te, eut un dispositif permettant de fabriquer des pièces moulées solides dont la section droite dans le sens de la longueur n'est pas carree. L'expérience a montré qu'on peut atteindre le but susindiqué en utilisant comme outil de formage pour la masse de polymère fondu expansé sortant de la machine à extrusion, au lieu des outils fixes connus jusqu'à présent, un outil constitué partiellement ou entièrement d'un ou de plusieurs éléments mobilescapa- bles d'un déplacement en avant suivant la direction principale de l'extrusion. Dans ces conditions, on peut fabriquer des pièces moulées, constituées de mousse structurée, d'une longueur qu'on peut faire varier à volonté et qui peut être égale, le cas échéant, à la largeur ou à la longueur totales d'un bâtiment de dimensions correspondantes. L'invention est donc relative à un procédé de fabrication en continu de mousses synthétiques structuréesà partir d'une masse de polymère fondu sortant d'une machine à extrusion. Le mode opératoire conforme à l'invention consiste à injecter la masse de polymère fondu au stade de l'expansion dans un outil de formage, à faire avancer la matière expansée en déplaçant l'outil ou une partie de l'outil d'une façon continue, à refroidir la mousse au cours de ce déplacement de sorte qu'elle se solidifie, à évacuer la mousse structurée, après ouverture de l'outil,d'une façon continue, et à la découper suivant la longueur désirée. L'invention est relative également à un dispositif permettant la réalisation de ce procédé et comportant une machine à extrusion et une tête d'extrusion munie d'une filière à large ouverture. Le dispositif est constitué d'un ou de plusieurs outils ou ensembles d'outils de formage disposés en aval de la tette d'extrusion, d'une zone de refroidissement entourant l'outil et d'un dispositif de coupe disposé en aval de l'outil mobile. On assure l'évacuation par déplacement de l'outil en utilisant, comme élément d'outil de formage, une chaste ou courroie constituant le moule creux du produit à fabriquer et disposé et circulant devant la tête d'extrusion. Lorsqu'on utilise une chat ne, c'est l'ensemble des chainons qui constitue l'outil en forme de chaine servant à la fabrication de la pièce moulée. On peut aussi prévoir des outils à chainons équipés de pièces d'insertion interchangeables. On utilise de préférence des courroies ou des channes sans fin. Les outils servant à la réalisation du procédé peuvent dtre de deux types de construction principaux: a)L'ensemble de l'outil de formage se compose d'un élément mobile et d'un élément fixe. b > L'ensemble de l'outil de formage est constitué de deux éléments venant au contact l'un de l'autre et se déplaçant conjointement. On a expliqué l'invention plus en détail ci-après à l'aide de deux exemples illustratifs, mais nullement limitatifs, de réalisation en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une élévation longitudinale partiellement coupée du dispositif servant à la réalisation du procédé suivant la variante a), la figure 2 est une élévation longitudinale partiellement coupée du dispositif servant à la réalisation du procédé suivant la variante b). Sur la figure 1, on a désigné p outil à filière à large ouverture à partir duquel la masse fondue en voie d'expansion est appliquée sous pression sur la zone d'entrée de l'outil en forme de chaîne 2 qui est soutenu par un support 3. La partie supérieure fixe 4 de l'outil est, d'une façon avantageuse, recouverte sur les surfaces d'usinage d'une couche de tétrafluoroéthylène destinée à empêcher l'adhérence. La partie fixe de l'outil peut être mise en équilibre de température. La zone de refroidissement 5 qui lui fait suite est également susceptible d'un réglage de température. Au point de renvoi de la chaise, le produit formé est dégagé de la chaine et déposé de façon continue sur la table 6 où il peut être tronçonné en morceaux de n'importe quelle longueur. Dans le dispositif servant de matière continue à la réalisation du procédé selon le mode de réalisation b),représenté sur la figure 2, la masse fondue en voie d'expansion est injectée à partir de l'outil à filière à large ouverture entre les deux outils en forme de chaine 2 et 2a qui tournent en meme temps mais en sens contraire l'un de l'autre. Les channes s'appuient dans la zone d'entrée sur des sup ports à température réglable 3 et 3a, auxquels font suite les zones de refroidissement 5 et Sa. En sortant de la charnue, le produit refroidi parvient sur la table 6 où on peut le tronçonner d'une façon continue en morceaux de n'importe quelle longueur. Les produits fabriqués selon l'invention présentent des propriétés semblableS à celle du bois en ce sens qu'on peut les riveter, visser, peindre et vernir et qu'ils se prêtent aux procédés de mise en forme avec perte de matière sous forme de "copeaux". Cette dernière propriété caractérise en particulier les produits contenant des polymères du styrène. Grâce à l'ensemble de ces avantages, on peut fabriquer selon le procédé de l'inven tion non seulement les objets déjà cités, mais aussi des fenêtres et portes pour des maisons, ainsi que des portes pour des meubles et, en plus, on peut, d'une façon avantageuse,couper immédiatement à la scie suivant les longueurs désirées, les produits en forme de rubans continus. En comparaison des procédés connus, le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages. Par rapport aux procédés connus de moulage par injection sous pression, le procédé conforme à l'invention présente en particulier les avantages suivants: Le procédé selon l'invention est effectué en continu et par conséquent, est très productif, alors que les procédés connus de fabrication de mousse par moulage par injection travaillent: par à-coups, ce qui entrain de longs temps d'arr#t, nécessite de nombreuses manoeuvres et conduit à des rendements relativement faibles. Le procédé selon l'invention peut être réalisé à l'aide de pièces coulées amovibles, nettement moins chères, qu'on pose dans l'outil alors que les outils pour la fabrication d'objets en mousse synthétique de grande longueur selon les procédés connus par moulage par injection sont extrêmement compliqués et coûteux, du fait qu'ils exigent de nombreuses ouvertures, condui tes chauffables et soupapes d'arrêt à commande hydraulique. Le procédé selon l'invention permet la fabrication en continu de produits de n'importe quelle longueur, alors que les dimensions des produits fabriqués selon le procédé habituel de moulage par injection sont limitées par celles de la table de l'outil. Comparativement aux procédés de fabrication d'objets en mousse synthétique par moulage par extrusion, le procédé selon l'invention présente les avantages essentiels suivants: Le procédé selon l'invention permet de fabriquer des produits profilés de section droite quelconque alors que les objets en mousse synthétique, fabriqués selon les procédés connus par moulage par extrusion, ne peuvent présenter une section droite carrée que suivant la direction longitudinale. Le procédé selon l'invention offre un moyen parfait pour nru- dre le problème de la fabrication d'objets en mousse synthétique de grande largeur,par exemple de panneaux, qui selon les procédés connus par moulage par injection n'a pu être réalisée d'une façon techniquement satisfaisante. Les produits selon l'invention destinés à l'utilisation extérieure dans l'industrie du bâtiment fabriqués à l'aide du procédé de l'inventionJprésentent la caractéristique très avantageuse de convenir parfaitement pour l'application d'enduits résistant aux agents atmosphériques, par exemple des vernis.Ainsi, on peut fabriquer des éléments destinés à la couverture de batiments ou utilisés comme panneaux décoratifs qui se distinguent non seulement par un aspect agréable, mais aussi par une grande résistance aux agents atmosphériques. Lorsqu'on utilise certains matériaux initiaux particuliers, on peut même fabriquer des objets qui présentent les qualités sus indiquées sans entre protégés par un vernis. Un tel matériau initial est par exemple le copoly mère styrène-acrylonitrile modifié de façon à résister aux chocs par addition d'un ester acrylique et vendu par la firme BASF sous la dénomination Luran S. Coe il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. -REVENDICATIONS - 1.- Procédé de fabrication en continu de mousses synthétiques structurées à partir d'une masse de polymère fondu sortant d'une machine à extrusion, lequel procédé est caractérisé par le fait# qu'on injecte la masse de polymère fondu en voie d'expansion dans un outil de formage, qu'on fait avancer la matière expansée de façon continue en déplaçant l'outil ou une partie de l'outil, qu'on produit par refroidissement au cours de ce déplacement la solidification de la mousse qu'on évacue de façon continue après ouverture de l'outilla mousse structurée formée et qu'on la tronçonne suivant la longueur désirée. Dispositif pour la réalisation du procédé selon la revendication 1, comportant une machine à extrusion et une tête d'extrusion munie d'une filière à large ouverture, lequel dispositif est caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un ou de plusieurs outils de formage ou ensembles d'outils de formage disposés en aval de la tête d'extrusion et susceptibles d'effectuer un mouvement d'avancement, d'une zone de refroidissement entourant l'outil et, en aval de l'outil, apte à effectuer un mouvement d'avancement, d'un dispositif de coupe. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'un des éléments de l'outil de formage est constitué par une chatne sans fin. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'outil de formage est constitué par deux channes sans fin se déplaçant en même temps, mais tournant en sens contraire l'une de l'autre. 5. Produits ayant les caractéristiques de ceux obtenus par mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1.