Brevet FR2235785A1 — publié le 19750131

La présente invention concerne notamment la réalisation d'objets moulés en plastique armé par exemple d'objets en poly- esters, polyuréthannes, polystyrènes et autres résines polymerisables armés avec des mats en fibres de verre ou autres matériaux fibreux analogues.Elle a esentiellement pour but de fournir un procédé pour réaliser des objets de e type qui présentent des cavités Internes tout en assarant dans le moule une répartition des mats d'armature et de la résine correspondant à une résidu tance mécanique maximale de la piéce moule. Le procédé est caractérisé en ce que les mats d'armature sont disposés dans le moule rigide de manière & entourer des éléments creux,et à former espaceurs entre les éléments creux et entre ceux-ci et la paroi du moule, la résine étant injectée dans l'espace entre le moule et les éléments creux pour imprégner et enrober les mats. Selon -r.e autre caractéristique les éléments creux sont constitués par des éléments gonflés en plastique souple compatible avec les conditions de mise et oeuvre de la résine durcis- sable, ces éléments étant entourés par une couche de mat drépais- seur voulue. Les éléments gonflés en plastique souple peuvent être -des éléments indépendants, des éléments assembles sous forme longiligne ou des tubes. Lorsqu'il s1 agit d'éléments tubulaires en plastique souple ceux-ci peuvent être mis en place dans le moule à lssétat peu gonflés ou non gonflés et être gonflés ensuite de maniere â ce qutils viennent en contact avec la paroi du moule ou les éléments voisins avec interposition d'tne épaisseur de mat de finie qui est perméable a' la résine.Les épaisseurs des mats entourant chaque élément tubulaire définissent alors les épaisseurs des différentes parois, aussi bien celle -de la paroi périphérique que des voiles raidisseurs, intérieurs, Lorsqu'il s'agit d'éléments en plastique souple formant des vésicules-, qu'ils soient indépendants ou assembles sous forme longiligne, mis en place dans le moule l'état gonflé, l'épais- seur des parois est réglée par l'épaisseur des mats à l'état non comprimé sauf si le moulage est fait avec réduction du volume du moule assurant une compression des mats et des éléments ou par injection sous dépression laquelle assure une dilatation desdits éléments. Les éléments creux peuvent également être constitués par des éléments rigides tels que des bulles de verre ou de plastique indépendantes ou assemblées en chapelet mais leur rigidité les empêche de s'adapter aux déformations des mats résultant-des pressions de moulage ce qui entraîne des risques de rupture, des zones de résine moulée dépourvues de mats et autres inconvénients analogues qui rendent préférable l'utilisation d'éléments en rra ter riau souple. Selon une autre caractéristique du procédé les éléments creux sont remplis ou gonflés avec un gaz ou un fluide ayant des propriétés extinctrices0 En cas d'apparition d'un point chaud dû à une-cause quelconque en surface-de l'objet moulé, la couche de résine pleine moins épaisse se trouvant au droit d'un élément creux, est plus rapidement attaquée et l'élévation de pression du gaz dans l'élément creux aboutit au percement de la paroi avec un jet de gaz extincteur projeté vers le point chaud. Les espaces creux internes pouvant avoir un assez grand volume, notamment lorsqu'ils sont intercomaunicants comme dans le cas de tubes, le volume de gaz libéré peut être notable du fait de la compression initiale et de la dilatation due à l'élévation de température. Lorsque les éléments creux sont des éléments longilignes; ils sont disposés en fonction des efforts mécaniques auxquels sera soumise la pièce terminée. Ils peuvent être disposés sous forme de réseaux parallèles ou en nappes croisées. Le moulage est de préférence réalisé selon le procédé décrit dans la demande de brevet française NO 73.21880 pour "Procédé de moulage de rétines armées" les éléments creux entourés par les mats de renfort étant mis en place à sec dans le moule et la résine étant injectée avec une dépression créée dans le moule0 On peut également utiliser les autres; procédés de moulage tels que l'injection sous pression de la résine, dans le moule garni des mats d'armature et des éléments creux, la#réduction de volume du moule dans lequel ont été placés, les mats d'armatures les éléments creux et la résine liquide ou le remplissage du moule, garni des mats et-d'éléments souples tubulaires, avec la quantité de résine nécessaire pour imprégner les-mats suivi de la dilatation par gonflage des- éléments souples tubulaires. La présente invention a également pour objet le nouveau matériau d'armature pour la mise en oeuvre du procédé, nouveau matériau constitué par des éléments creux associés àdes-mats,en fibres de verre ou autres éléments fibreux aniloguese Les éléments creux sont de préférence constitués par des tubes souples entourés par les mats avec lesquels ils sont solidarisés par collage, enrobage de fibres du mat dans la surface du tube, solidarisation par des liens, etc. Le tube entouré par le mat peut notamment être- mis sous; forme dtun chapelet de vésicules formés par thermo-soudage à travers le mat, ce qui assure l1enro- bage de certaines fibres du mat dans la soudure du tube. L'invention a également pour objet les pièces moulées par le procédé conforme à l'invention. L'invention sera décrite plus en détail ci-après sous forme de divers modes de réalisation avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un moule préparé pour le moulage d'un mat de bateau ; Fig. 2 est une vue correspondante après le moulage Fig. 3 est une vue en coupe partielle selon un plan perpendiculaire à la surface de la pièce à obtenir d'un moule pré- paré pour le moulage d'une pièce en forme de plaque ; Fig. 4 est une vue en coupe verticale d'un moule pour le moulage d'une plaque avant fermeture du moule Fig. 5 est une vue analogue à Fig. 4 après fermeture du moule. Le mode de réalisation des figures 1 et 2 concerne le moulage d'un mât de voilier. Il utilise un moule constitué par deux demi-moules la-lb en tôle par exemple avec un profilé 2 par exemple en tôle élastique qui est placé à l'état écarté entre les deux bords du moule correspondant à l'arrière du mât pour former le canal 3 de guidage de la drisse. Après moulage il est détendu pour permettre son retrait par glissement longitudinal. Ce mode de réale~ sation du moule est purement illustratif et les organes de fermeture du moule n'ont pas été représentés. On tend alors entre deux fermetures d'extrémité du moule qui peuvent être un pied de mât et une tête de mât, fabriqués au préalable, trois tubes 3a, 3b et 3c en matière plastique par exemple en chlorure de polyvinyle sur la périphérie desquels sont fixés par collage des mats 4 en fibre de verre. L'épaisseur des mats est telle qutà l'état comprimé leur épaisseur est égale à l'épaisseur e recherchée pour la paroi extérieure du mât. Les extrémités des tubes sortent du moule pour être reliées à une source d'air sous pression munie d'un manomètre. On introduit alors dans le moule la quantité voulue de résine avec le catalyseur, le durcisseur et les colorants puis on injecte l'air sous pression dans les tubes 3a, 3b et 3c en laissant s'échapper du moule par un évent l'air emprisonné dans le moule et l'excédent éventuel de résine. On peut éventuellement faire un vide partiel dans le moule en laissant se gonfler les tubes 3 pour qu'ils prennent leur forme en comprimant les mats puis introduire la résine en utilisant au moins partiellement la dépression puis lorsque l'espace entre le moule et les tubes est plein de résine en envoyant une pression élevée dans les tubes pour comprimer les mats énrobés de-résine, cette pression étant maintenue jusqutà la prise de la~résine. On obtient alors un mat creux comportant une âme en Y 5 en résine armée par exemple en polyesters #armés avec une paroi périphérique 6,1 1ensemble formant un élément tubulaire à trois cavités. L'épaisseur de l'âne est sensiblement le double de celle de la paroi et il est possible de calculer ou de déterminer expérimentalement l'épaisseur e pour obtenir la résistance et la flexibilité désirées La section n'est donnée qu'à titre d'exemple et il est possible de mettre en oeuvre un nombre de tubes quelconquea les épaisseurs des mats pouvant être différentes selon l'empla- cement des tubes dans la section. Le mode de réalisation de la figure 3 a pour but de réaliser une paroi avec des mats orientés selon deux directions sensiblement à angle droit. Dans ce mode de réalisation on utilise des armatures constituées par des files de sachets 7 entourées par un mat 8. Ces armatures sont réalisées en entourant un tube en une matière thermoplastique avec un mat par exemple en fibres de verre, en remplissant le tube d'un gaz tel que le gaz carbonique et en thermosoudant le tube de place en place à travers le mat de verre Certaines fibres du mat se trouvent noyées dans la soudure 9, ce qui assure une certaine solidarisation du mat avec la file de vésicules.Ces armatures sont utilisées par exemple comme armatures horizontales en combinaison avec des armatures croisées qui dans le présent cas sont constituées par un tube. 10 entouré par un-mat 11, ce mat pouvant être solidarisé avec le tube par exemple par un fil enroulé en hélice à la périphérie. Une fois les deux réseaux d'armatures rassemblés, 1 'ensemble est placé entre les deux p#arois 12a, 12b du moule, les éléments en plastique souple, notamment les tubes 10 qui peuvent etre gonflés avec un gaz'après cette mise en place se déformant pour remplir le moule en serrant entre eux les mats de fibres.On peut alors: remplir le moule, c'est- & dire les parties occupées par les mats, avec une résine de préférence en créant un vide partiel dans le moule pour éviter la formation de bulles d'air. Le matériau est résistant et léger du fait de la grande proportion des vides internes. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5 pour la réalisation d'un panneau, on dispose successivement dans un moule 13, qui coopère avec un couvercle 14 formant piston des couches de mat 15a > 15b, 15c et 15d en interposant entre des diverses couches des ballonnets 16a, 16b , 16d. On déverse ensuite de la résine dans le moule jusqu'au niveau 17 et on ferme le moule sous pression ce qui a pour effet de comprimer les mats 15 et les ballonnets 16 ( l'épaisseur de la pellicule n'a pas été représentée) et de faire pénétrer la résine dans les mats, l'air inclus et l'excès de résine pouvant s'échapper par un évent 18. Les ballonnets se déforment de façon aléatoire de mamere a occuper les espaces vides entre les mats comprimés de sorte que l'on obtient un matériau en r ésine armée 19 au sein duquel sont ménagées de grandes cellules 20. Les modes de réalisation ci-dessus décrits à titre d'exemples sont susceptibles de recevoir de nombreuses modifications sans sortir du cadre de la présente invention. #EVEND ICAT IONS l0Un procédé de fabrication d'un matériau allégé en plastique armé caractérisé en ce que les mats d'armature sont disposés dans le moule rigide de manière à entourer des éléments creux, et å former espaceurs entre les éléments creux et entre ceux-ci e-t la paroi du moule, la résine étant injectée dans l'espace entre le moule et les éléments creux pour imprégner et enrober les mats. 2. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments creux sont constitués par des éléments gonflés en plastique souple compatible avec les conditions de mise en oeuvre de la résine polymérisable, ces éléments étant entourés par une couche de mat d'épaisseur voulue. 3. Un procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que les éléments gonflés en plastique souple sont des éléments tubulaires qui sont mis en place dans le moule à l'état peu gonflés ou non gonflés et être gonflés ensuite de-manière à ce qu'ils viennent en contact avec la paroi du moule ou les éléments voisins avec interposition d'une épaisseur de mat définie qui est perméable à la résine. 4. Un procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que les éléments gonflés en plastique souple sont des ballonnets qui sont placés entre les mats d'armature. 5. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments creux sont des éléments rigides tels que des bulles de verre ou de plastique rigide indépendantes ou assemblées en chapelet. 6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les éléments creux sont remplis ou gonflés avec un gaz ou un fluide ayant des propriétés extinctrices. 7. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moulage est effectué en mettant en place les éléments creux entourés par les mats de renfort dans le moule et en injectant la résine avec une dépression créée dans le moule. 8. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moulage est effectué en mettant en place les éléments- creùx entourés par les mats de renfort dans le moule, certains au moins de ces éléments creux étant des tubes en introduisant la résine dans le moule et en mettant les éléments tubulaires en pression. 9o Un nouveau matériau d'armature pour plastique armé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 â 8 caractérisé en ce qu"il est constitué par des éléments creux associés à des mats en fibres de verre ou autres éléments fibreux analogues. 10. Un nouveau matériau d'armature pour plastique armé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il est constitué par un tube souple entouré par le mat avec lequel il est solidaire par collage ou par des liens. 11. Un nouveau matériau d'armature pour plastique armé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il est constitué par un tube de matière thermoplastique entouré par un mat, le mat étant mis sous forme d'un chapelet de vésicules formés par thermosoudage à travers le mat, ce qui assure l'enrobage de certaines fibres du mat dans la soudure du tube