Brevet FR2295830A1 — publié le 19760723

La présente invention concerne la fabrication continue de plaques de dimensions arbitraires en matière plastique cellulaire ou mousse, avec une structure composite, les plaques pouvant subir un formage au cours d'un processus ultérieur thermoplastique de matriçage et/ou d'emboutissage profond pour former des produits rigides, autoporteurs, plans et/ou sphériques, comme des revetements, des couvertures et analogues, et etre éventuellement munies de couches de recouvrement décoratives. La fabrication de plaques de matériau cellulaire peut etre réalisée d'une manière connue en soi suivant différents procédés. L'est ainsi qu'on peut fabriquer des plaques par exemple en mousse de polyuréthanne en procédant de la manière suivante 10 - on fait passer en continu des blocs de mousse dans une installation dite a mousse en blocs sous une épaisseur de I mètre par exemple et une largeur de 2 mètres par exemple, et ces blocs sont ensuite transformés en plaques d'épaisseur, largeur et longueur désirées, par exemple en matelas, 20 - Une autre possibilité consiste en la fabrication en continu de plaques de mousse d'épaisseur et de largeur désirées dans ce qu'on appelle des installations a double bande transporteuse.Ces plaques peuvent ensuite etre découpées à la longueur désirée Comme on lla décrit dans la littérature spécialisée, le moussage est en principe possible entre des couches de recouvrement (par exemple papier, voile, plaques de platre et de métal), par exemple pour le domaine de l'isolation thermique, pour la fabrication de plaques avec ame en mousse et couche de recouvrement massive, et ce procédé est utilisé à l'échelle industrielle. 30 - En supplément au procédé de fabrication continue, il est également connu de fabriquer en discontinu des plaques composites avec des ,9 .#r#s en mousse et despièces moulées a structure cellulaire. On est en fait en mesure de fabriquer des plaques composites à partir des plaques en mousse selon le 10 -, qui ont, par suite du procédé de fabrication, une répartition uniforme de densité et une structure cellulaire sur toute leur section droite, par exemple par revetement ultérieur, a la flamme ou par collage, à l'aide de couches de recouvrement. Mais dans ce procédé, il n'est pas possible de déposer dans la zone marginale de la plaque résultante une partie de la masse de mousse se produisant pendant la marche de la réaction et par suite d'utiliser les propriétés de la mousse pour augmenter la rigidité. Cette possibilité selon le procédé du 20 consiste en l'utilisation par exemple de voiles comme couches de recouvrement. A cause de leur faible extensibilité en longueur et en largeur, ces voiles assignent des limites étroites au formage thermo plastique de telles plaques et sont en plus relativement chères Dans le cas de fabrication discontinue du 39 -, et de pièces à grande surface de faible épaisseur, les longs chemins d'écoulement défavorables du mélange réactionnel sont désavo tageux. Ils provoquent des temps importants de réaction et de formage en cas de densité relativement élevée et des répartitions différentes de la densité sur la surface des plaques. Le but de l'invention est de présenter un procédé qui permette la fabrication de plaques composites rigides qui peuvent etre ensuite formées de façon thermoplastique, le travail de formage thermoplastique du matériau cellulaire de réaction ne devant pas etre influencé défavorablement par les couches de recouvrement. Le moyen conforme à l'invention d'atteindre ce but consiste en ce que, dans une installation à double bande transporteuse, un mélange réactionnel capable de mousser est déposé d'une façon connue en soi sur un mince panneau en matériau synthétique cellulaire mou à cellules partiellement ou totalement ouvertes, le panneau guidé en forme de cuvette circulant en continu.Le mélange réactionnel liquide capable de mousser pénètre partiellement d'une quantité définie dans les cellules ouvertes du panneau de mousse molle et il se détend contre un autre panneau analogue introduit par le haut et qui est également partiellement imprégné. La masse réactionnelle est donc déposée dans les cellules ouvertes des deux panneaux de mousse et il en sort des plaques de mousse qui se distinguent de façon particulièrement avantageuse par une ame de mousse de densité faible et des zones marginales de densité plus élevée, les zones marginales se composant d'une charpente en mousse molle extensible et de la masse interposée de la mousse rigide formant l'âme. Un autre avantage décisif de la combinaison consiste dans le fait que la charpente des zones marginales en mousse molle à haute élasticité n'affecte pas la capacité de formage thermoplastique de la masse intermédiaire rigide ni, par suite, celle de la plaque composite. Au cours des phases de travail suivantes comme le matriçage ou l'emboutissage profond, on peut donc utiliser entièrement les propriétés thermoplastiques de telles plaques. Théoriquement, il est également possible d'introduire comme matériau de couches de recouvrement des produits textiles expansibles à la place des panneaux en mousse molle. L'utilisation de tels produits vis-à-vis des panneaux de mousse molle ne pourrait se justifier que pour des panneaux de textiles très chers s'il fallait ajouter, en plus de la formation définie des zones marginales, des fonctions décoratives.Mais ces panneaux sont complètement imprégnés, de sorte qutils ne peuvent pas servir à des couches de décoration. En outre, dans ce cas, il faudrait, au cours de la fabrication dans l'installation à double bande transporteuse, entrainer en plus une feuille de séparation entre les panneaux de textile et l'installation de la bande, par exemple en papier ou matière plastique, en guise de protection contre les salissures provenant du mélange réactionnel très collant. Le papier ou la bande ne serait utilisable qu'une fois et augmenterait les frais. Le panneau en mousse molle joue de façon particulièrement avantageuse le roule d'une couche d'arret entre le mélange réactionnel moussant et collant et l'installation de la bande.Elle est variable dans sa structure cellulaire et dans son épaisseur et elle peut donc etre réglée facilement de façon que le mélange réactionnel liquide puisse y pénétrer facilement, mais non l'imprégner. Gracie à la qualité variable dans de grandes limites des panneaux de mousse molle ( cellules ouvertes - à cellules fermées, à gros pores à petits pores, densité faible - densité élevée, épaisseur différente, matière première différente), on peut agir de façon économique dans de larges limites et d'une façon très avantageuse sur la formation des zones marginales des plaques composites à formage thermoplastique et dOterminer les cas d'utilisation spéciaux. (Exemple : amélioration de l'absorption des sons par le produit fini à l'aide de panneaux de mousse molle plus épais). La bonne capacité d'isolation thermique du panneau de mousse molle permet en plus une simplification essentielle de l'allure de la température nécessaire pour le procédé de réaction et de moussage à l'intérieur de l'installation de transport à double bande, ainsi qu'une réduction de la puissance de conditionnement en température. L'utilisation des panneaux de mousse molle pour la formation des zones marginales permet de façon particulièrement avantageuse ltéquipement des plaques composites avec des couches de recouvrement décoratives selon de nombreux procédés. Première possibilité De préférence, le panneau supérieur de mousse molle est muni d'une couche décorative avant la fabrication des plaques (par exemple revetement à la flamme ou par collage à l'aide de produit textile plan extensible, feuille thermoplastique ou analogues). Le panneau revetu est introduit dans l'installation àdouble bande trans- porteuse avec la couche décorative à l'extérieur. Une imprégnation de la couche décorative par le mélange réactionnel moussant n'est pas à craindra Ce procédé est utilisé de préférence en cas d'utilisation de couches décoratives qui ne sont pas endommagées par les températures nécessaires (par exemple 1700C) pour le processus de formage thermoplastique ultérieur (matriçage, emboutissage profond). Deuxième possibilité La couche décorative n'est reliée à la plaque composite par collage qu'au moment du processus de formage thermoplastique Dans ce cas, on introduit par exemple une préforme de cette couche décorative dans l'appareil froid ou faiblement chauffé de matriçage ou d'emboutissage profond et éventuellement, elle est aspirée sous vide contre la surface de formage de l'outil. Ensuite, la plaque composite amenée auparavant dans un dispositif de chauffage à une température correspondant au processus de formage thermoplastique, est introduite entre le poinçon et la matrice de l'outil de matriçage ou d'emboutissage profond, elle est formée ensuite par fermeture de la presse entre le poinçon et la matrice et elle est reliée à la couche décorative par l'intermédiaire d'une colle apportée auparavant.Après un temps de refroidissement approprié, la pièce moulée terminée peut etre enlevée de l'outil. Ce procédé est avantageusement appliqué à l'utilisation de couches décoratives qui seraient endommagées par les températures provenant du dispositif de chauffage ou en cas de fabrication avec des couches décoratives très souvent changeantes et très différentes. Troisième possibilité Flocage des pièces moulées après le processus de matriçage ou d'emboutissage profond. D'autres caractéristiques et avantages de l1inven- tion seront mieux compris à la suite des exemples qui vont suivre et en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels - les figures l à 3 représentent en coupe trois types de panneaux composites réalisés selon Slinvention. EXEMPLES 10 - Dans une installation à double bande transporteuse, on a utilisé deux panneaux de mousse de polyuréthanne molle ayant chacun 1,5 mm d'épaisseur, une grosseur de pore d'environ 0,2 mm de diamètre: environ 90 % de cellules ouvertes: une densité d'environ 3 28 kg/m et servant de couche de recouvrement supérieure et inférieure. L'espace intermédiaire entre les bandes transporteuses supérieure et inférieure était réglé sur 30 mm. Sur la couche de recouvrement inférieure, on a réparti uniformément d'une façon connue en soi un mélange réactionnel moussant se composant de 1 partie d'un mélange de polyol, d'indice hydroxy moyen 560, de 5,3 parties d'un diisocyanato-4 > 4' diphénylméthane modifié, avec une teneur de 23 % de NCO,et de 0,3 partie de monofluorotrichlorométhane. A l'intérieur de l'installation à double bande transporteuse dans laquelle règne une température d'environ 600C régulée par thermostat, le mélange réactionnel s'étendait entre deux panneaux de mousse et il l'imprégnait sur une profondeur d'environ 0,3 ms. Après durcissage, il apparaissait des plaques de 30 - d'épaisseur. La 3 densité moyenne de ces plaques composites était d'environ 46 kg/m La matériau central l présentait une densité d'environ 36 kg/m3. Par l'incorporation du mélange réactionnel dans les couches de recouvrement 2 et 3, la densité dans les couches marginales 4 et 5 était augmentée jusqu'à environ 450 kg/m3. 20 % environ du mélange réactionnel étaient incorporés à environ 2 X de l'épaisseur de la plaque, ce qui menait à une augmentation sensible de la rigidité. L' me 1 était à cellules fines,les zones 4 et 5 étaient microporeuses. 20 - Dans une installation à double bande transporteuse, on utilisait des panneaux en mousse de polyéthylène expansé comme couche de recouvrement inférieure et en mousse de polyuréthanne mou comme couche supérieure. Comme dans l'exemple l, l'espace intermédiaire entre les bandes transporteuses inférieure et supérieure était réglé à 30 mm et la bande était chauffée à une température de 600C régulée par thermostat. Le mélange réactionnel décrit dans l'exemple 1 était répandu d'une façon connue en soi sur le panneau en mousse de polyéthylène. A l'intérieur de l'installation des bandes, le mélange réactionnel s'étendait entre les couches de recouvrement et imprégnait celles-ci. La zone marginale dans la couche de recouvrement supérieure était en mousse de polyuréthanne molle, comme décrit dans l'exemple l, avec une 3 épaisseur d'environ 0,3 mm et une densité d'environ 450 kg/m . Comme la mousse de polyéthylène est à cellulesfermées,la zone marginale 6 était constituée seulement de cellules ouvertes par ltexpansion, ce qui donnait lieu à une épaisseur d'environ 0,1 mm correspondant au diamètre moyen des cellules; la densité atteignait ici aussi 450 kg/m3. Le 3 matériau de l'ame avait en conséquence une densité d'environ 40 kg/m Dans ces plaques composites également, l'ame était à cellules fines et les zones marginales étaient microporeuses. 30 - Dans une installation à double bande transporteuse, on a utilisé deux panneaux de mousse de polyuréthanne molle ayant chacune une épaisseur de 1,5 mm comme couches de recouvrement inférieure et supérieure (voir exemple 1). Le panneau supérieur en mousse était muni en outre d'une couche décorative 7 en velours perlon. La fabrication du produit en plaque était réalisée comme décrit dans l'exemple 1. Les plaques obtenues présentaient les memes caractéristiques que les plaques de l'exemple l, avec la différence que le poids des plaques s'augmentait du poids du produit en velours 2 perlon (environ 200 g/m2) et que les plaques étaient munies de couches décoratives. 40 - Dans un moule horizontal ouvert par le haut et servant à la fabrication de plaques avec les dimensions 115 x 155 x 3 cm, on a introduit un mélange réactionnel selon l'exemple 1 après avoir placé auparavant dans le moule un panneau de mousse molle de polyuréthanne (voir exemple 1) et, à l'intérieur du couvercle du moule, également un panneau analogue en mousse molle de polyuréthanne. L'introduction du mélange réactionnel se produisait à l'aide d'un dispositif de déchargement effectuant un mouvement de va-et-vient uniforme au-dessus du moule, alors que celui-ci était déplacé perpendiculairement à ce mouvement en-dessous du dispositif de déchargement. Après le remplissage, le moule était fermé par le couvercle qui pouvait etre réglé sur l'épaisseur de plaques désirée.Après durcissage des plaques, on mesurait les memes valeurs que pour les plaques de l'exemple 1. 50 - Dans une installation à double bande transporteuse, on utilisait des feuilles thermoplastiques (feuilles de PVC) comme couches de recouvrement inférieure et supérieure. Les feuilles thermoplastiques étaient munies sur leur face tournée vers le matériau de l'ame, d'un enduit de colle de polyuréthanne. La fabrication du produit en plaques se produisait comme décrit dans l'exemple 1. Les plaques obtenues ne présentaient pas de zones marginales comme dans les plaques des exemples l, 2 et 3. Mais le matériau de l'amie était devenu cassant des deux côtés sur une épaisseur d'environ 2 mm. Dans ces couches fragilisées, la constitution de la structure cellulaire était perturbée. Le matériau de l'âme n'avait ici aucune solidité et il était émiettable (comme du sable). Les plaques ainsi obtenues étaient inutilisables. Bien entendu, diverses sodifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou aux procédés qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de fåbrication de plaques rigides obtenues par formage thermoplastique, en mousse organique, ces plaques présentant une ame de faible densité et des zones marginales de densité plus élevée, caractérisé en ce qu'on introduit un mélange réactionnel liquide, moussant, à élasticité lente, fournissant une mousse formable de façon thermoplastique, entre et dans des couches de recouvrement constituées de panneaux en mousse élastique au moins en partie a cellules ouvertes et de faible densité. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que les plaques sont réalisées dans un processus de fabrication continue. 3. Procédé- selon la revendication l, caractérisé en ce que les plaques sont réalisées dans un processus de fabrication discontinue. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications l, 2 ou 3, caractérisé en ce que les couches de recouvrement se composent de préférence de panneaux en mousse de polyuréthanne et/ou éventuellement de panneaux en mousse de polyéthylène expansé. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications l, 2 ou 3, caractérisé en ce que les panneaux de mousse formant les couches 3 de recouvrement sont insérés avec une densité brute de 20 a 200 kg/m 3 de préférence de 30 à 100 kg/m 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisé en ce qu'on utilise comme couches de recouvrement des panneaux de mousse qui sont munis de couches décoratives avant le procédé de fabrication des plaques. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise comme couches décoratives des feuilles de matière synthétique ou des produits plans textiles élastiques. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les plaques sont munies de couches décoratives pendant ou après le processus ultérieur-de formage thermoplastique. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et 8, caractérisé en ce qu'on utilise comme couches décoratives des feuilles de matière synthétique, des produits textiles plats ou des flocages de toutes sortes. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisé en ce que les couches de recouvrement sont utilisées comme couches à colle.