Brevet FR2299155A1 — publié le 19760827

La présente invention est relative aux matériaux du genre destiné à constituer 1'âme des structures "sandwich ", ainsi qutà leur procédé de préparation. Elle concerne plus particulièrement, parmi de tels matériaux, ceux qui permettent une rigidité et une solidité snéliorées de grandes surfaces planes ou galbées, éventuellement autoportantes, et qui sont susceptibles d'être employés dans le bâtiment, l'ameublement, la construction navale et aéronautique, l'isolement thermique, etc... Les matériaux utilisés jusqu'à ce jour pour de tels usages sont surtout les mousses de polyuréthane et de chlorure de polyvinyle, le bois, le balsa, les structures "nid d'abeilles" etc... Ces matériaux sont relativement cners et d'un approvisionnement souvent aléatoire. Ils ne présentent pas toujours la résistance aux intempéries et aux micro-orgglismes ni les qualités mécaniques qui seraient nécessaires dans certaines nouvelles réalisations. En outre, leur mise en qeuvre est parfois délicate, ou même impossible, sur certaines surfaces galbées de ormes complexes. L'invention a pour but surtout de pallier les inconvénients précédents en proposant un procédé de préparation d'un matériau susceptible d'entre fabriqué à partir de matières premières moins chères et plus courantes sur le marché, voire même à partir de produits de récupération. Le matériau obtenu est fortement anisotrope, ce qui le rend particulièrement apte à constituer l'âme d'une structure "sandwich". I1 présente une bonne résistance à l'humidité et une masse volumique apparente intéressante. Son prix de revient est avantageux, sa mise en oeuvre aisée et sa fabrication assez simple pour être éventuellement réalisable par l u.i- lisateur lui-meme. En outre, seul ou associé à d'autres matériaux, il peut servir d'isolant thermique. Suivant l'invention, un procédé de préparation d'un matériau destiné à constituer l'âme d'une structure "sandwich" consiste à partir d'une couche d'un matériau de base présentant une forte courbure dans une première direction et une courbure quasi nulle dans une seconde direction perpendiculaire à la première, ces deux directions étant situées dans le plan de la couche à superposer un certain nombre de ces couches et à imprégner à coeur le bloc obtenu avec une matlère liquide appropriée, ces deux opérations pouvant être simultanées,à égoutter et à laisser se solidifier ladite matière, à débiter ledit bloc parallèlement puis perpendiculairement à ladite seconde direction, et à recouvrir notamment l'une au moins des deux faces des tranches obtenues avec une couche de papier fin par l'intermédiaire d'un liant approprié. Le matériau de base peut être du carton ondulé ou des tubes fins, dont des couches sont empilées ou enroulées pour constituer ledit bloc, sous forme d'empilement ou de rouleau. Dans le cas où le matériau de base est constitué par des tubes fins, on peut déposer une couche de ces tubes sur un support, qui peut être de la toile, des fils ou un film d'un matériau approprié, l'ensemble étant ensuite enroulé pour constituer ledit rouleau. La matière liquide peut être une résine ou un adhésif, et le liant peut être une, et éventuellement la même,résine. Encore suivant l'invention, un matériau préparé suivant le procédé ci-dessus, est constitué par une tranche d'un bloc, imprégné à coeur d'une matière liquide appropriée, formé par la superposition d'un certain nombre de couches d'un matériau de base présentant une forte courbure dans une première direction et une courbure quasi nulle dans une seconde direction perpendiculaire à la première, ces deux directions étant situées dans le plan de la couche, le plan de ladite tranche étant lui-même perpendiculaire à ladite seconde direction, ladite tranche étant recouverte notamment sur l'une au moins de ses faces avec une couche de papier fin par l'intermédiaire d'un liant approprié. Toujours suivant l'invention, dans une structure sandwich dont l'âme est constituée par le matériau ci-dessus, ladite tranche dudit matériau, notamment recouverte sur l'une au moins de ses faces avec une couche de papier fin, est recouverte sur ses deux faces avec des parements en résine, la résine pouvant pénétrer dans les espaces libres du matériau de base par la face au moins de ladite tranche éventuellement non recouverte de papier fin. Dans une telle structure "sandwich", la matière liquide d'imprégnation du matériau de base, le liant servant d'intermédiaire entre la couche de papier fin et le matériau de base, et les parements peuvent être constitués par une seule et même résine. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un matériau conforme à l'invention muni d'une couche de papier fin. La figure 2 est une vue en coupe schématique d'un matériau conforme à l'invention muni de deux couches de papier fin. La figure 3 est une vue schématique montrant la réalisation d'un empilement de carton ondulé. La figure 4 montre le débitage d'un empilement en madriers. La figure 5 montre la réalisation d'un rouleau de carton ondulé. La figure 6 montre le débitage dtun rouleau en madriers. La figure 7 montre le débitage d'un madrier en tranches. La figure 8 montre schématiquement le collage d'une couche de papier fin sur l'une des faces d'une tranche. La figure 9 est une vue en coupe schématique d'une structure "sandwich" conforme à l'invention dont 1'âme est revê- tue sur ses deux faces par une couche de papier fin. La figure 10 est une vue semblable à la figure 9, mais où une seule face de l'âme est revêtue de papier fin. La figure 11 montre schématiquement la réalisation d'un empilement à partir de tubes fins, et la figure 12 montre schématiquement la réalisation d'un rouleau à partir de tubes fins. Comme on le voit aux figures 1 et 2, le matériau conforme à l'invention, est destiné à constituer l'même d'une structure sandwich, se présente sous forme de plaques I d'épaisseur relativement faible tranchées perpendiculairement aux cannelures telles que 3 d'un madrier dans lequel ces cannelures 3 occupaient la direction longitudinale. L'une des faces (Fig.l) ou les deux faces (Fig. 2) de la plaque 1 peuvent être revêtues d'une couche de papier fin 5 qui obstrue les orifices des cannelures 3. Comme on le voie aux figures 3 à 6, les madriers peuvent être préparés à partir de carton ondulé 7, soit sous forme d'empilements 9 (Fig. 3 et 4), soit sous forme de rouleaux 11 (Fig. 5 et 6). Ces empilements 9, ou ces rouleaux 11, sont alors imprégnés à coeur avec une résine appropriée et cette imprégnation leur apporte une rigidité nettement accrue par rapport au carton initial 7 non imprégné. Après égouttage et solidification de la résine, ces empilements 9 ou rouleaux 11 sont débités en madriers .13 (Fig. 4 et 6) dans le sens des cannelures 3. Comme on le voit à la figure 7, ces madriers 13 sont ensuite découpés en tranches 1 perpendiculairement aux cannelures 3 et ce sont ces tranches 1 qui sont revêtues d'au moins une couche 5 de papier fin comme on l'a vu aux figures 1 et 2. Comme on le voit à la figure 8, la couche 5 de papier fin peut être collée en continu sur une face des tranches 1 par passage entre deux rouleaux 15 et 17, le rouleau 17 coopérant avec un autre rouleau 19 pour entralner une bande 21 qui déplace les tranches 1. Comme on le voit à la figure 9, les couches 5 de papier fin servent à obstruer les extrémités des cannelures 3 pour que ces cannelures ne se remplissent pas de la résine 23 qui constitue les parements de la structure "sandwich", ce qui alourdirait la structure finale et en augmenterait le prix. Cependant, et comme on le voit à la figure 10, on peut désirer, pour des raisons particulières, que la résine 23 pénètre dans les cannelures 3 par l'une des faces de la plaque : dans ce cas, on supprimera la couche 5 de papier fin sur cette face (ici, la face inférieure), mais on la maintiendra sur l'autre face. Il est à noter que la résine d'imprégnation des blocs 9 ou 11 de carton ondulé, celle qui sert à coller le papier fin 5 et celle qui constitue les parements 23, peuvent être une seule et même résine, ce qui améliore considérablement llaccro- chage de l'âme de la structure "sandwich". En outre, pour obtenir une résistance et une densité souhaitées, on peut jouer sur l'épaisseur du papier qui constitue le carton ondulé, sur la nature de ce papier et de la résine, ainsi que sur la dimension des cannelures du carton. Comme on le voit aux figures 11 et 12, au lieu-de partir de carton ondulé comme matériau de base, on peut utiliser des tubes fins ou chalumeaux 25, de section constante ou non, régulière ou non, collés entre eux par une colle ou un adhésif 27 appropriés, découpés, tranchés et revêtus de papier fin comme pour le carton ondulé. Les tubes 25 peuvent être de matières diverses, voire de récupération. Comme on le voit à la figure 11, on peut préparer des empilements analogues à ceux de la figure3 pour le carton ondulé, erl entassi les chalumeaux ') dans (les moules 29 à partir d'un plan incliné mobile 31 qui les répartit sous un jet d'adhésif 27 provenant d'un pistolet 33. Comme on le voit à la figure 12, on peut également préparer des rouleau 35, analogues à ceux de la figure 5 pour le carton ondulé, en laissant tornher les chalumeaux 25 d'une trémie 37 sur un support 39 qui peut être constitué par de la toile, des fils ou un film en matière appropriée. Le support 39 peut provenir d'un rouleau 41 qui se dévide pendant que le rouleau 35 s'enroule, sous 1'entralnement d'une bande 43 animée par des rouleaux 45 et 47. L'empilement de la figure Il et le rouleau 35 de la figure 12, subissent ensuite respectivement des sorts identiques à ceux de l'enroulement et du rouleau des figures 3 et 5, c'està-dire qu'ils sont découpés en madriers comme à la figure 4 ou 6, puis en tranches comme à la figure 7, et que ces tranches sont éventuellement revêtues de papier fin comme à la figure 8, puis placées en "sandwich" entre des parements de résine comme à la figure 9 ou 10. Quel que soit le mode d'obtention des tranches, leur épaisseur peut être choisie en fonction de la dimension des surfaces à rigidifier ou de l'isolement thermique désiré. La dimension des tranches peut être adaptée à la complexité de la surface à garnir. Ce matériau qui fait l'objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où une structure "sandwich" est nécessaire. I1 permet une économie importante par rapport aux matériaux traditionnels. La variété de rigidités et de résistances qu'il est possible d'obtenir de façon simple avec ce matériau lui permet d'entrer dans les constructions qui nécessitent de grandes surfaces rigides et solides, voire autoportantes : panneaux et planchers pour le bâtiment, ameublement, renforcement de coques et de ponts de navires, cloisons et structures d'avion, panneaux d'isolement thermique, etc.. . Par ses bonnes caractéristiques mécaniques, il peut favoriser la création de matériels ou d'objets qu'il est impossible ou trop coûteux de réaliser autrement. I1 va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de préparation d'un matériau destiné à constituer l'ne d'une structure "sandwich", caractérisé en ce qu'il consiste à partir d'une couche d'un matériau de base présentant une forte courbure dans une première direction et une courbure quasi nulle dans une seconde direction perpendiculaire à la première, ces deux directions étant situées dans le plan de la couche, à superposer un certain nombre de ces couches et à imprégner à coeur le bloc obtenu avec une matière liquide appropriée, ces deux opérations pouvant être simultanées, à égoutter et à laisser se solidifier ladite matière, à débiter ledit bloc parallèlement puis perpendiculairement à ladite seconde direction et à recouvrir notamment l'une au moins des deux faces des tranches obtenues avec une couche de papier fin par l'intermédiaire d'un liant approprie. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau de base est du carton ondulé. 3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau de base est constitué par des tubes fins. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bloc est un empilement de couches dudit matériau de base. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bloc est un rouleau obtenu par enroulement d'une couche dudit matériau de base. 6.- Procédé suivant la revendication 5, dépendante de la revendication 3, caractérisé en ce que ladite couche de tubes fins est disposée sur un support, l'ensemble étant ensuite enroulé pour constituer ledit rouleau. 7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support est constitué par de la toile. 8.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support est constitué par des fils. 9.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit support est constitué par un film d'un matériau approprié. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite matière liquide est une résine. 11.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite matière liquide est un adhésif. 12.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit liant est une résine. 13.- Procédé suivant l'une des revendications 1l 10 et 12, caractérisé en ce que ladite matière liquide et ledit liant sont constitués par la même résine. 14.- Matériau destiné à constituer lame d'une structure "sandwich" et préparé suivant le procédé et l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il est constitué par une tranche d'un bloc, imprégné à coeur d'une matière liquide appropriée, formé par la superposition d'un certain nombre de couches d'un matériau de base présentant une forte courbure dans une première direction et une courbure quasi nulle dans une seconde direction perpendiculaire à la première, ces deux directions étant situées dans le plan de la couche, le plan de ladite tranche étant lui-même perpendiculaire à ladite seconde direction, ladite tranche étant recouverte notamment sur l'une au moins des faces avec une couche de papier fin par l'intermédiaire d'un liant approprié. 15. - Structure "sandwich1, comportant une "ame en un matériau suivant la revendication 14, préparé suivant l > 'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que ladite tranche dudit matériau, notamment recouverte sur l'une au moins de ses faces avec une couche de papier fin, est recouverte sur ses deux faces avec des parements en résine. 16.- Structure suivant la revendication 15, caractérisée en ce que ladite tranche n'est recouverte de papier que sur l'une de ses faces, la résine du parement qui recouvre son autre face pénétrant dans les espaces libres dudit matériau de base. 17.- Structure suivant la revendication 15, caractérisée en ce que ladite matière liquide d'imprégnation dudit matériau de base, ledit liant servant d'intermédiaire entre ladite couche de papier fin et ledit matériau de base, et lesdits parements sont constitués par une seule et même résine.