Brevet FR2318735A1 — publié le 19770218

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'éléments de construction; plus particulièrement, elle concerne un procédé de fabrication de panneaux sandwich de faible épaisseur et bonne planéité à âme en mousse chargéevexpansée, à parements minces, ainsi que les différents éléments obtenus par ce procédé. Différents procédés sont actuellement utilisés pour la fabrication de ce type de panneau Les plus répandus sont les procédés d'injection à l'horizontale soit en continu soit discontinu. Dans le cas de la fabrication en continu,le leparement in férieur est déroulé horizontalement,le produit expansible est injecté en nappe sur celui-ci,la lacharge est ajoutée et le parement supérieur est déroulé au-dessus.la conformation de l'épaisseur est obtenue par passage de l'ensemble entre des rouleaux ou tapis roulants. Dans le procédé discontinu > le parement inférieur est disposé dans un moule formant un cadre, la matière expansible est in jectée > lacharge est ajoutée, le parement supérieur est appliqué au-dessu##.La conformation de l'épaisseur est obtenue par pressage. En général, plusieurs étages de panneaux et de moules sont pressés simultanément.Les figures la et lb illustrent le procédé de fabrication discontinu par injection horizontale.ta figure la montre un panneau avant expansion en cours de rabrication, injection du liquide expansible 4, dépôt de la charge 2 et application du parement supérieur 5.La figure lb montre le panneau de la figure la après expansion et démoulage.Dans ce cas,des cannes d'injection I du liquide expansible 4 doivent entre introduites dans le moule avant la charge et le recouvrement par le parement supérieur 3. Dans tous les cas relatifs à l'injection à l1horizontale > l'expan- sion du liquide 4 doit combler l'épaisseur totale du panneau partant du parement inférieur vers le parement supérieur et ceci à travers une charge en général de structure nodulaire, à base de silice, d'argile ou de verre expansé. Dans l'un et l'autre cas,la charge telle qu'elle est déposée ne doit pas dépasser ni même atteindre le plan de la face inférieure du parement supérieur 2 puisque l'inégalité de sa surface nécessite une certaine garde gl permettant son recouvrement sans écrasement par le parement supérieur. Cette garde, par la flottabilité de la charge, se retrouve donc à la partie basse du panneau, g2 > après réaction du liquide expansible et formation de la mousse de remplissage du panneau sandwich. On obtient donc un produit de densité hétérogène dans son épaisseur; ou, le parement inférieur 5 est mal contrebalanc~ par le parent supérieur par suite de l'altération des cellules due au cheminement de celles-ci à travers toute l'épaisseur de la charge nodulaire.De plus, cette altération des cellules ne permet pratiquement pas d'économie sur la quantité de produit à injecter bien que, du fait de la charge, le volume libre puisse eAtre réduit de l'ordre de 60 %. En effet, on constate un double effet thermique et mécanique s'opposant à la libre expansion des composants exothermiques de la mousse; la longueur du cheminement à travers la charge altère les cellules; l'endothermie de la charge altère leur développement (une charge préalablement portée à la température exothermique de la mousse provoque l'éva- portion prématurée des agents gonflants sous forme liquide).D'autre part, le déplacement de la charge du bas vers le haut,tel qu'indiqué par la flèche, sous la poussée de la mousse lors de l'ex- pansion tend à plaquer les nodules sur le parement supérieur provoquant ainsi sa déformation si son épaisseur n'est pas suffisante pour s'opposer à cette contrainte et à former des boursouflures 7. De plus, ce parcellement de la surface de contact supérieure nuit considérablement à l'adhérence de l'âme sur le parement et provoque le déséquilibre du contrebalancement de l'ensemble. Par ailleurs, les procédés d'injection à l'horizontale ne permettent pas un dégazage correct du volume à combler. En effet, des nappes d'air 6 restent emprisonnées sous le parement supérieur et provoquent un cloquage de celui-ci si sa résistance n'est pas suffisante pour s'opposer à la poussée. Ces procédés d'injection qui restent valables dans le cas de panneaux lourds à parements épais en fabrication discontinue, sont également employés en continu pour l'élaboration de garnissages bruts sans prétentions esthétiques, à parements minces. Dans tous les cas, les produits obtenus par ces procédés doivent être repris en usinage et subir des opérations de finition ou d'habillage des parements lorsqu'une bonne présentation doit être envisagée. Un objet de la présente invention est de prévoir un procédé de fabrication de panneaux comportant une âme en mousse expansée,déposée par injection verticale,chargée, rigide, dans un cadre injecté en une mousse dure, usinable > permettant la fixation ou l'insertion d'éléments d'assemblage, de translation, rotation ou verrouillage. Un autre objet de la présente invention est de réaliser des panneaux minces à partir de parements minces ne nécessitant pas d'opération de- #finition ou d'habillage pour être utilisés comme revêtements extérieurs. Pour la réalisation des objets de la présente invention, on prévoit de disposer les parements du panneau verticalement dans un moule ouvert et permettant l'introduction d'une tête de mélange mobile d'alimentation destinée à enduire progressivement, de façon symétrique, la face interne de chaque parement d'une couche de matière expansible, sensiblement uniforme. Cette tête de mélange est montée en bout d'une canne dont la longueur correspond à celle du panneau à injecter. Selon une réalisation plus particulière, les parements sont disposés dans un moule ouvert à sa partie supérieure et la canne d'alimentation est introduite dans le moule de façon à enduire progressivement et simultanément chaque parement à partir de sa partie inférieure et en remontant le long de celui-ci tout en déversant en pluie des billes d'éléments de charge pendant la montée progressive de la canne d'alimentation dans le moule. Selon une autre caractéristique de la présente invention, on prévoit de maintenir les parements dans le moule au moyen de profils ménageant un espace entre les parements au bord du panneau, cet espace étant ultérieurement partiellement rempli avec une mousse dure permettant la fixation d'éléments d'assemblage ou analogues. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la canne d'alimentation permettant d'enduire les parements est équipée au voisinage de son extrémité de deux groupes d'ouvertures opposées, chaque groupe d'ouvertures permettant l'injection de matière expansible à l'état non expansé sur la face interne dupa- rement correspondant, la canne étant animée d'un mouvement latéral alternatif pendant son déplacement longitudinal dans le moule. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront mieux au cours de la description qui suit d'un exemple particulier de réalisation de la présente invention en liaison avec les dessins parmi lesquels La figure la est une vue partielle en coupe montrant un panneau, avant expansion, réalisé par un procédé d'injection horizontal selon l'art antérieur. La figure lb est une vue partielle en coupe montrant le panneau de la figure la après démoulage. La figure 2 est une coupe schématique d'un dispositif permettant la réalisation de la présente invention, selon un plan parallèle au parement du panneau à réaliser (ligne Il-Il de la figure )). La figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 illustre la fabrication du panneau par le procédé d'injection verticale selon la présente invention montrant en détail, à une échelle agrandie la partie h de la figure 3 > avant expansion. La figure 5 représente une; coupe du panneau fabriqué selon la figure 4, montrant sa section suivant son épaisseur, après démoulage. La figure 6 est une coupe analogue à celle de la figure 3 après formation de l'âme du panneau et réalisation d'un cadre, les profils de formation du cadre étant toujours en place. La figure 7a est une vue en perspective, partiellement coupée, d'un panneau selon la présente invention destiné à former une porte, après le démoulage, après la première phase de sa fabrication et avant l'injection du cadre extérieur en mousse dure; et La figure 7b est une vue en perspective, partiellement coupée d'une porte plane obtenue après l'injection du cadre extérieur autour du panneau de la figure 7a et l'incorporation de supports de fiches paumelles et de supports de serrure dans le cadre extérieur. En référence aux figures 2,- 3 et 4, et selon une réalisation de la présente invention,les lesparements 8 et 9 du panneau à réaliser sont disposés à l'intérieur d'un moule en deux parties 10 et 11 et maintenus le long de leurs bords latéraux et de leur bord inférieur par des profils gonflables 12, 13 et 14. On entend par "profil gonflable" des dispositifs comprenant des éléments de profil mobiles les uns par rapport aux autres et pouvant être soumis à une pression interne P tendant à écarter les différents éléments de profil de façon à appliquer ceux-ci contre la face interne des parements et délimiter ainsi un espace étanche vis-à-vis des produits injectés par la suite.Les éléments de moule 10 et 11 sont équipés sur leur face externe d'un dispositif (non représenté) permettant d'une part d'appliquer des parements 8 et 9 sur les profils gonflables 13 et 14 et d'autre part de maintenir ceuxci sur toute leur surface selon un écartement prédéterminé lors de l'expansion de la mousse. Lorsque ces éléments sont mis en place, une canne d'alimentation 15 est introduite jusque dans la partie inférieure de l'espace compris entre les parements 8 et 9, cette canne permet l'alimentation simultanée des composants chimiques de la mousse et comporte à son extrémité des injecteurs permettant de diriger le mélange de matière expansible vers la surface interne des parements 8 et 9 selon des faisceaux 16 et 17.Pendant l'inJection, la canne dtinjection est soumise d'une part à un mouvement de remontée pas à pas et d'autre part à un mouvement latéral alternatif de telle sorte que son extrémité suit un mouvement en zigzag représenté par le trait mixte 18 sur la figure 2. la face interne des parements 8 et 9 est ainsi enduite de façon continue avec un mélange expansible. Pendant l'injection, on introduit dans l'espace entre les parements 8 et 9, des billes de charge 2 qui tombent dans le moule suivant le sens indiqué par les flèches de la figure 2 sur la couche de mousse déjà expansée et sont prises par la mousse qui s'expanse à partir de chacun des parements. On notera que, au fur et à mesure de la montée de la canne d'inåection, la mousse déjà injectée dans la partie inférieure commence à s'expanser et bouche l'espace compris entre les parements; les billes d'élément de charge qui sont introduites en pluie se répartissent régulièrement au fur et à mesure de la montée de la canne d'alimentation, avec un décalage de niveau initial, mais à la même vitesse que celle-ci.Lorsque la canne arrive à un niveau sensiblement voisin du bord supérieur du moule, elle est retirée et rincée et un profil gonflable analogue au profil 14 est mis en place à la partie supérieure du moule pour que l'expansion de la mousse soit limitée du coté supérieur comme pour les autres côtés. On remarquera à ce propos que les profils gonflables déterminent un espace au bord des parements 8 et 9 qui restera vide lorsque les profils seront retirés. On peut ainsi modifier la forme de l'âme du panneau en donnant à la surface interne des profils gonflables de toute forme désirable.Ainsi, dans le cas où le panneau est destiné à servir de porte plane, on peut prévoir sur l'un des profils gonflables une fausse serrure 19 destinée à ménager dans l'âme du panneau une cavité pour la mise en place de la serrure de la porte. Dans la figure 4,les lesflèches D montrent la direction sui- vant laquelle s'effectue le dégazage dans le procédé selon la présente invention. Il est clair que, compte-tenu du sens du dégazage, les gaz et les poches d'air ne resteront pas emprisonnés sous la paroi du parement supérieur,comme cela est le cas avec le procédé de l'art antérieur (voir la figure lb). La figure 4 montre également le sens de l'expansion (flèches % ,EG).L'expansion du liquide déposé par les jets 16 et 17 se faisant sensiblement symétriquement, lalimite de l'expansion des quantités de liquide déposées par ces Jets se situe sensiblement dans une zone M, approximativement dans le plan médian du panneau suivant le sens de l'épaisseur. Ces actions d'expansion respectives évitent l'inconvénient signalé dans le procédé d'injection horizontale et illustré en figure lb,à savoir,le déplacement de la charge vers le haut contre le parement supérieur avec la déformation de celui-ci et le défaut d'homogénéité de l' & e du panneau obtenu qui en résultaient.La figure 5 montre le panneau obtenu par le procédé selon la présente invention,en coupe,suivant son épaisseur et fait ressortir les améliorations obtenues susmentionnées: - répartition équilibrée de la charge et de la mousse expansée suivant l'épaisseur de l'âme du panneau, la charge restant aggloméréeetécartée uniformément (a - a) des parements droit et gauche; - absence de bulles non dégazées (b); - bonne planéité des parements (c); - bonne adhérence, équivalente sur les deux parements. Lorsque le moule a été fermé pendant un temps suffisant pour une expansion complète de la mousse et sa stabilisation par tielle, le moule est ouvert et le panneau est évacué. A ce stade, la configuration du panneau est, par exempleveelle représentée dans la figure 7a > qui représente un mode de réalisation du panneau destiné à faire une porte plane,après stabilisation de la mousse de l'âme et après démoulage. On peut alors prévoir l'injection d'un cadre en mousse expansée dure > comme on va maintenant le décrire en liaison avec les figures 6 et 7b. Sur la figure 6, on a représenté un panneau destiné à faire une porte dont l'amie a été préalablement réalisée selon le procédé décrit ci-dessus et qui comporte un cadre en mousse dure réalisé après remise en place dans un moule comportant des éléments latéraux 10 et 11 et délimité cette fois sur les côtés par des profils gonflables dont la surface intérieure est complémentaire de la surface extérieure du cadre du panneau à réaliser. Pour le cas représenté, les profils gonflables 20 et 21 ont une surface intérieure permettant de réaliser une double feuillure sur une porte. Ces profils s'engagent entre les parements 8 et 9 de façon à laisser un espace entre l'âme déjà réalisée et la surface interne des profils gonflables. On a ainsi un espace annulaire réalisé autour de l'âme par les profils supérieur et inférieur 20 et 21 et les profils latéraux #(non représentés). Chacun des profils gonflables peut avoir une surface interne particulière pour tenir compte de la forme externe définitive du cadre du panneau à réaliser. Un matériau expansible est injecté dans cet espace de façon à réaliser un cadre en mousse expansée dure.On notera à ce propos que les profils gonflables réalisent avec la surface interne des parements 8 et 9 un joint étanche au matériau expansible mais non étanche à l'air. Il sera donc possible d'introduire le matériau expansible devant former la mousse dure en un point de l'espace annulaire et celui-ci se répandra à l'état non expansé tout autour de l'âme du panneau avant de s'expanseur pour réaliser le cadre. De même que pour les profils 12, 13 et 14, on peut pré- voir pour les profils 20 et 21 toute forme appropriée de façon à ménager dans le cadre des panneaux des cavités nécessaires à son utilisation ultérieure. Lorsque la mousse du cadre a atteint un degré de dureté suffisant, le moule est ouvert et le panneau est évacué vers un poste de détourage où les bords des parements 8 et 9 non réunis par la mousse sont affleurés pour donner au panneau sa forme définitive. On a représenté en figure 7b une vue en perspective d'une porte plane obtenue à partir du panneau de la figure 7a par le procédé selon la présente invention, coupée par endroits se Ion un plan parallèle à l'un des parements. Cette porte comporte une âme 22 en mousse contenant des éléments de charge et un cadre 23 en mousse dure. On remarquera que l'âme 22 a été réalisée avec des profils gonflables ménageant un contour 25 pour l'emplacement de la ser rure et des contours 26 et 27 pour la mise en place de moyens pour la rotation de la porte tels que des fiches paumelles.Le cadre en mousse dure est lui-même prévu avec une cavité 28 pour recevoir la serrure; des inserts 29 ont également été mis en place dans les cavités 26 et 27 préalablement à l'injection de mousse dure pour permettre par la suite une mise en place instantanée des fiches paumelles. Des inserts 30 ont été incorporés également pour la fixation de la serrure dans les parois latérales de la cavité 28. Dans le cas où la mousse expansée formant l'âme du panneau serait susceptible d'un retrait ou d'une expansion après sa sortie du moule, le panneau pourra être stocké préalablement à la formation du cadre en mousse dure de telle sorte qu'il prendra son épaisseur définitive avant l'injection du cadre en mousse dure. Ainsi, lors de l'injection du cadre en mousse dure, le panneau sera stable et aucune déformation ntapparattra sur la surface des parements même si ceux-ci sont très minces. On a représenté dans les figures 7a et 7b un panneau dont le cadre a été formé pour réaliser une porte; il est clair que le cadre pourra entre réalisé de façon à donner au panneau une forme finale permettant de l'utiliser,selon toute manière souhai table,au moyen de tout élément d'assemblage approprié. Le procédé selon la présente invention a été décrit à propos d'un moule. On notera cependant que le procédé peut être réalisé successivement dans plusieurs moules; en particulier, on peut prévoiruncarrwsel comportant une série de moules supportés de façon appropriée pour être amenés successivement à un poste de chargement de parements, un poste d'inspection de l'âme, un poste d'attente pour l'expansion, un poste d'injection du cadre, un poste de déchargement et de nettoyage, les moules nettoyés étant prêts pour un nouveau cycle. Dans le cas d'un stockage entre la réalisation de l'âme et la réalisation du cadre en mousse dure on-peut prévoir deuxcamousels,l'une servant à la réalisation de l'âme et l'autre à la réalisation du cadre. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication de panneau à âme expansée contenant des éléments de charge, caractérisé en ce que, après avoir disposé les parements dans un moule, on enduit symétriquement les faces internes des parements avec un mélange de matériau expansible et d'agent moussant. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant l'injection de mélange expansible, des parements sont maintenus en position verticale. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pendant ltinåection, les parements sont maintenus dans le moule par des profils disposés sur les bords latéraux et le bord inférieur des parements et en ce que la canne d'injection du mélange expansible est introduite jusque dans la partie inférieure de ltes- pace compris entre les parements et puis remontée pas à pas au cours de l'injection tout en étant simultanément soumise à un mouvement latéral alvernatif, un quatrième profil étant disposé à la partie supérieure du moule lorsque l'injection est terminée et avant expansion totale du mélange expansible. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 35 caractérisé en ce que des éléments de charge sont introduits entre les parements pendant ltinjection de mélange expansible. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que, après réalisation de 1 t ame du panneau, un cadre en mousse dure est injecté entre les parements autour de T arme du panneau. 6 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments de moules verticaux, des profils disposés de façon à appliquer les parements du panneau à réaliser contre les éléments de moule et une canne d'alimentation disposée de façon à pouvoir se déplacer entre les parements maintenus dans le moule. 7 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la canne d'alimentation comporte deux jeux d'ouvertures d'injection opposés, disposés de façon à pouvoir injecter le mélange expansible de façon symétrique sur la surface interne des parements du panneau à réaliser. 8 - Panneau à ame expansée comportant des éléments de char ge, caractéri sé en ce que, au voisinage de chaque parement, l'ame expansée comporte une zone sensiblement exempte d'éléments de charge. 9 - Panneau selon la revendication 8, caractérisé en ce que les zones exemptes d'élément de charge au voisinage de chaque parement sont sensiblement égales. 10 - Panneau selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un cadre en mousse dure autour de l'âme en mousse expansée contenant des éléments de charge.