Brevet FR2287992A1 — publié le 19760514

L'invention est relative aux panneaux de construction composites à base de matériaux ligneux. De tels panneaux composites ont les applications les plus diverses et, en particulier, ils servent à constituer des caisses de transport de longue durée, telles que les containers et les caisses de véhicules utilitaires, plus particulièrement ferroviaires. Par "caisses de transport de longue durée", on entend ici les caisses qui peuvent être réutilisées un grand nombre de fois, par opposition aux caisses -d'emballage que l'on détruit en général au moins partiellement pour effectuer leur déchargement. Pour constituer les parois extérieures de ces caisses, c'est-à-dire les parois les plus exposées aux diverses actions destructrices (intempéries, chocs et autres), on remplace de plus en plus le bois massif par un contreplaqué protégé par des résines phénoliques et possédant de hautes qualités physiques. On sait qu'un contreplaqué est fabriqué à partir de placages de bois (hêtre ou bouleau, par exemple) d'excellente qualité et exempts de défauts tels que fissures, fentes, noeuds ouverts, etc.De plus, les plis sont réalisés par collage et jointage de placages élémentaires qui doivent souvent entre si larges qu'ils ne peuvent provenir que de la partie la meilleure des grumes. Les considérations qui précèdent s'appliquent non seulement aux parois de containers et véhicules utilitaires, mais aussi à d'autres applications pratiques que connaissent bien les spécialistes. L'invention a pour but d'utiliser des matériaux. ligneux qui soient disponibles en plus grande quantité et moins onéreux que les placages de bois, tout en conservant aux panneaux, sous une même épaisseur, les qualites physiques ou mécaniques exigées, notamment en ce qui concerne la résistance à la traction L'invention a plus particulièrement pour but d'utiliser à cet effet, comme matériaux ligneux, des panneaux de particules de bois (copeaux et analogues) agglomérées par des résines synthétiques, généralement phénoliques. Dans ce but, le panneau de construction composite, conforme à l'invention, est caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une vame en particules de bois collées par des résines synthétiques, avantageusement phénoliques, sur les deux faces de laquelle sont collées des feuilles de papier bakélisé superposées dont le poids (sans résine) par unité de surface est au moins égal à 350 g/m2 par face pour des panneaux composites de lOmm d'épaisseur, le minimum du poids de papier par unité de surface de chaque 'face étant une fonction croissante de cette épaisseur. C'est ainsi que ce minimum passe à 600 g/m2 pour des panneaux composites de 20mm d'épaisseur. Le poids de la résine imprégnant le papier est du même ordre de grandeur que le poids du papier, au moins pour les couches extérieures de celui-ci, Les feuilles de papier sont de préférence disposées de façon que leurs fibres soient orientes au moins en majeure partie dans la meme direction. Dans le cas des panneaux de véhicules et de containers, il s'agit de stratifier, sur les deux faces de l'aine en particules de bois agglomérées, une quantité suffisante de papier de façon à obtenir, pour le panneau composite, une résistance à la flexion équivalente à celle d'un panneau de memes dimensions en contreplaqué de hêtre. Cette quantité, qui est au moins égale à 600 g/m2 pour des panneaux composites de 20mm d'épaisseur, est généralement proche de 1000 g/m2 par face. On connaît déjà des panneaux de particules de bois agglo mérées-qui sont revêtus de papier bakélisé et que l'on emploie pour le coffrage des bétons, ainsi que des panneaux de particules de bois agglomérées qui sont revêtus de feuilles de papier-mélamine et que l'on emploie pour la fabrication de meubles. Mais, dans ce cas, le revêtement de papier enduit. de résine a uniquement pour but de donner une surface lisse au coffrage ou un aspect agréable au mobilier.La quantité de papier utilisée pour ces panneaux connus, qui est de l'ordre de 150 g/m2 par face (c'est-à-dire le quart du minimum fixé par la présente-invention pour des panneaux composites de 20mm d'épaisseur), ne fait d'ailleurs pas apparattre de différence notable avec le panneau non revêtu, en ce qui concerne les qualités physiques ou mécaniques exigées des panneaux decons- truction. l'invention, Pour fabriquer les anneaux de / on établit une âme de paticules de bois soit spécialement aux dimensions exigées pour le panneau composite, soit par découpage d'un panneau de particules standard, soit encore par assemblage et collage de morceaux de telt panneaux standard. On imprègne des feuilles de papier avec une résine phénoliques adaptée à la stratification à basse pression, on empile ces feuilles en nombre suffisant pour respecter la susdite limite inférieure de poids par unité de surface et, plus précisément, pour conférer au panneau composite les caractéristiques mécaniques recherchées et on stratifie ces feuilles de papier sur 1'-ame de particules par pressage et chauffage de l'ensemble des feuilles de papier imprégné et de l'Eme de particules.On utilise à cet effet une résine phénolique polymérisable à la température, de l'ordre de 150 C,babituellement utilisée pour la fabrication des laques de papier bakélisé mais avec une pression de 35 kg/cm2,au lieu des pressions aex à trois toi s supérieures qui sont habituellement utilisées dans la fabrication des plaques de papier bakélisé, car on a constat que les caractéristiques mécaniques des panneaux de particules se dégradent très rapidement lorsqu'on les soumet à des pressions supérieures à 35 kg/cm2. Selon une première variante, on réalise en une seule phase l'âme en particules de ois et son revêtement en papier bakélisé, par stratification directe des feuilles de papier imprégrié sur des particules de bois imprégnées de résine non durcie, en combinant les techniques de fabrication des panneaux de particules de bois et de fabrication de revêtements en papier bakélisé. selon une deuxième varian@e, on colle, à l'âme préfabriquée en particules de hois agglomérées, des plaques de papier bakélisé également préfabriquées. On obtient ainsi des panneaux composites qui ont un modale d'élasticité à la flexion et une résistance limite en flexion nettement plus élevés que ceux du panneau de particules nu de même @pa@sseur, d'est-à-dire des gualités mécaniques qui se rapprochent @e@@elles des pannea@@ en contreplaqué. En effet, conttairement a@@as des ca@reaux c@@@ux @cof@rage, mobilier), l'invention fait intervenir les faces en -eui-ies de papier bakélisé dans la résistance mecanique panneau composite et plus précisément dans sa ésistance à la traction et à la flexion. Lorsqu'il s'agit de facriquer des panneaux pour parois so@mises aux intempéries, telles que celles des containers de longue durée, on peut donner au papier de surface une composition appropriée et une teneur élevée en @ésine sur conférer au panneau composite la résistance à l'humidité nécessaire. Dans le même but, l'utilisa t-lr peut aussi enduire les surfaces de chant du panneau composite à l'aide d'une résine hydrofuge (type silicone) ou appliquer sur ces surfaces un ruban adhésif approprié (type silicone). L'invention va être maintenant expliquée plus en détail à l'aide des dessins annexés. La fig. 1 montre, en coupe transversale, un fragment de panneau composite établi conformément à l'invention. La fig. 2 montre une famille de courbes permettant de cnoi sir le poids de papier par unité de surface du panneau. Un tel panneau comprend une âme 1 en particules de bois collées et deux faces constituées chacune de plusieurs couches de papier bakélisé, telles que 2, 3, 4, 5 et 6 (fig. 1). La quantité de résine phénolique, dans les feuilles de papier extérieures 6, c'est-à-dire celles qui risquent d'entre exposées aux intempéries, est importante (poids pratiquement égal à celui des feuilles de papier 6) pour permettre la formation d'une pellicule étanche de protection.De même, la quantité de résine phénolique, dans les feuilles de papier intérieures 2, c'est-à-dire celles qui sont en contact direct avec l'aine 1, est importante (poids pratiquement égal à celui des feuilles de papier 2) pour permettre une bonne adhérence de cette feuille 2, et par conséquent de l'empilage de feuilles 2 à 6, avec l' me l. Au contraire, la quantité de résine dans les feuilles de papier intermédiaires 3 à .5 est faible (poids pratiquement égal à la moitié de celui des feuilles de papier 3 à 5) pour permettre -l- constitution- de couches de papier bakélisé de part et a autre du panneau de particules de bois 1. On détermine le nombre des feuilles de papier selon l'épaisseur du panneau composite et selon les caractéristiques mécaniques désirées. On a représenté, à la fig. 2, les valeurs de la résistance limite à la flexion or (exprimées en kg/mm2 et portées en abscis sesi d'un panneau composite, en fonction du poids de papier par unité de surface et par face P (exprimé en grammes/m2), et ceci pour des valeurs différentes de l'épaisseur du panneau. C'est ainsi que les courbes A, B et C correspondent respectivement à des épaisseurs de 10, 15 et 20 min. Sur chaque courbe, on a également porté des points a, b, c qui donnent, pour un contreplaqué de hêtre de même épaisseur, la valeur de la résistance à la flexion.En joignant les points tels que a, b, c, etc., on obtient une courbe L à gauche de laquelle, à épaisseur égale, les panneaux composites ont une résistance inférieure à celle des contreplaqués de hêtre et à droite laquelle les panneaux composites ont une résistance supérieure à celle des contreplaqués de hêtre. Pour déterminer le poids de papier-minimal, on n'a pas cherché des résistances limites à la flexion au moins égales à celles des contreplaqués en hêtre, mais on s'est contenté de doubler la résistance limite à la flexion du panneau de particules, comme on le voit pour le point M de la courbe A (épaisseur: lOmm) correspondant à P=350 g/m2 et pour le point N (épaisseur: 20mm) de la courbe C correspondant à P = 600 g/m2. Les feuilles de papier 6 situées en surface peuvent wetre colorées par imprégnation avant collage pour conférer à la paroi la couleur souhaitée. L'épaisseur et la nature de chaque feuille sont choisies également en fonction des qualités recherchées. On choisit en général un papier vierge à fibres longues et à forte résistance mécanique, les feuilles de papier de surface 6 ayant des charges les rendant moins perméables à l'humidité et étant imprégnées d'une résine épurée spécialement pour résister aux conditions atmosphériques extérieures. Il est possible d'ailleurs de constituer le panneau avec des feuilles extérieures telles que 6 qui soient différentes selon qu'elles sont destinées à être placées à l'intérieur ou à l'extérieur de la caisse de transport, ces feuilles pouvant être identifiées par exemple par une coloration différente. REVENDICATIONS 1 - Panneau de construction composite à base de matériau ligneux, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une~lme en particules de bois collées par des résines synthétiques, avantageusement phénoliques, sur les deux faces de laquelle sont collées des feuilles de papier bakélisé superposées dont le poids (sans résine) par unité de surface est au moins égal à 350g/m2 par face, pour des panneaux composites de 10 min d'épaisseur, le minimum du poids de papier par unité de surface de chaque face étant une fonction croissante de cette épaisseur. 2 - Panneau de construction selon la revendication l, caractérisé par le fait que le poids de papier par unité de surface est au moins égal à 600 g/m2 par face, pour des panneaux composites de 20 min d'épaisseur environ. 3 - Panneau de construction selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le poids de la résine imprégnant le papier est du meme ordre de grandeur que le poids du papier, au moins pour les couches extérieures de celui-ci. 4 - Caisse de transport de longue durée, telle que container et caisse de véhicules utilitaires, plus particulièrement fierro- viaires, caractérisée par le fait qu'au moins l'une de ses parois extérieures est constituée par au moins un panneau conforme à l'une quelconque des revendications l à 3 5 - Caisse de transport selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la quantité de résine est relativement importante dans les feuilles de papier intérieures et extérieures et relativement faible dans les feuilles de papier intermédiaires. 6 - Caisse de transport selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le poids de résine dans les feuilles de papier intérieures et extérieures est du meme ordre de grandeur que celui de ces feuilles et que le poids de résine dans les feuilles de papier intermédiaires est du meme ordre de grandeur que la moi- tié de celui de ces feuilles. 7 - Procédé de fabrication d'un panneau de construction conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on imprègne des feuilles de papier avec une résine phénolique adaptée à la stratification à basse pression, qu'on empile ces feuilles en nombre suffisant pour respecter la susdite limite inférieure de poids par unité de surface, et qu'on stratifie ces feuilles de papier sur l'Eme de particules par pressage et chauffage de l'ensemble des feuilles de papier imprégné et de l'âme de particules, la pression utilisée lors de cette dernière opération étant de l'ordre de 35 kg/cm2.