Brevet FR2422494A1 — publié le 19791109

L'invention concerne un nouveau matériau composite et un procédé de fabrication de ce nouveau matériau ; elle s'étend, à titre d'application non limitative, à des grilles de criblage ou analogues réalisées avec ce nouveau matériau, ainsi qu'à un procedé de fabrication de ces grilles. Les grilles de criblage appelées à etre fixées sur des châssis de crible dans les gravières, carrières, etc. doivent satisfaire à plusieurs imperatifs, et notamment posséder des durées de vie importantes et reduire le niveau sonore des chocs de matières sur celles-ci. Ces dernières années, les grilles en caout =houx de haute résistance à l'abrasion ont remplacé les grilles en acier car elles répondent mieux à ces impératifs. Toutefois, ces grilles en caoutchouc présentent un défaut majeur : en raison de leur élasticité, elles ont tendance à battre pendant le fonctionnement ; pour supprimer toute possibilité de battement, il est nécessaire de réaliser un bridage de ces grilles qui conduit à modifier à cet effet le châssis de crible et à prévoir des matériels accessoires de bridage , le temps de mise en place d'une grille sur le châssis en est notablement augmenté et le coût d'une grille posée s'en trouve notablement accru ; de plus, le bridage entraine une perte non négligeable de la surface utile de criblage. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir une grille présentant les avantages des grilles en caoutchouc sans en avoir les inconvénients. Un objectif de l'invention est en particulier de fournir une grille de longue durée de vie, peu onéreuse et non sujette à des mouvements de battement. Dcune façon plus générale, l'invention vise un nouveau matériau composite permettant d'atteindre ces objectifs dans le cas des grilles de criblage, mais susceptible dsêtre utilisé avantageusement dans d'autres applications en raison de ses propriétés spécifiques. Selon l'invention, le procédé de fabrication de ce nouveau matériau composite consiste à couler sur une couche dtélastomère une matière synthétique polymérisable à base de polyéther ou polyester, portée à une température appropriée pour se présenter sous forme de liquide visqueux, à assurer la polymérisation in situ du polyéther ou polyester sur la couche d'élastomère en portant l'ensemble à une température adaptée, et à laisser re froidir l'ensemble après polymérisation. La couche d'élastomère peut être réalisée à artir d'un caoutchouc naturel vulcanisé sous pression dans des conditions propres à lui conférer une haute résistance à la rupture et à l'abrasion. La matière synthétique utilisée peut être à base de polyuréthane, portée à une température approximativement comprise entre 85" C et 1150 C pour la couler sur la couche d'élastomère ; la polymérisation est réalisée à une température plus basse, approximativement comprise entre 502 C et 900 C, pendant 5 à 8 heures, ce qui évite toute modification des caractéristiques initiales de la couche de caoutchouc. On constate que, dans ces conditions, la couche de polyester s'associe intimement à la couche d'élastomère avec une adhérence très élevée, supérieure à la résistance au déchirement de chacun de ces matériaux. On obtient ainsi un matériau composite du type de celui constituant l'échantillon déposé, qui réunit de nombreux avantages qu'aucun matériau actuel n'est apte à fournir (qualités d'amortissement, résistance élevée à la rupture et à l'abrasion, très faible coefficient d'allongement sous tension, état de surface, etc.). Par ailleurs, conformément à la présente invention, le procédé de fabrication d'une grille de criblage au moyen de ce matériau composite consiste à perforer préalablement la couche d'é- lastomère d'une pluralité de lumières, à disposer dans chaque lumière un noyau de réservation dépassant au-dessus de la couche d'e- lastomère, à disposer en bordure de la couche des armatures de fixation, à couler au-dessus de ladite couche la matière synthétique polymérisable à base de polyéther ou polyester entre les noyaux de réservation et au niveau des armatures de fixation, à assurer la polymérisation in situ de cette matière synthétique et à laisser refroidir l'ensemble. Le cas échéant, des armatures de renfort sont disposées entre les armatures de fixation et au moins partiellement noyées dans la matière synthétique polymérisable lors du coulage de celle-ci. En service, la grille ainsi réalisée est mise en place sans aucun bridage, de façon que la couche d'élastomère se trouve en partie supérieure et reçoive les matières à cribler ; le polyéther ou polyester polymérisé, avec ses armatures de fixation et, le cas échéant ses armatures de renfort, fournit à l'ensemble des caractéristiques de faibles allongements et de résistance sous tension, propres à supprimer tout effet de battement en l'absence totale de bridage ; de plus, les armatures de fixation liées intimement à l'ensemble par l'entremise de la couche de polyéther ou polyester permettent de poser la grille sans dispositifs accessoires à la manière d'une simple grille en acier.La durée de vie de la grille conforme à l'invention est de l'ordre de celle des grilles en caoutchouc bridées, c'est-à-dire de l'ordre de 15 à 20 fois supérieure à celle d'une grille en acier ; ltélastomère assure un amortissement sonore abaissant le niveau du bruitsensiiement a- nalogue au cas des grilles en caoutchouc connues. Notons qu'en supprimant la nécessité de bridage, on supprime en même temps toute perte de surface utile de criblage. On voit qu'on obtient ainsi une grille de criblage qui réunit un ensemble de qualités essentielles pour ce type de produit, qualités qui ne se retrouvent réunies dans aucune des grilles connues. Bien entendu, le matériau composite conforme à l'invention peut être utilisé dans d'autres applications et, en particulier, chaque fois que l'on recherche la réunion de plusieurs des propriétés suivantes : amortissement sonore ou mécanique, caractéristique de résistance à l'abrasion, caractéristique de résistance sous tension, état de surface lisse (coté polyéther ou polyester) ou antidérapant (côté caoutchouc) etc. Par exemple, une application possible de ce matériau composite réside dans la réalisation de goulottes d'acheminement pour des matériaux de carrière tels que concassés ou autres ; l'état de surface du polyéther ou polyester se prête à assurer un bon glissement des matériaux à l'intérieur desdites goulottes, cependant que la couche d'élastomère permet de reduire considérablement la propagation ou la trans- mission des vibrations ou bruits. Lsinvention ayant été exposée sous sa forme générale, la description qui suit en référence aux dessins annexés en présente, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de realisations ; sur ces dessins : - les figures 1 et 2 illustrent respectivement en vue en plan et en coupe transversale de détail AA, une premire phase du procédé de réalisation d'une grille de criblage conforme à l'invention, - la figure 3 illustre la phase suivante de ce procédé, - la figure 4 présente en coupe transversale par tielle une grille de criblage prête à l'emploi, - la figure 5 présente en perspective de détail une variante de grille. Le procédé illustré à titre d'exemple aux figures 1, 2 et 3 utilise une couche de caoutchouc naturel 1 qui a été préalablement vulcanisé sous pression par des procédés classiques pour lui conférer une haute résistance a la rupture et a l'abrasion. Ce caoutchouc peu chargé peut, en particulier, présenter une dureté Shore de óQ module A et une densité de l'ordre de 1,15 o il est disponible en tant que tel sur le marché. La première opération du procédé conforme à l'invention consiste à perforer cette couche 1 d'une pluralité de lumi ères telles que 2 de dimensions et formes adaptées au type de grille désirée. Ces perforations peuvent etre réalisées sous presse au moyen d'un outil de découpe de type classique. La face appelée à recevoir la coulée de matière polymérisable est ensuite brossée au moyen d'un abrasif pour la rendre rugueuse, puis dégraissée à l'aide d'un solvant volatile. Des noyaux de réservation tels que 3 sont ensuite disposés dans chaque lumière 2 ; chaque noyau comprend d'une part, une portion 3a de dimensions transversales appropriées pour s'engager dans la lumière 2 par le jeu de l'élasticité de la couche 1 en assurant une étanchéité entre cette couche et le noyau, d'autre part une portion 3b de dimensions transversales légèrement accrues, dépassant de la couche 1. Des flasques de moulage tels que 4 sont ensuite mis en place au-dessus de la couche 1 le long du périmètre de celle ci en vue de limiter un volume étanche pour le coulage de lue matière polymérisable. Ces flasques 4 sont maintenues sur la couche de caoutchouc au moyen de serre-joints ou autres organes de serrage, de façon que soit assurée une étanchéité entre la couche et lesdits flasques. Les noyaux de réservation 3 et flasques 4 sont prealablement enduits au moyen d'ue huiae au silicone pour facili- ter le démoulage ultérieur. Les flasques 4 servent par ailleurs à maintenir en bordure de la couche d'élastomère 1 des armatures de fixation formées en l'exemple par un cadre métallique 5 ; le maintien de ces armatures peut être assuré par les serre-joints ou autres organes de serrage déjà évoqués. Les éléments opposés du cadre métallique 5 sont réunis par des armatures de renfort telles que armatures rigides 6 à section rectangulaire. Les armatures de renfort peuvent être soudées sur le cadre métallique et soudées entre elles à leur in tersection Comme le montre la figure 2, le cadre 5 et les armatures 6 sont disposés à faible hauteur au-dessus de la couche d'élastomère 1 de façon à pouvoir être noyés partiellement dans la matière polymérisable coulée dans la seconde phase du procédé ; les noyaux de réservation 3 sont bien entendu prévus de hauteur appropriée pour dépasser au-dessus de la couche de matière polymérisable prévue. La figure 3 montre l'ensemble décrit ci-dessus après le coulage de la matière polymérisable 7 ; en l'exemple, cette matière est du polyuréthane qu est mélangé à un agent de polymérisation et portée à environ 100C avant d'entre déversée au-dessus de la couche d'élastomère 1 entre les noyaux de réservation 3. Lorsque l'épaisseur voulue 7 de polyuréthane a été coulée sur la couche d'élastomère 1 (de sorte que les armatures 5 et 6 soient partiellement noyées dans cette épaisseur), on réalise un léchage à la flamme de la face libre de ladite épaisseur en vue d'éliminer les éventuelles bulles qui ont pu se former. L'ensemble est ensuite cuit à une température de l'ordre de 70C C pendant 6 à 7 heures pour assurer la polymérisation du polyuréthane sans détérioration de la couche d'élastomère 1. Après refroidissement, les flasques de moulage et les noyaux de réservation sont enlevés et la couche d'élastomère 1 est découpée au droit de la couche 7 de polyuréthane. La grille est alors prete cotre utilisée 2 en service, elle est positionnée comme le montre la figure 4 avec sa couche d'élastomère 1 située en partie supérieure. Les expérimentations ont montre que le polyuréthane 7 adhère très puissamment à la couche d'élastomère 1, la rupture par des efforts de déchirement se produisant à l'intérieur de la matière et non à l'interface des matériaux. La couche de polyuréthane possède essentiellement contribuer à, buerà deux fonctions dans la grille d'une art,conrereraelle-ci rès un coefficient d'allongement élastique ai le permettant d'éviter tout battement en service en l'absence de bridage, d'autre part, assurer une liaison permettant la mise en place des armatures de fixation 5 et armatures de renfort 6. La grille est posée de façon classique sur un châssis de crible à l'aide des armatures de fixation 5. Notons que la dimenslon plus importante des lumières 2 au niveau de la couche de polyuréthane 7 élimine tout risque de goujonnage des matière criblées, c'est-à-dire tout risque de colmatage de la grille par coincement de matériaux dans la couche de polyuréthane. La grille ci-dessus decrite réalise un progrès considérable par rapport aux grilles connues en ce qu'elle combine un grand nombre d'avantages essentiels qu'aucune des grilles connues jusqu' présent ne réunissait : longue durée de vie, amortissement sonore, montage et démontage rapides et faciles sans bridage ou autres dispositifs accessoires, faible prix de revient, possibilité d'utilisation dans toute gamme de dimensions, fabrication simple réalisée à pression normale sans équipement particulier à partir de couchesd'élastomères bon marché disponibles dans le commerce,etc. On a représenté à la figure 5 une variante de grille réalisée avec le même matériau composite dans des conditions analogues. Dans cette variante, les armatures de fixation sont constituées par des crochets latéraux-8 et les armatures de renfort par des câbles souples 9 tendus entre ces crochets d'un côté à l'autre de la grille et noyés dans la-eauche de polyuréthane. Ces câbles 9 sont fixés aux crochets 8 par des moyens classiques (vis pénétrant dans une cosse en bout de câble avec écrou de serrage) noyés dans la couche de polyuréthane. Bien entendu, l'invention 'est pas limitée à la présente description mais en comprend toutes les variantes Un échantillon de matériau composite a été déposé en même temps que la présente demande. Dans cet échantillon, la couche d'élastomère est en caoutchouc naturel vulcanisé sous pression et l'autre couche est en polyuréthane ; sa fabrication a été réalisée comme décrit plus haut. REVENDICATIONS 1/ - Procédé de fabrication d'un nouveau matériau composite, caractérisé en ce qu'il consiste à couler sur une cou cne d'élastomèrq une matière synthétique polymérisable à base de polyéther ou polyester portée à une température appropriée pour se présenter sous forme de liquide visqueux, à assurer la polymérisation in situ dudit polyéther ou polyester sur la couche d'élastomère en portant l'ensemble à une température adaptée et à laisser refroidir l'ensemble après polymérisation. 2/ - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une matière synthétique à base de polyuréthane portée à une température approximativement comprise entre 85" C et 115 C pour la couler sur la couche d'élastomère, la polymérisation étant réalisée à une température approximativement comprise entre 50 C et 900 C pendant environ 5 à 8 heures. 3/ - Procédé Selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'élastomère est réalisée à partir d'un caoutchouc naturel vulcanisé sous pression dans des conditions propres à lui conférer une haute résistance à la rupture et à l'abrasion. 4/ - Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que, avant coulage du polyéther ou polyester, la surface correspondante de la couche d'élastomère est brossée au moyen d'un abrasif et dégraissée à l'aide d'un solvant volatile. 5/ - Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on réalise un léchage à la flamme de la face libre du polyéther ou polyester après son coulage sur la couche d'élastomère. 6/ - Procédé de fabrication conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, pour la réalisation d'une grille de criblage ou analogue, caractérisé en ce qu'il consiste à perforer préalablement la couche d'élastomère d'une pluralité de lumières, à disposer dans chaque lumière un noyau de réservation dépassant au-dessus de la couche d'élastomère, à disposer en bordure de la couche des armatures de fixation, à couler au-dessus de ladite couche la matière synthétique polymérisable à base de polyéther ou polyester entre les noyaux de réservation et au niveau des armatures de fixation, à assurer la polymérisation in situ de cette mati=- re synthétique et à laisser refroidir l'ensemble. 7/ - Procédé selon la revendication c, caractérisé s en ce sue les armatures de fixation du type cadre o crochets métalliques sont maintenues en bordure de la couche d'élastomère au-dessus de celle-ci au moyen de flasques de moulage s'étendant le 'ong du psrimètre àe la couche d'élastomère en vue de délimiter un volume étanche pour le coulage de la matière synthétique poly- mérisable. -f - Procédé selon l'une des revendications E ou 7, caractérisé en ce que des armatures de rendort sont disposées au moins partiellement, entre les armatures de fixation et tique polyrisable lors du coulage de celle-ci. , - Procédé selon l'une des revendications 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que chaque noyau de réservation comprend, d'une part, une portion de dimensions transversales appropriees pour s'engager dans une lumière de la couche d'élastomère par le eu de l'élasticité de cette dernière, dtaulre part, une portion de dimensions transversales légèrement accrues, dépassant de cette couche. 10/ - Procédé selon la revendication 7, caracté- risé en n ce que les noyaux de réservation et les flasques de moulage sont préalablement enduits au moyen d'une huile su silicone facillant le démoulage. 11/ - Matériau composite fabriqué par le procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, E ou 5, comprenant deux couches superposées adhérant très fortement l'une à ltautre, d'une part, une couche d'élastomère, d'autre part, une couche de polyéther ou polyester, ce matériau composite étant en particulier du type de celui constituant l'échantillon déposé dont la première couche est en caoutchouc naturel vulcanisé sous pression, de haute résistance ='- la rupture et à leabrasion et dot la seconde couche est en polyuréthane. 12/ - Grille de criblage eu analogue réalisée no- tamment par le procédé conforme à lune des revendications 6, 7, t, ou 1C, caractérisée en ce quselle comprend une épaisseur de matériau composite selon la revendication 11, pourvue de lumières la traversant de part en part et en bordure de laquelle sont partiellement es dans la couche de polyéther ou polyester des armatures de fixation. 13/ - Grille de criblage ou analogue selon la re vendication 12, caractérisée en ce que des armatures de renfort, telles que armatures rigides ou câbles souples, sont disposées entre les armatures de fixation et noyées au moins partiellement dans la couche de polyéther ou polyester. 14/ - Grille de criblage ou analogue selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que chaque lumière de ladite grille présente des- dimensions transversales légèrement accrues dans sa portion située au niveau de la couche de polyéther ou polyester, par rapport à son autre portion située au niveau de la couche d'élastomère.