Brevet FR2497720A1 — publié le 19820716

I La présente invention concerne un procédé de fabri- cation de panneaux en mousse expansée,notamment en mousse formophénolique, ainsi qu'une installation destinée à la mise en oeuvre de ce procédé. La fabrication de panneaux en mousse formo-phénolique, utilisés pour l'isolation thermique, se fait à l'heure actuelle par sciage de blocs, ce qui implique la produc- tion d'une mousse à forte densité (au minimum 35 kg/m3) afin d'obtenir une résistance mécanique suffisante pour la manipulation de ces panneaux. De plus, la mise en oeuvre de ce procédé s'accompagne d'énormes pertes de matière dues au sciage des six faces du bloc,qui ne sont pas commercialisables en raison de l'effet de "peau rendant ces faces inutilisables.Enfin, la méthode de fabrication actuelle reste très peu mécanisée, ce qui contribue à élever le prix de revient du produit en ques- tion et limite donc son utilisation, alors que son em- ploi devrait être généralisé en raison de sa tenue au feu très poussée et du fait qu'il ne dégage aucun gaz tôxique lorsqu'il est soumis à une flamme. La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients, en fournissant un procédé permet- tant de fabriquer économiquement les panneaux en mousse expansée, et plus particulièrement en mousse formo-phéno- lique, tout en améliorant les qualités de finition et d'isolation de tels panneaux. A cet effet, le procédé selon l'invention consiste essentiellement à couler en continu de la résine sur un support entraîné en translation, à réaliser en continu l'expansion de cette résine au cours de son avance sur ledit support, tout en la conformant en une bande de largeur et d'épaisseur déterminées, et à débiter ladite bande en panneaux de longueur déterminée,sans interrom- pre son défilement. Ainsi, le procédé selon l'invention se caractérise essentiellement par une fabrication en continu,qui jus- qu'à présent n'avait jamais été réalisé pour des panneaux en mousse expansée formo-phénolique. Ce procédé a pour premier avantage de n'entralner aucune perte de matière. La résine coulée sur le support$tel que bande transpor- teuse, s'expanse et se pol-ymérise aux dimensions définies par des moyens de conformation, pour donner le produit fini sous forme de bande ininterrompue,ceci par exemple en un temps de 120 secondes et sur une longueur de confor- mation de 5 mètres. Cette bande de mousse expansée est ensuite debitée, par des coupes faites trensversaiement sans arrêter sor avarice, pour obtenir des panneaux d'une Longueur unitaire c o-prise par exemple entre 0,5 mètfe et 3 mètres, panneaux qui peuvent être directement évacués vers un lieu de stockage. L'expansion en continu a un autre avantage, dû à l'exotbermie de la rêaction de la résine, qui est de permettre l'obtention d'ue mousse epanse et polyméri- sée ayant une densit8 de 15 kg/m3 minimum. Cette réduc- tion de la densitS cotmparativemient aux mousses formo- phénoliques actueies e- urates, abaisse la conrductibili- té thermique du mat$ir.iau et améliore donc ses qualités d'isolation.Il est encore à Doter que malgré leur légère- té, les Panaeaux solants ainsi otns ont une resia- ce mécanique supérieure à cel-e des pa.nneaux act'uellement obtenus par sciage de blocs, ei graÉce à 1eiffet de "peau "superficielle ( i'pesu ' qui reste en place sur le panneau úini). Le procédé selon l'invention permet ainsi de fabri- quer des panneaux isolunts en mousse expansée plus éco- nomiques et de meilleure qual-ité que la laine de verre, donc de remplacer -e dernier matériau, ce -ui n ait pas possible dans!e cas des panneau: réalisés avec les méthodes antérieures. Enfin, le caractère " continu p f reco-eédé objet de l'invention permet de canise et -e 'automatiser sa mise en oeuvre industrielle, laquelle peut se faire avec une main-d'oeuvre ext-êmeïment réduite pour un rendement horaire élevé, ce qui contribue encore à abaisser le coQt de production des panneaux. L'installation envisagée pour cette mise en oeuvre industrielle du procédé défini ci-dessus comprend prin- cipalement, selon la présente invention, d'amont en aval: une tête de coulée de résine, surmontant la région ar- rière d'une première bande sans fin transporteuse; un con- formateur comportant deux parois latérales parallèles, entre lesquelles sont montés des rouleaux transversaux inférieurs pour-le guidage de la première bande sans fin transporteuse,ainsi que des rouleaux transversaux supérieurs pour le guidage d'une seconde bande sans fin transporteuse qui surmonte la première;* la sortie d'une zone de refroidissement faisant suite au conformateur, une table de coupe avec un chariot déplaçable longitu- dinalement et supportant une scie mobile transversale- ment; et une table de réception pour les panneaux en mousse coupés. L'expansion de la résine s'effectue donc, au fur et à mesure de son avance sur la bande transporteuse infé- rieure, à l'intérieur d'un espace de conformation déli- mité par cette bande transporteuse,par les deux parois latérales et par la bande transporteuse supérieure.Les parois latérales restent fixes,mais elles sont avanta- geusement prévues interchangeables, des moyens étant en outre prévus pour régler la distance séparant les deux bandes sans fin transporteuses, de manière à per- mettre une modification aisée de l'épaisseur de la bande de mousse expansée qui sera débitée en panneaux. Les deux bandes sans fin transporteuses sont entraînées en synchronisme par des moyens moteurs convenables,asso- ciés à un système de régulation assurant la synchronisa- tion avec le débit de la tête de coulée,pour éviter une accumulation de matière ou au contraire une expansion laissant des lacunes. De préférence, pour éviter un contact direct entre la résine, devenant mousse expansée, et les élé- ments du conformateur, il est prévu des moyens de support et de déroulage de deux rouleaux de papier,l'un placé en amont de la tête de coulée, de manière à délivrer une bande de papier inférieure, qui est étalée sur la première bande sans fin transporteuse et dont les bords sont relevés pour venir contre les parois latérales du conformateur, et une bande de papier supérieure s'in- tercalant entre la mousse en expansion et la seconde bande sans fin transporteuse.Ainsi, la bande de mousse obtenue se collera contre ces bandes de papier,qui l'entourent sur toutes es faceset non pas contre les éléments du conformateur. Le papier reste en place sur la bande de mousse expansée, ce qui peut même améliorer l'aspect des panneaux. La table de coupe,avec sa scie déplaçable suivant deux directions perpendiculaires,permet de couper trans- versalement la bande de mousse expansée,éventuellement enrobée de papier comme expliqué ci-dessus, sans arrêter son avance dans le conformateur.Il est à noter que la scie, ayant commencé de pénétrer dans un bord de la ban- de, est entraînée longitudinalement par cette dernière, donc ne nécessite pas de moyens d'entraînement spéciaux dans le sens longitudinal.Il convient seulement d'assu- rer le rappel en arrière du chariot supportant la scie, après une coupe, ce qui peut être fait par des moyens tels que: descente sur une rampe légèrement inclinée, utilisation d'un contrepoids, ressort,etc... La table de réception peut comprendre au moins un rouleau d'entrai- nement permettant le dégagement des derniers panneaux coupés, et un détecteur de l'arrivée de l'extrémité avant de la bande de mousse expansée non débitée, détecteur qui commande la mise en marche de la scie pour la coupe du panneau suivant, ce qui.assure la synchronisation de la table de coupe avec le défilement de la bande de mousse expansée. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au des- sin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette installa- tion pour la fabrication en continu de panneaux en mous- se expansée: Figure 1 est une vue de côté d'une installation conforme à l'invention ( représentée en deux tronçons compte tenu de sa longueur); Figure 2 est une vue en coupe transversale et à plus grande échelle de cette installation, suivant 2-2 de figure 1 c'est-à-dire au travers du conformateur; Figure 3 est une vue partielle en plan par des- sus suivant la flèche F de figure 1, montrant le détail de la table de coupe et expliquant les déplacements de la scie. L'installation représentée comprend essentielle- ment un conformateur, désigné dans son ensemble par le repère 1, et supporté par des pieds 2. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, ces pieds 2 maintien- nent des profilés longitudinaux inférieurs 3, qui sont reliés par l'intermédiaire de parois verticales en bois 4 à des profilés longitudinaux supérieurs 5. Det entre- toises transversales 6 relient entre eux les deux pro- files supérieurs 4. Les profilés longitudinaux 3 et 5 sont perforés à intervalles réguliers, et supportent, par l'intermé- diaire de roulements à billes 7, des rouleaux transver- saux 8 dont les axes sont indiqués en 9. Les rouleaux 8 servent de supports et de guides pour deux bandes sans fin transporteuses 10 et 11, l'une inférieure et l'au- tre supérieure, par exemple réalisées en " Téflon ". Les parties arrière des deux bandes transporteuses et 11, o sont prévues des vis de réglage 12 de la tension de ces bandes,sont décalées,c'est-àdire que la bande inférieure 10 s'étend plus loin,vers l'amont,que la bande supérieure 11.Au-dàssus de la partie de la ban- de inférieure 10 non surmontée par la bande supérieure 11, est disposée une tête de coulée 13 alimentée en résine formo-phénolique. A l'extrémité amont de l'installation, un chevalet 14 supporte un premier rouleau de papier 15, qui se dé- roule en formant une bande 16 parvenant sur la bande transporteuse inférieure 10, au-dessous de la tête de coulée 13 de manière à recevoir la r&sine. Dans la ré- gion d'arrivée de la bande de papier i6 sur la bande Vransporteuse 10, sont preévus des rouleaux presseurs 1? appliqués sur la cari centrale de 1a ande de papier 16, tanciis que les bords de cette 'bade de Papier-sont releves, par dus f La:=es, de ma::ie -à venir contre les parties lat1éraBs d u con-for.ateur i (à l'intérieur duquel la bande de uapier 16P se donc un profil en "il U") Un support 19, r..onté au-dessus du conformateur 1, en aval de la tête- de coul,:e 17 pcrrueb de maintenir et de dêrouler un econd rouleau de papier 20,pour intro- duire une autre bande de papie,.r 21 dans le conformateur 1. Ainsi la resine coul.e par la 't'e 1[3 s'engage dans 2 le conformateur I,endour.e de tous c-is par du papler 16 ou 21 qui évite son cntact direct avec les eléments du conformateur. Cette -sine avarce dans le confVorma- teur 1, en s'expansant et se po ye i-.nt,sous l'effet d'entrainement des bandes seans fin' transporteuses 10 et 11, elles-mêmes mises en mour-,EiLt,&a manière synichroni- sée,par des groupes oioreuteu:s resnectifs 22 et 23 controles à Tartir d'un r'guLaor e ec:;onzque de vi- tesse D4. n 'st aussl.ï éru '--.&cterir 25 "our La commaude rau-Iielle de ua...ie/úe -.-- des grqupes dlen- trainemueit 22 et 25 et pou 'a.'..-.._-tion de ces der- niers. A la sortie du,. Ionforater q-.. (' se prolonge par une zone de 2reroilsoent -. -' nbt:-ie-nt une bande de mouss.e exparséc foro-prhenol!zQue 2?,d6filant en con- tinu, dont la largeur 1_ est égale,, 1 ' espacement des pa- rois latérales 4 du cnfor-mataeur, e-.ont l'épaisseur e correspond a 'interv-aille entre le brin supérieur de la bande transporte)se inférieure 10 et le brin inférieur de la bande transporteuse supérieure 11. L'épaisseur e de cette bande de mousse expansée 27 est modifiable,en remplaçant les parois 4 par d'autres parois de hauteur différente, et en réglant la distance entre les profilés inférieurs 3 et supérieurs 5,donc entre les deux bandes transporteuses 10 et 11, au moyen de vérins à vis verti- caux 28. Ce réglage dOépaisseur peut,par exemple,se faire entre les valeurs extremes 0 et 150 mm. L'extrémité avant de la bande de mousse expansée 27 parvient, en défilement continu,sur une table de coupe 29,faisant suite à la zone de refroidissement 26, et permettant de débiter ladite bande 27 en panneaux 30 de longueur déterminée L. La structure de la table de cou- pe 29, ainsi que son fonctionnement, sont plus particu- lièrement illustrés par la figure 3: Un châssis 31, monté sur des pieds munis de vérins à vis 32 pour son réglage en hauteur,comporte,sur l'un de ses c tés,des rails de guidage longitudinaux 33 pour un chariot 34. Ce dernier porte une traverse 35,1e long de laquelle est déplaçable une scie à lame circulaire 36,entralnée en rotation par un moteur électrique-37.Le déplacement transversal de la scie 36 est obtenu par un vérin pneumatique à double effet 38, dont l'inversion en fin de course est commandée par des moyens indiqués en 39. Le chariot 34 est, par ailleurs,relié par l'inter- médiaire d'un câble 40, passant sur une poulie 41, à un contrepoids 42 qui le rappelle vers l'arrière (voir aussi figure 1). Au départ de la scie,avant une première coupe,la lame 36 se trouve en position arrière, par exemple sur le côté droit de la bande de mousse 27 qui avance sui- vant la flèche 43. L'actionnement du vérin 38 fait pé- nétrer la lame 36 dans le bord droit de la bande 27, puis provoque l'avance de dette lame 36 sur toute la largeur de la bande 27. Simultanément, la lame 36 est entraînée vers l'avant par le défilement de cette bande 27, si bien que, comme le montre le premier schéma: -la scie entraîne avec ellevers l'avant, le chariot 34 qui se déplace le long de ses rails 33, comme le symbo- lyse la flèche 44, en faisant monter le contrepoids 42; -la scie ellemême décrit un déplacement en diagonale, symbolisé par la flèche 45, au cours duquel sa lame 36 reste perpendiculaire à la bande 27 et effectue une cou- pe à 90 ,sur toute la largeur de la bande. Finalement la lame 36 sort de la bande de mousse 27 qu'elle a entièrement coupée, et elle parvient sur le côté gauche de cette bande. Le contrepoids 42 ramène alors le chariot 34, donc la lame de scie 36, vers l'arrière (flèche 46). Comme le montre le second schéma, la coupe suivante s'effectue suivant le même principe de déplacement dia- gonal de la lame 3_, mais celle-ci est ramenée depuis le côté gauche vers le côté droit de la bande 27,1e vé- rin 38 étant actionné dans le sens inverse. En fin de coupe, le contrepoids 42 ramène l'ensemble des éléments mobiles dans la position initiale définie plus haut,et le même cycle peut recommencer indéfiniment,ce qui per- met de débiter la bande 27 en panneaux 50 d'une tanière continue, sans arrêter son avance dans le conformateur 1. Ces panneaux coupés 30 parviennent sur une table de réception 47, constituée par un châssis 48 monté sur des pieds 49 et muni de rouleaux transversaux tournant sur des roulements à billes. Le châssis 48 supporte en- core un rouleau d'entraînement 50, permettant le dégage- ment automatique des derniers panneaux 30 coupés qui finalement seront évacués à l'extrémité aval de l'instal- lation,suivant la flèche 51. Enfin un détecteur 52,sup- porté par la table de réception 47, est disposé de ma- nière à commander la mise en marche de la scie 36 au mo- ment o il détecte l'arrivée de l'extrémité avant de la bande de mousse 27 non débitée, afin de couper le panneau suivant. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette installation pour la fabrication en continu de panneaux en mousse expan- sée qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple;elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réali- sation et d'application mettant en oeuvre le même procé- dé. -REVENDICATIONS- 1.- Procédé pour ia fabrication de panneaux en mous- se expanse,notamment- en mousse formc.-ph#nolique,caracté- risé en ce qu'il -onr..si.te essentiellement à couler en con- tinu de la résine sur un support ( 10, 21) entraîné en translation, à realiser en continu l'expansion de cette résine au cours de son avance sur ledit support,tout en la conformant en une bande (27) de largeur (1) et d'6paisseur (h) déterminees, et à dbiter ladite bande en panm:eaux (30) de longueur (L) déterminée, sans interrom- pre son défilement. 2.- Installation pour la fabrication de panneaux en mousse expansée,notar; ment en.ousse formo-phénolique, destin^e à la mise en oeuvre du procédé selon la revendi- cation 1,caractérisée en ce qu'elle comprend,d'amont en aval: une tête de coulée de r ie (13),surmontmt la région arrière d'une première bande sans fin transpor- teuse (10); un conformateur (1) comportant deux parois laté.ra.les parallè]es (4), entre lesquelles sont montés des rouleaux transversaux inf rieurs (8) pour le guidage de la première band s a-_s fin t. ransporteuse (10),ainsi que des rouleaux transvrsaoux supérieurs (8) pour le guidage d'une seconide bande sans -finr transporteuse (11) qui surmonte la première; à la sortie d'une zone de refroidissement (26) faisant suite au conformateur (1), une table de coupe (29) avec un chariot (34) déplaîable longitudinalement et supportant uine scie (36,37) mobile transversalement; et une table de réception (47) pour les panneaux en mousse coupés (30). 3.- Installation pour la fabricaton de panneaux en mousse expansée selon la revendicati-rn 2,caractérisée en ce que les parois.atera.les (4) du conformateur (1) sont interchangeabIeîs, des moyc.ts.2') 8tant en outre prévus pour régler la distance s/?a.at les deux bandes sans fin transporteuses (10,11)j de àni4re à permettre une modification de l'épaisseur (c) de la bande de mous- se expanse (27) qui sera débitge en panneaux (30). il 4.- Installation pour la fabrication de panneaux en mousse expansée selon la revendication 2 ou 3,caracté- risée en ce qu'il est prévu des moyens (14,19) de sup- port et de déroulage de deux rouleaux de papier (15,20), l'un placé en amont de la tète de coulée (13), de ma- nière à délivrer une bande de papier inférieure (16)qui est étalée sur la première bande sans fin transporteuse (10) et dont les bords sont relevés pour venir contre les parois latérales (4) du conformateur (1), et une bande de papier supérieure (21) s'intercalant entre la mousse en expansion et la seconde bande sans fin trans- porteuse (11). 5.- Installation pour la fabrication de panneaux en mousse expansée selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisée en ce que le chariot (34) de la table de coupe (29) porte une traverse (35) le long de laquelle est déplaçable la scie à lame circu- laire (36), un vérin à double effet (38) donnant le déplacement transversal de la scie, tandis que le dépla- cement longitudinal du chariot est obtenu, dans le sens de son avance,par son entraînement par la scie (36) elle-même entraînée par la bande de mousse (27) eft, dans le sens de son retour en arrièrè,par des moyens de rappel tels qu'un contrepoids (42). 6.- Installation pour la fabrication de panneaux en mousse expansée selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 5, caractérisée en ce que la table de récep- tion (47) comprend au moins un rouleau d'entraînement (50) permettant le dégagement des derniers panneaux coupés (30), et un détecteur (52) de l'arrivée de l'extrémité avant de la bande de mousse expansée (27) non débitée, détecteur qui commande la mise en marche de la scie(36,37) pour la coupe du panneau suivant.