Brevet FR2511295A1 — publié le 19830218

La présente invention se rapporte à un procédé de finition de produits en résine armée, par exemple de casques et produits analogues; l'invention se rapporte e- galement aux produits obtenus avec le procédé en question. Les produits en résine armée, en particulier les casques de protection, qui constituent l'application la plus avantageuse mais non pas exclusive de l'invention, demandent fréquemment à être finis en raison du fait que les structures des casques possèdent en général des surfa- ces (fre particulier les faces visibles) qui ne répondent pas de façon entièrement satisfaisante aux exigences de l'utilisation finale du produit En particulier, les sur- faces de certains produits en résine armée sont rugueuses et irrégulières, principalement en raison de la présence de pointes, de saillies ou d'autres irrégularités qui sont constituées par les fils de l'armature noyés dans la ré- sine. En outre, les surfaces de certains autres pro- duits, bien qu'elles soient lisses, sont d'une nature ré- pulsive et ne sont donc pas adéquates pour assurer une adhérence totale et durable des couches de revêtement ou de coloration, qui sont appliquées pour obtenir des effets esthétiques mais surtout protecteurs. Un but de l'invention est d'éliminer ces incon- vénients et limitations en apportant l a possibilité de sup- primer les opérations de finition, de lissage préparatoire et autres opérations qui étaient jusqu'à présent nécessai- res pour rendre les produits à base de résine appropriés pour l'utilisation finale à laquelle ils sont destinés. Par exemple, dans le cas des casques de protection pour sports et emplois analogues, il est possible d'éliminer les opérations destinées à obtenir une surface de base ca- pable de retenir aussi bien la couche colorée et/ou les décorations que la couche transparente protectrice. Un autre but de l'invention est de réaliser des produits possédant des surfaces lisses et ayant un as- pect esthétique satisfaisant, lesdites surfaces étant éga- lement appropriées pour reproduire des décorations et/ou symboles. -Un autre but de l'invention est d'assurer une protection complète et satisfaisante des structures des produits en résine, en particulier des structures armées qui offrent généralement une certaine résistance aux agents atmosphériques, en évitant ainsi la détérioration des pro- duits par l'action desdits agents atmosphériques. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on applique sur au moins une partie de la surface du produit de résine au moins une couche ou feuille de ma- tière thermoplastique préchauffée, on applique sur ladite couche ou feuille plastique une pression pneumatique diffé- rentielle pour l'obliger à adhérer intégralement et unifor- mément à la surface du uroduit, et on refroidit le tout de manière que la couche, en se contractant, pénètre dans la surface du produit considéré et s'ancre solidement à cette surface. Pour obtenir un assemblage pratiquement indes- tructible entre-la couche thermoplastique et la surface du produit, on traite préalablement cette surface avec une couche de résines polymérisables appropriées telles que les résines thermopolymérisables, par exemple les résines à base de butadiène et les résines époxy, acryliques et urée-mélamine. Naturellement, la couche de coloration et/ou les dessins formés sur la surface du produit sont repro- duits à l'avance sur la surface de ce dernier ou sur la surface inférieure de la feuille de matière plastique, de façon qu'ils soient interposés entre la surface du produit et la feuille de ratière plastique et soient ainsi protégés. La feuille ou couche plastique peut avantageu- sement être appliquée sur le produit en plaçant ce dernier dans une chambre à vide fermée en partie par ladite couche ou feuille de façon qu'après avoir été chauffée et rendue plastique, la feuille soit contrainte à adhérer sur la surface désirée du produit par l'action de la pression atmosphérique Dans le cas particulier des casques de pro- tection en résine armée, dans lesquels l'invention trouve son aoplication la plus avantageuse mais non exclusive, on applique un revêtement plastique et des feuilles protectri- ces, les caractéristiques desdites feuilles étant telles que le module d'élasticité de la résine formant lesdites feuilles diffère de celui des résines de liaison utilisées pour produire la structure armée des casques, ceci dans le but de révéler à l'utilisateur du casque (ou autres pro- duits en résine armée) les éventuelles déformations et/ou détériorations de la structure de résine armée qui résul- tent de chocs ou d'impacts de coups, etc, que le casque (ou produits analogues) peut avoir subis et qui peuvent limiter ou compromettre d'une façon quelconque l'efficaci- té de la protection de la structure Ceci se produit parce que, dans la zone de la structure en résine armée (munie de la feuille protectrice ayant les caractéristiques d'é- lasticité qui viennent d'être indiquées) qui a été soumise à un choc ou à un impact, la feuille protectrice se déta- che de la surface de la structure Bien qu'elle ne soit perceptible visuellement, cette irrégularité peut être détectée acoustiquement en frappant légèrement sur la sur- face du casque, ce qui permet de localiser la région en- dommagée de la structure. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: la figure 1 représente schématiquement l'une des formes préférées de réalisation de l'équipement qui applique le procédé suivant l'invention; la figure 2 qui est analogue à la figure 1 représente une variante de réalisation de l'équipement suivant l'invention; la figure 3 est une vue en coupe à l'échelle d'une couche aui montre la structure des couches d'un pro- duit obtenu par le procédé suivant l'invention; 251-1295 la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 et qui montre une variante en coupe de-la structure. En se reportant maintenant aux figures du des- sdn, on décrira à titre d'exemple la mise en oeuvre du procédé pour la fabrication d'un casque de protection à usage sportif Ces casques sont habituellement composés d'une structure de résine incorporant une armature de renforcement appropriée, par exemple des fibres textiles ou de verre, etc Dans d'autres brevets du même auteur, l'armature du casque est faite d'une matière textile. La mise en oeuvre du procédé suivant l'inven- tion s'effectue de la façon suivante ou d'une façon ana- logue. On place le casque représenté sur la figure 1, fabriqué de la façon habituelle, c'est-à-dire par moulage, et après avoir été extrait du moule, sur un support B mon- té pour coulisser dans une chambre pneumatique C qui est équipée d'un raccord Ci destiné à raccorder le volume in- térieur de cette chambre à une source de vide. Pour atteindre de façon satisfaisante le but de l'invention, la surface externe du casque A est pré- traitée par une couche d'une matière adhésive appropriée, du type polymérisable et/ou thermodurcissable,telle que l'acétovinyle, l'acétophénol, le chloroprène, une résine résorcinique et, en particulier, les matières thermopoly- mérisables telles que les résines époxy et acryliques, qui améliorent l'adhérence et la coloration. L'application de la couche adhésive est pro- longée et renforcée dans la région des bords A du casque ou produit analogue dans un but qui sera expliqué plus bas. On ferme l'ouverture de la chambre pneumatique C à joint réellement étanche au moyen d'une lame d'une feuille flexible D faite d'une matière thermoplastique appropriée pour répondre aux exigences du moulage à chaud. En particulier, on utilise des feuilles de polypropylène, polystyrène ou de résine acrylique, polyvinylique ou poly- acétate, d'une épaisseur comprise entre 0,05 et 2,0 mm. Ces feuilles peuvent être convenablement colorées en fonc- tion des exigences de l'utilisation finale ou d'autres exi- gences, suivant une caractéristique avantageuse et compte tenu de certaines applications spécifiques, les feuilles sont transparentes, en particulier si elles doivent per- mettre de voir les dessins ou décorations formés sur la surface du casque Dans ces cas, la feuille souple (D) est préimprimée et/ou colorée par les procédés connus ha- bituels de telle manière que la reproduction de l'image soit appliquée sur la face arrière de la feuille, qu'elle soit visible par transparence et protégée Ensuite, on place la feuille (D) ainsi préparée dans l'ouverture de la chambre pneumatique f C) et on la fixe au niveau de ses bords au moyen d'un cadre C 2 qui, non seulement, fixe la feuille sur la chambre, mais, en outre, établit un joint étanche sur cette dernière On relie ensuite la chambre pneumatique C à des sources de chaleur appropriées, par exemple à des rayons infrarouges pour conférer la plasti- cité désirée à la feuille (D). Le casque A est préparé à l'avance pour rece- voir une feuille de revêtement D et, si nécessaire, on peut le munir d'une couche adhésive (F) du type déjà mentionné plus haut, par exemple d'un adhésif à base époxy Ensuite, on place le casque sur une plate-forme porteuse B et on l'enferme dans la chambre pneumatique (C) que l'on ferme ensuite à joint étanche au moyen de la feuille (D). On chauffe ensuite cette feuille et, lorsqu'elle a atteint le degré de plasticité désiré, on fait le vide dans la chambre (C); en même temps, on fait monter la plate-forme (B) de façon que la feuille adhère au profil du casque A et s'ancre à ce profil pour former de cette façon le revêtement et la surface protectrice du casque (A) Ceci garantit que toutes les irrégularités du casque sont incorporées dans la masse plastique de la feuille (D), pour obtenir de cette façon une surface lisse qui n'exige aucun autre travail de finition En outre, les dessins ou symboles éventuellement portés par la face inférieure de la feuille (D) sont reproduits et se trouvent placés à - l'emplacement désiré sur le casque et protégés des agents atmosphériques en particulier. En se reportant à la figure 2, on considérera une variante de mise en oeuvre du procédé suivant l'inven- tion Sur dette figure, les éléments identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes symboles de réfé- rence. Pour faciliter et garantir l'adhérence sur la surface du produit (A), en particulier si ce dernier pos- sède une certaine hauteur, on préforme la feuille (D) à la forme d'une coiffe Di dans laquelle on peut engager le casque (A) librement et commodément. Ensuite, on serre le bord de la coiffe D 1 entre les cadres C 2 de la chambre pneumatique (C) et, après avoir chauffé la coiffe et avoir introduit le casque (A) dans son volume intérieur, on fait le vide dans la chambre (C) pour imprimer à la surface de la coiffe des pressions différen- tielles qui, à leur tour, obligent la coiffe Di à adhérer à la surface du casque, en produisant ainsi un revêtement adhérent qui possède une épaisseur constante, puisque la tension exercée sur la coiffe est limitée, même si le cas- que (A) est d'une grande hauteur. Evidemment, selon les caractéristiques dimen- sionnelles et la forme du produit (A) qu'il s'agit de re- vêtir avec la feuille thermoplastique (D), on peut choisir et adopter la procédure de formage à chaud la plus appro- priée, par exemple l'action combinée du vide et d'une com- pression ou encore l'utilisation de matrices pour appli- quer ladite feuille sur la surface du produit (A). Suivant l'invention, avant le refroidissement complet de la feuille (D), on sépare le casque (A) revêtu de la plate-forme (D) et on découpe des extrémités libres D 1 (voir figures 2 et 3) de la feuille, on les retourne et on les fait adhérer à la zone périphérique interne du casque Cette opération peut également être réalisée à l'aide d'adhésif (F) pour garantir l'indestructibilité de la fixation de la feuille à la surface du casque. A nouveau dans le but d'obtenir une adhérence parfaite entre les surfaces de contact du produit (A) et d; la feuille (D), en particulier lorsque les dimensions de la surface du produit sont grandes et que la structure intérieure est au contraire compacte (comme cela se pré- sente dans les casques), on ménage de petits trous ou ou- vertures A 2 dans la structure du produit (figure 4) Dans ce cas, il se crée des pressions différentielles sur les deux faces de la feuille (D), puisque la cavité du casque est mise en communication avec l'extérieur et, de ce fait, la feuille (D) est soumise immédiatement et uniformément à l'action de la pression atmosphérique ou généralement, à l'action d'une pression supérieure à celle qui règne dans la cavité du casque La continuité de la liaison entre la feuille et la surface du casque est ainsi assu- rée La présence d'un adhésif entre la surface du casque (A) et la feuille (D) n'affecte pas l'effet de traction sur ladite feuille puisque la couche adhésive (F) est constamment dans un état fluide pendant le fonctionnement et cette action est également favorisée par l'effet ther- mique qui s'exerce sur la feuille (D). En outre, il est possible de fermer les trous (A 2) du casque (A) en faisant en sorte que l'adhésif, pré- sent dans un état fluide, soit aspiré, au moins en partie, pendant l'établissement du vide et, pendant le séchage, l'adhésif s'intègre alors à la structure du casque Au lieu de prévoir des trous (A 2) dans la structure du casque (A), on peut incorporer dans cette structure, au moins dans une partie de celle-ci, un agent formateur de pores capable de créer dans la structure de petites cavités ou cellules ouvertes En outre, la fixation des extrémités de la feuille (D) à la structure du casque (A) peut également s'effectuer par des moyens mécaniques tels que des piqûres, coutures, etc. Conformément à ce qu'on a indiqué plus haut, on atteint le but de l'invention, qui consiste à obtenir des produits en résine armée possédant une surface finie et lisse sans exiger d'opérations longues et complexes. En outre, dans le cas particulier des casques, en supplé- ment des avantages qui viennent d'être mentionnés, on dis- pose de la possibilité de vérifier à tout instant l'inté- grité de la structure en résine armée à la suite d'un choc ou impact auquel cette structure peut avoir été soumise. En effet, dans le cas de chocs et en raison des différences de modules d'élasticité de la structure armée et de la feuille (D), il se crée dans la région d'adhérence une dis- continuité de la zone de stratification. Cette condition anormale est révélée et rendue perceptible lorsqu'on frappe légèrement sur le casque, même si le casque qui a subi le choc ne présente aucun signe de détérioration. 2 511295 REVENDICATIONS 1 Procédé de finition de produits en résine armée, en particulier de casque,caractérisé en ce qu'on applique sur la surface du produit en résine (A) ou du moins sur une partie de cette surface, au moins une feuil- le (D) d'une matière thermoplastique préchauffée; on ap- plique à la feuille plastique une pression pneumatique différentielle capable de l'obliger à adhérer uniformément à la surface dudit produit et on refroidit l'ensemble de façon que la feuille thermoplastique, en se rétractant, s'ancre et pénètre solidement dans la surface considérée du produit. 2 Procédé suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on dispose à l'avance entre les surfaces du produit (A) et de la feuille thermoplastique (D) au moins une couche d'une matière adhésive (F), de préférence d'une matière adhésive polymérisable ou thermopolymérisa- ble. 3 Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on rend poreuse au moins une partie de la structure du produit (A) pour assurer l'appli- cation d'une différence de pression entre les deux faces de la feuille thermoplastique (D). 4 Procédé suivant la revendication 3, carac- térisé en ce qu'on ménage à l'avance une série de petits trous (A 2) dans la structure du produit (A) et en ce qu'on dépose sur la surface ainsi perforée une couche de matière adhésive thermopolymérisable (F) qui, non seulement, fixe au moins une partie de la feuille thermoplastique (D) mais pénètre également dans au moins une partie des petits trous et ferme au moins une partie de ces petits trous dans la phase de formage à chaud. Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que, à la fin de la phase de formage à chaud, on retourne les extrémités li- bres (D 1) de la feuille thermoplastique (D) et on les oblige à adhérer sur la face arrière du produit pour ga- 2251 1295 rantir l'obtention d'une fixation solide de la feuille à cette face, si nécessaire avec l'aide d'adhésifs ou de moyens d'ancrage mécaniques. 6 Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on reproduit à l'a- vance sur au moins une partie de la face arrière de la feuille thermoplastique (D) de matière transparente, des dessins ou symboles analogues qui sont reproduits et pro- tégés par la surface du produit (A) sur laquelle la feuille est ensuite appliquée. 7 Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on préforme la feuil- le thermoplastique (D) de façon appropriée pour qu'elle puisse contenir au moins une partie du produit (A), on chauffe ensuite la feuille préformée (D 1) et on l'oblige à adhérer à la surface du produit (A). 8 Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise, pour la feuille thermoplastique (D), une feuille dont le module d'élasticité est différent de celui du produit (A) afin de révéler à l'utilisateur les chocs ou impacts auxquels le produit peut éventuellement avoir été soumis, et dont l'ampleur est indiquée par la séparation ou le décollement qui se produit entre les deux surfaces en contact. 9 Produit en résine armée, en particulier casque de protection, caractérisé en ce qu'au moins une partie de sa surface est munie d'une feuille de revêtement protectrice (D) appliquée par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.