Brevet FR2512735A1 — publié le 19830318

L'invention concerne une bande ou une plaque renforcée par un support, notamment pour la fabrication de joints d'étranchéité plats, ainsi que pour la fabrication de plaques utilisées comme isolants thermiques, comportant un matériau porteur en forme de plaque enrobée d'un matériau tendre, non métallique, qui est constitué sur la base des matériaux fibreux et, le cas échéant, pulvérulents et qui contient un agent liant et vulcanisa- ble. Une bande renforcée par un support du type précité fait l'objet de la demande allemande publiée sous le numéro 21 46 309 qui se rapporte notamment à un procédé de fabrication d'une telle bande renforcée par un support Il est proposé d'appliquer à l'-ide de cylindres de calandrage un mélange d'élastomères pateux et renforcé de fibres (constituant le matériau tendre non métallique) sur un support métallique, après y avoir ajouté une certaine quantité d'eau Cette eau additionnelle empêche la masse piteuse d'adhérer aux cylindres de la calandre Le matériau tendre non métallique, initialement sous forme pâteuse, se compose d'un mélange de caoutchouc et d'amiante dans des proportions de 1: 1. Comme cela a été précisé, les bandes renforcées par un support du type défini ci-dessus peuvent constituer le matériau de base pour la fa- brication de joints d'étanchéiteé à hautes résistances thermique et mécani- que, notamment de joints de culasse pour moteurs à combustion interne. De tels éléments d'étanchéité, exposés à de fortes sollicitations dynami- ques, doivent présenter essentiellement, et notamment lorsqu'ils sont uti- lisés comme joints d'étanchéité plats, les qualités suivantes a) faculté d'adaptation, b) résistance au fluage sous compression, c) bon retour élastique, d) imperméabilité aux gaz et aux liquides, e) résistance thermique, f) stabilité longitudinale et transversale, g) résistance des aretes de coupe et h) résistance à la corrosion. 12735 -2 - Il apparaît, compte tenu de ce qui précède, que les bandes ren- forcées par un support, fabriquées selon la demande allemande mise à l'ins- pection publique sous le numéro 21 46 309 et transformées ultérieurement en joints d'étanchéité plats présentent des inconvénients non négligeables. L'état pâteux initial du matériau t-endre non métallique, préconisé par ce procédé connu, exige une forte teneur en caoutchouc, ce qui fait que les plaques d'étanchéité fabriquées à partir de ces plaques renforcées par un support n'offrent qu'une très faible résistance à la pression, un comporte- ment thermique insuffisant et une stabilité longitudinale et transversale absolument insuffisante. Par ailleurs, lors de la fabrication des bandes, la masse pâteuse du matériau tendre non métallique "colle" aux cylindres de calandrage Com- me cela a été précisé ci-dessus on essaie de supprimer cet inconvénient en ajoutant une certaine quantité d'eau Or, cette addition supplémentaire provoque un autre inconvénient, celui de réduire sensiblement l'adhérence de la masse pâteuse du matériau non métallique tendre sur le matériau por- teur, notamment lorsqu'il s'agit d'une tôle porteuse ne portant pas d'élé- ments d'adhérence mécaniques Il apparaît finalement qu'un tel matériau tendre non métallique ne se prête guère à la fabrication de joints d'étanchéité plats présentant les qualités requises énumérées ci-dessus. Il incombe à la présente invention de créer une bande ou une pla- que renforcée par un support du type défini ci-dessus, qui ne comporte aucun des inconvénients affectant tant les bandes ou les plaques connues renforcées par un support que les produits, notamment les joints d'étanchéité qui en sont fabriqués et qui puisse être fabriquée d'une manière simple et économique. Le problème ainsi posé est résolu selon l'invention par le fait que le matériau du porteur est de forme plate et que le revêtement en matériau tendre non métallique est constitué dans une tr>s large mesure d'un produit de base pulvérulent, d'origine minérale et ne contenant pas d'amiante. Pour la fabrication de la bande ou de la plaque renforcée par un support définie par l'invention, le matériau tendre non métallique utilisé ne se présente pas sous une forme initiale pateuse Il est ainsi possible de 12735 -3 - réduire avantageusement la teneur en caoutchouc, c'est-à-dire la teneur en agent liant et d'obtenir une grande résistance au fluage de la bande ou des joints d'étanchéité plats réalisés à partir de cette bande Un autre avantage important de l'invention réside dans le fait que l'on peut surseoir à diriger une eau additionnelle sur l es cylindres de calandrage, ce qui provoque avantageusement une bonne adhérence du matériau tendre non me- tallique appliqué par laminage sur le matériau porteur, et ce, même dans le cas oh ce support est une tôle ou une feuille ou un tissu, voire un tissu - non tissé à surface plane et lisse Ainsi l'invention permet de supprimer l O sur le matériau porteur tout dispositif d'adhérence mécanique Un résultat particulièrement avantageux qui découle de l'invention réside dans le fait que la bande ou la plaque renforcée par un support, ainsi que les produits qui en sont fabriqués, tels que les joints d'étanchéité plats et notamment les joints de culasse, sont beaucoup plus minces que les bandes ou les joints d'étanchéité plats actuellement connus. Selon une autre particularité essentielle de l'invention, celle-ci vise un procédé pour la fabrication d'une telle bande ou plaque renforcée par un support, selon lequel le matériau tendre non métallique est appliqué à l'aide des cylindres de calandrage successivement sur l'une et sur l'autre des deux faces du support, puis ensuite séché au four et vulcanisé, ce pro- cédé étant caractérisé essentiellement par le fait que pour chacune des - faces du matériau porteur à enrober, il existe une paire de cylindres ap- propriée et que le matériau tendre non métallique est appliqué sous une forme pulvérulente et par ruissellement sur la face à enrober directement en amont de la fente de passage entre les deux cylindres jumelés et que pour une même paire de cylindres la vitesse circonférentielle de l'un des deux cylindres est différente de la vitesse circonférentielle de l'autre. Cette vitesse de rotation différente d'un cylindre par rapport à l'autre dans chacune des paires a pour effet de provoquer une friction sur le matériau tendre non métallique appliqué sous une forme pulvérulente sur la face du matériau porteur et d'assurer ainsi une parfaite adhérence du matériau tendre sur le matériau porteur Cette vitesse circonférentielle 12735 4 - différente d'un cylindre par rapport à l'autre, permet par ailleurs de sur- seoir à l'application d'une quantité d'eau supplémentaire sur les cylindres de calandrage La suppression de cette eau améliore, comme cela a déjà été spécifié ci-dessus, l'adhérence du matériau tendre appliqué par lami- nage sur le matériau porteur Un autre avantage du procédé défini par l'in- vention réside dans le fait que l'on peut supprimer les dispositifs de trac- tion supplémentaire pour le matériau porteur, qui sont utilisés dans le ca- dre des processus de fabrication traditionnels. Par ailleurs, un avantage important de l'invention réside dans le fait que pour la majorité des cas l'encollage préalable du matériau porteur, c'est-à-dire avant l'application du revêtement, peut être supprimé. Par contre, l'invention n'exclut nullement l'utilisation de colles. Il est bien entendu recommandé d'appliquer une telle couche de colle sur le matériau porteur chaque fois que la bande définie par l'invention constitue le matériau de base pour la fabrication de joints de culasse installés libre- ment dans l'eau. Dans aucun cas, c'est-ha-dire que le matériau porteur ait été préa- lablement encollé ou non, il n'est utilisé'de séchoir pour la colle, lequel est pourtant utilisé dans le procédé connu défini dans la demande allemande mise à l'inspection publique sous le numéro 21 46 309, ce qui représente, comparé à cette demande allemande, une économie d'énergie non négligea- ble. Dans le cas oà, dans le cadre de la présente invention, il est fait usage d'une colle, il est recommandé de ne pas accélérer son séchage, étant donné que dans son état visqueux elle provoque une parfaite adhérence du matériau tendre non métallique sur le matériau porteur. Le procédé défini par l'invention permet, comme cela a déjà été précisé ci-dessus, d'obtenir l'adhérence voulue du matériau tendre non métallique sur le matériau porteur sans provoquer par ailleurs un collage contre les cylindres de la calandre et, a fortiori, l'avarie du revêtement. Un autre grand avantage de l'invention réside dans le fait que le séchage et la vulcanisation du matériau tendre non métallique s'effectuent dans un même four et au cours d'une seule et même opération Comparé aux procédés - connus, qui utilisent trois, voire quatre fours, le procédé défini par l'in- vention permet de réaliser des économies sensibles dans les domaines de l'acquisition, de l'encombrement et de l'énergie. D'autres économies dans le sens précité peuvent être réalisées par le fait que l'épaisseur, la densité et la précision dimensionnelle voulues du revêtement appliqué sont obtenues sans qu'il soit fait usage de cylindres de calibrage utilisés dans le cadre des procédés connus. Finalement, il y a encore lieu de souligner que, comparé à la technique connue, notamment à la demande allemande mise à l'inspection publique sous le numéro 21 46 309, le procédé défini par l'invention offre l'avantage que le matériau tendre non métallique n'exige ni malaxage, ni extrusion, ni mise en forme de tablettes. Ainsi le procédé défini par l'invention, qui s'effectue en une seule opération, permet de supprimer les opérations préalables onéreuses, notamment les opérations de sécurité, etc; telles qu'elles sont préconi- sées par la demande allemande mise à l'inspection publique sous le numéro 21 46 309 (voir en colonne 5, alinéa 3 de cette demande). D'autres avantages et caractéristiques de cette invention res- sortiront de la description ci-après, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif en référence a la figure unique qui représente une vue schématique en élévation d'un dis- positif défini par l'invention, pour la fabrication d'une bande renforcée par un support. La référence 10 désigne le r Matériau porteur sous forme d'une bande de tôle, ou d'une feuille ou d'un tissu, voire d'un tissu non tissé, déroulé d'un tambour non représenté sur le dessin Parmi les matériaux utilisables comme support, l'on pent citer le mriétal, les produits synthéti- ques et meme le papier La forme et la natir? de mnatériau porteur 10 sont déterminées en fonction de l'utilisation définit t de la bande ou de la feuille à réaliser Le sens du déroulement est indiqué par la fltche 11 Les sta- tions essentielles du dispositif représenté sont constituées de deux paires de cylindres de calandrage 12, 13 et 14, 15 et d'un four de séchage et de vul- 6- canisation 16 Un récipient 17, coordonné à chacune des paires 12, 13 et 14, 15, contient sous une forme pulvérulente et ruisselante le matériau tendre non métallique et assure son application dans la fente de passage entre les cylindres 12, 13 et 14, 15 de chacune des paires des cylindres de calandrage Le matériau tendre non métallique contenu dans chacun des réservoirs 17 est donc un produit pulvérulent et ruisselant. Le matériau tendre non métallique considéré isolément se com- pose de 80 % au moins de produits de base pulvérulents, d'origine minérale et ne contenant pas d'amiante, comme la roche pulvérisée par exemple, et de 6 % seulement d'agents liants; 1 e reste (normalement entre 3 et 14 %) étant constitué d'un matériau fibreux, sans teneur d'amiante comme par exemple les fibres de polyamide, de cellulose, voire d'autres fibres natu- relles ou synthétiques Le produit de base est constitué avantageusement d'ardoise finement pulvérisée, ce qui n'exclut pas l'utilisation d'autres pro- duits pulvérulents d'origine minérale et sans teneur d'amiante La fraction d'agents 'liants entrant dans la composition du matériau tendre non métalli- que se limite avantageusement à environ 6 % d'un mélange de caoutchouc et de toluène (à l'état primitif). Les matériaux cités sont mélangés dans un malaxeur pour cons- tituer le matériau tendre non métallique et pulvérulent voulu. Le procédé de fabrication à l'aide de l'installation présentée et commentée ci-dessus se déroule comme suit Le matériau porteur sous forme d'une bande de tôle, non encore enduite, passe entre deux rouleaux 18, 19 Ce matériel peut (c'est-à-dire en cas de besoin) être encollé sur la face supérieure La colle est contenue dans un réservoir 20 placé au-dessus du rouleau supérieur 18 Dans le cas o l'on vent procéder à l'encollage du matériau porteur 10, la colle "appelée" du réservoir 20 arrive par une con- duite d'amenée appropriée (non représentée sur le dessin) et s'applique sur le rouleau supérieur d'o elle parvient sur la face supérieure du matériau porteur 10 Puis ce matériau porteur 10 passe sur un rouleau de renvoi et abandonne ainsi son trajet horizontal pour se diriger, en position verticale, dans la fente de passage entre la première paire de cylindres de calandrage 12735 -7- 12, 13 A ce moment, le matériau tendre non métallique pulvérulent contenu dans le réservoir 20 ruisselle sur la face supérieure, encollée ou non, du matériau porteur Ensuite le matériau porteur 10 enduit sur l'une de ses faces passe sur un autre rouleau de renvoi 22 pour être dirigé dans le four 16 cité ci-dessus, dans lequel s'effectue un premier séchage du matériau tendre non métallique Sur tout le trajet de passage dans le four 16, le ma- tériau porteur 10, enduit sur l'une de ses faces, est soutenu par un certain nombre de rouleaux à roulement 23. Après avoir quitté le four 16 et après avoir été dévié deux fois de 90 par des rouleaux de renvoi 24, le matériau porteur 10 enduit sur l'une de ses faces arrive à la hauteur d'un deuxième dispositif d'encollage dont les éléments composants portent, par mesure de simplification, les mêmes chiffres d'identification que ceux du premier dispositif d'encollage 18, 19, déjà cité En transitant par ce dispositif, l'on peut procéder à l'encollage de la face non encore enduite du matériau porteur 10 Ensuite ce matériau porteur 10 passe sur le rouleau de renvoi 25, abandonne le parcours hori- zontal pour se diriger en position verticale dans la fente de passage entre la paire de cylindres 14, 15, o s'effectue le revêtement de la deuxième face, encollée ou non, du matériau porteur 10 par le matériau tendre non métalli- que pulvérulent, ruisselant du réservoir 17. Il est important de mentionner que la vitesse circonférentielle dif- fere d'un cylindre à l'autre au niveau d'une même paire de cylindres 12, 13 et 14, 15, dont le sens de rotation est indiqué par les flèches 26,27 et 28,29. Ces vitesses de rotation différentes provoquent un effet de friction sur le matériau tendre non métallique du revêtement. Le matériau porteur ainsi enduit de matériau tendre non métalli- que sur ses deux faces passe par d'autres rouleaux de renvoi 30 et aboutit de nouveau à l'intérieur du four 16 dans lequel s'effectue simultanément le séchage du revêtement de matériau tendre qui vient juste d'être appliqué et la vulcanisation des deux couches de ce matériau tendre Pour disposer à cet effet du temps nécessaire suffisamment long à l'intérieur du four, l'on y a disposé pour rallonger ce deuxième passage trois cylindres 31 d'un dia- mètre relativement important. 12735 -8- En quittant le four 16, la bande renforcée par un porteur passe par une dernière poulie de renvoi 32 et aboutit dans sa structure finale sur un tambour d'enroulement 33. Le procédé de revêtement qui concerne l'application d'une couche de matériau tendre non métallique 34, 35 sur les deux faces du matériau porteur 10 et qui a été commenté ci-dessus en référence au dessin annexé permet, en fonction des sollicitations futures des joints d'étanchéité plats, réalisés à partir de la bande, de déterminer pour les deux couches d'appli- cation 34, 35, la composition du matériau tendre non métallique et/ou son épaisseur d'application A cet effet, le revêtement 34 en matériau tendre non métallique appliqué sur l'une des faces du matériau porteur 10 peut être un composé de matériaux à forte résistance au frottement Bien enten- du, il ne s'agit là que d'exemples d'utilisation nullement limitatifs, qui se- rapportent à quelques cas d'application isolés du revêtement en matériau tendre 34,35. 12735 REVENDICATIONS 1 Bande ou plaque renforcée par un support, notamment pour la fabrication de joints d'étanchéité plats ainsi que pour la fabrication de plaques utilisées comme isolants thermiques comportant un matériau porteur en forme de plaque ou de bande enrobée d'un matériau tendre non métallique qui est constitué sur la base de matériaux fibreux et, le cas échéant, pulvérulents et qui contient un agent liant et vulcanisable, caractériséeen ce que le matériau tendre non métallique ( 34, 35) formant le revêtement est constitué essentiellement d'un matériau de base pulvérulent d'origine minérale et ne contenant pan d'amiante. 2 Bande ou plaque renforcée par un support selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau tendre non métallique constituant le re- vêtement ( 34, 35) est composé essentiellement de 80 % au moins de produits pulvérulents d'origine minérale, d'environ 6 % d'agents liants et de 14 %, au plus, de fibres ne contenant pas d'amiante. 3 Bande ou plaque renforcée par un support selon l'une quelconque des revendications l ou 2, caractérisée en ce que le matériau tendre non métallique ( 34, 35) constituant le revêtement est constitué de roche pulvéri- sée et de préférence d'ardoise pulvérisée comme substance de base, de caoutchouc synthétique (Latex) comme agent liant et de fibres naturelles ou synthétiques et de préférence de fibres organiques. 4 Bande ou plaque renforcée par un support selon l'une quelconque des revendications 1 à 3; caractérisée en ce que le matériau tendre non métallique ( 34, 35) constituant le revêtement bilatéral du matériau porteur ( 10) présente des compositions chimiques différentes et/ou des épaisseurs différentes, compte tenu des conditions d'tutilisation et de sollicitations futures. Bande ou plaque renforcée par un support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le revêtement ( 34) en matériau tendre non métallique appliqué sur l'une des faces du matériau porteur ( 10) est composé de matériaux à haute résistance au frottement. - 6 Bande ou plaque renforcée par un support selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le matériau porteur ( 10) à surfaces lisses peut être constitué d'une tôle, d'une feuille, d'un tissu, voire d'un tissu non tissé. 7 Bande ou plaque renforcée par un support selon la revendication 6, caractérisée en ce que le matériau porteur ( 10) peut être un métal, un polymère ou du papier. 8 Bande ou plaque renforcée par un support selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le revêtement en ma- tériau tendre non métallique ( 34, 35) présente sur l'une des faces au moins du matériau porteur ( 10) un tramage de préférence en forme de troncs de pyramide s. 9 Procédé de fabrication d'une bande ou d'une plaque renforcée par un support selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, qui consiste à appliquer le matériau tendre non métallique, à l'aide des cylindres de ca- landrage successivement sur l'une et sur l'autre des deux faces du support et de le diriger ensuite dans un four pour le séchage et la vulcanisation, caractérisé en ce que pour chacune des faces du matériau porteur ( 10) à enrober il existe une paire de cylindres appropriés ( 12, 13 et 14, 15) et en ce que le matériau tendre non métallique est appliqué sous une forme pulvéru- lente et par ruissellement sur la face à enrober, directement en amont de la fente de passage entre ces deux cylindres jumelés et en ce que pour une même paire de cylindres la vitesse circonférentielle de l'un de ces cylin- dres est différente de la vitesse circonférentielle de l'autre. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ma- tériau porteur ( 10) revêtu dans une première étape et sur l'une de ses faces seulement du matériau tendre non métallique aboutit, par l'intermédiaire des rouleaux de renvoi et de guidage ( 22, 23), dans un four ( 16) en vue du séchage de cette seule couche de matériau tendre non métallique puis, à la sortie du four, passe entre la deuxième paire de cylindres de calandrage ( 14, 15) o s'effectue le revêtement de la dèuxième face du matériau porteur ( 10) et en ce que ce matériau porteur ainsi enrobé sur ses deux faces est 12735 il - dirigé une nouvelle fois sur le four ( 16) dans lequel il passe par un certain nombre de rouleaux de renvoi ( 31) de manière que s'effectuenttat le séchage du matériau tendre non métallique appliqué sur la deuxième face que la vul- canisation de ce matériau tendre non métallique appliqué sur les deux faces. 11 Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'on peut encoller (à la hauteur des stations 18, 19, 20) le matériau porteur ( 10) avant d'y appliquer le revêtement ( 34, 35). 12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la colle contenue dans un récipient ( 20) placé dans chaque station ( 18, 19, 20) au-dessus du passage horizontal du matériau porteur ( 10) est appliquée sur ce dernier soit par une paire de rouleaux ( 18, 19), soit par un procédé de pulvérisation, soit encore par un procédé électrostatique traditionnel. 13 Application d'une bande ou d'une plaque selon l'une des reven- dications 1 à 8 à la réalisation d'un matériau de base d'un joint d'étanchéité plat, notamment d'un joint de culasse pour moteurs à combustion interne.