Brevet FR2693678A1 — publié le 19940121

La présente invention concerne une tôle sandwich perfectionnée et un procédé de fabrication de cette tôle sandwich. Les tôles sandwichs ont des propriétés d'amortis- sement des vibrations qui sont mises à profit en parti- culier pour réduire la propagation du bruit. Les tôles sandwichs sont utilisées par exemple pour la fabrication d'éléments de carrosserie de véhicu- les ou de panneaux d'habillage d'appareils ménagers. On connaît déjà dans l'état de la technique des tôles sandwichs comportant deux tôles métalliques exter- nes entre lesquelles est intercalée une couche de polymè- re. Il est connu de protéger une tôle métallique contre la corrosion en déposant sur ses faces un revête- ment de zinc ou d'alliage de zinc par voie électroly- tique La tôle métallique défile dans une cellule élec- trolytique contenant un bain d'ions à déposer sur la tôle La tôle est en contact avec des rouleaux conduc- teurs d'électricité, formant cathode, et au moins une anode est placée en regard de chaque rouleau En alimen- tant électriquement chaque couple rouleau conducteur- anode, on forme un revêtement électrolytique de zinc ou d'alliage de zinc sur la face de la tôle opposée au rouleau. Il n'est pas possible de former un revêtement électrolytique sur une tôle sandwich de type connu en utilisant une cellule électrolytique telle que décrite ci-dessus En effet, si on fait défiler la tôle sandwich sur les rouleaux conducteurs, la face de la tôle sandwich opposée aux rouleaux est isolée électriquement par la couche de polymère, ce qui empêche le dépôt de métal. On a donc proposé, pour protéger les faces métalliques d'une tôle sandwich contre la corrosion de revêtir séparément les tôles métalliques par un dépôt électrolytique avant leur assemblage avec la couche de polymère. Cette technique a pour inconvénient la nécessité de connaître à l'avance qu'elle sera l'utilisation future de la tôle sandwich afin de savoir s'il faut utiliser ou non pour sa fabrication des tôles comportant un revête- ment électrolytique. L'invention a pour but de simplifier la fabrica- tion des tôles sandwichs comprenant un revêtement élec- trolytique, en particulier un revêtement contenant du zinc ou un alliage de zinc. A cet effet, l'invention a pour objet une tôle sandwich comprenant deux tôles métalliques externes entre lesquelles est intercalée une couche de polymère, la face libre d'au moins un des tôles métalliques comportant un revêtement métallique, caractérisée en ce que la couche de polymère est chargée de grains métalliques en contact avec les deux tôles métalliques externes à la fois. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: la proportion de grains métalliques dans la couche de polymère est de 5 % à 25 % en masse ou de 0,75 % à 3,75 % en volume; les grains métalliques sont fabriqués dans un matériau plus ductile que le matériau constituant les tôles métalliques; les grains ont une dimension, dans une direc- tion sensiblement transversale à l'épaisseur E de la couche de polymère, supérieure à cette épaisseur E; la tôle sandwich comprend des tôles métalliques en acier selon la norme française super ES, et une couche de polymère comprenant du polyuréthane chargée de grains de nickel pur selon une proportion de 20 % en masse environ; le revêtement métallique comprend principale- ment du zinc. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une tôle sandwich telle que définie ci- dessus, caractérisé en ce qu'on effectue les étapes suivantes: on applique sur une face d'une première tôle métallique une couche de polymère liquide chargée de grains métalliques sensiblement sphériques de diamètre D supérieur à l'épaisseur E de la couche de polymère de la tôle sandwich finale; on applique une seconde tôle métallique sur la face libre de la couche de polymère; on chauffe l'ensemble tôles métalliques- polymère; simultanément au chauffage, on presse les deux tôles métalliques l'une contre l'autre de façon à écraser légèrement les grains métalliques; et on dépose, par voie électrolytique, un revête- ment métallique sur la face libre d'au moins une des tôles métalliques. Suivant d'autres caractéristiques de ce procédé: les grains ont un diamètre D vérifiant la relation suivante: 1,l E de cette couche par chauffage. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-dessous en se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue en coupe schématique d'une tôle sandwich selon l'invention. On voit sur la figure une tôle sandwich selon l'invention désignée par la référence générale 10. La tôle 10 comprend deux tôles métalliques 12,14 externes entre lesquelles est intercalée une couche 16 de polymère contenant des grains métalliques 18. Les grains 18 sont constitués d'un matériau plus ductile que celui des tôles métalliques 12,14. Chacune des faces externes des tôles métalliques 12,14 est recouverte d'un revêtement métallique 20,22 destiné à protéger la tôle sandwich 10 contre la corro- sion. On décrira maintenant les matériaux constituant les différents éléments de la tôle sandwich 10 décrite dans cet exemple. Les tôles métalliques 12,14 sont en acier selon la norme française super ES, du type calmé additionné de titane avec carbone dégazé sous vide, et ont une épais- seur de 0,4 mm. La couche 16 de polymère est en polyuréthane thermoplastique et a une épaisseur de 50 pm. Les grains métalliques 18 sont en nickel pur et ont une dimension adaptée pour assurer leur contact avec les deux tôles 12,14 à la fois La dimension des grains 18 et leur proportion dans la couche de polymère 16 seront précisées ultérieurement. Les revêtements 20,22 comprennent du zinc ou un alliage de zinc et de nickel et ont une épaisseur d'envi- ron 10 pm. On décrira maintenant un procédé de fabrication de la tôle 10. Dans un premier temps, on applique sur une première tôle métallique 12 une couche de polymère 16 liquide contenant des grains métalliques 18 à peu près sphériques. Les grains métalliques ont un diamètre D véri- fiant la relation suivante: 1,1 E dans laquelle E est l'épaisseur de la couche de polymère 16 de la tôle sandwich finale. Dans l'exemple décrit, E = 50 pm et D = 1,5 E = pm. La proportion de grains métalliques 18 dans la couche de polymère 16 est de 5 % à 25 % en masse, ce qui; correspond à peu près à une proportion de 0, 75 % à 3,75 % en volume. Dans l'exemple décrit, la proportion de grains métalliques 18 dans la couche de polymère 16 est d'envi- ron 20 % en masse, ce qui correspond à environ 3 % en volume. Ensuite, on fait évaporer le solvant contenu dans la couche de polymère 16 par chauffage. On applique la seconde tôle métallique 14 sur la face libre de la couche de polymère 16. On chauffe, l'ensemble tôles métalliques-couche de polymère de façon à durcir le polymère et à le faire adhérer sur les faces en regard des tôles 12,14. Pendant le chauffage, on presse les deux tôles métalliques 12,14 l'une contre l'autre de manière que la couche de polymère 16 ait une épaisseur E souhaitée et que les grains métalliques 18, de diamètre D supérieur à l'épaisseur E de la couche 16, soient légèrement écrasés et déformés entre les tôles métalliques 12,14 plus dures que les grains. De cette façon, les grains métalliques 18 sont en contact avec les deux tôles métalliques 12,14 à la fois. Les grains 18 déformés ont une dimension, suivant l'é- paisseur E, égale à cette épaisseur E et une dimension, dans une direction sensiblement transversale à l'épais- seur E, supérieure à cette épaisseur E. On obtient ainsi une tôle sandwich dont la couche de polymère intermédiaire est chargée de grains métalli- ques permettant de relier électriquement les deux tôles métalliques. Les opérations qu'on vient de décrire peuvent être réalisées en continu en utilisant des moyens de défilement des tôles métalliques, des moyens d'applica- tion de la couche de polymère, des moyens de chauffage et des moyens de compression de types connus. On décrira maintenant le dépôt par voie électro- lytique des revêtements métalliques contenant du zinc sur les faces externes des tôles métalliques 12,14 de la tôle sandwich Cette opération est appelée habituellement électrozingage. On fait défiler la tôle sandwich dans un bain d'au moins une cellule électrolytique, de type connu, contenant des ions de zinc à déposer sur les faces de la tôle. De manière classique, la cellule électrolytique comprend des rouleaux conducteurs d'électricité, formant cathode, en contact avec une des faces de la tôle sand- wich, et au moins une anode placée en regard de chaque rouleau Chaque couple rouleau conducteur-anode est alimenté en courant électrique d'intensité appropriée pouvant atteindre, voire dépasser, 50 A/dm 2. Les grains métalliques 18 relient électriquement les deux tôles métalliques 12,14 de la tôle sandwich de manière qu'elles sont au même potentiel électrique que les rouleaux formant cathode. Le métal de revêtement contenu dans le bain est donc transporté sous l'effet du courant d'électrolyse entre les anodes et la face de la tôle sandwich opposée aux rouleaux. On fait défiler la tôle entre les rouleaux de façon que ses deux faces soient alternativement en contact avec un des rouleaux afin de déposer un revête- ment sur les deux faces de la tôle sandwich. La proportion de grains métalliques dans la couche de polymère étant supérieure à 5 % en masse, on obtient une bonne conduction électrique entre les deux tôles métalliques de la tôle sandwich Ceci permet de revêtir par électrozingage les faces externes des tôles métalliques de la tôle sandwich après leur assemblage avec la couche de polymère. Par ailleurs, la proportion de grains métalliques dans la couche de polymère étant inférieure à 25 % en masse, la tôle sandwich a une bonne capacité d'amortisse- ment. L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation décrit. La tôle sandwich peut comporter un revêtement électrolytique sur une seule de ses faces. La tôle sandwich peut comporter des revêtements électrolytiques différents sur chacune de ses faces. La tôle sandwich peut comporter deux tôles métalliques constituées de matériaux métalliques diffé- rents. La couche de polymère peut comprendre d'autres polymères que le polyuréthane, par exemple du polychlo- rure de vinyle ou du polyester. La couche de polymère peut contenir des grains métalliques de formes diverses fabriqués dans des maté- riaux bons conducteurs d'électricité autres que le nickel, en particulier le fer, le chrome, le cuivre et l'aluminium. L'invention comporte de nombreux avantages. En particulier, le revêtement métallique peut être déposé sur les faces externes des tôles métalliques de la tôle sandwich après leur assemblage avec la couche de polymère. Le revêtement métallique de la tôle sandwich peut être déposé par voie électrolytique dans des installa- tions de type connu. REVENDICATIONS 1 Tôle sandwich comprenant deux tôles métalli- ques externes ( 12,14) entre lesquelles est intercalée une couche ( 16) de polymère, la face libre d'au moins une des tôles métalliques ( 12, 14) comportant un revêtement métallique ( 20,22), caractérisée en ce que la couche ( 16) de polymère est chargée de grains métalliques ( 18) en contact avec les deux tôles métalliques externes ( 12,14) à la fois. 2 Tôle sandwich selon la revendication 1, caractérisée en ce que la proportion de grains métalli- ques ( 18) dans la couche ( 16) de polymère est de 5 % à 25 % en masse ou de 0,75 % à 3,75 % en volume. 3 Tôle sandwich selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les grains métalliques ( 18) sont fabriqués dans un matériau plus ductile que le matériau constituant les tôles métalliques ( 12,14). 4 Tôle sandwich selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les grains ( 18) ont une dimension, dans une direction sensiblement transversale à l'épaisseur E de la couche ( 16) de polymè- re, supérieure à cette épaisseur E. Tôle sandwich selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des tôles métalliques en acier selon la norme française super ES, et une couche ( 16) de polymère comprenant du polyuréthane chargée de grains ( 18) de nickel pur selon une proportion de 20 % en masse environ. 6 Tôle sandwich selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le revête- ment ( 20,22) métallique comprend principalement du zinc. 7 Procédé de fabrication d'une tôle sandwich selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue les étapes suivantes: on applique sur une face d'une première tôle métallique ( 12,14) une couche ( 16) de polymère liquide chargée de grains métalliques ( 18) sensiblement sphéri- ques de diamètre D supérieur à l'épaisseur E de la couche ( 16) de polymère de la tôle sandwich finale; on applique une seconde tôle métallique ( 12,14) sur la face libre de la couche ( 16) de polymère; on chauffe l'ensemble tôles métalliques- polymère ( 12,14,16); simultanément au chauffage, on presse les deux tôles métalliques ( 12,14) l'une contre l'autre de façon à écraser légèrement les grains métalliques ( 18); et on dépose, par voie électrolytique, un revête- ment métallique ( 20,22) sur la face libre d'au moins une des tôles métalliques ( 12,14). 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les grains ( 18) ont un diamètre D vérifiant la relation suivante: 1,1 E 9 Procédé selon la revendication 7 ou 8, carac- térisé en ce que la couche ( 16) de polymère comprend du polyuréthane et est chargée de grains ( 18) de nickel pur ayant un diamètre D à peu près égal à 1,5 E. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 7 à 9, caractérisé en ce qu'après application de la couche ( 16) de polymère sur la première tôle métallique ( 12,14), on fait évaporer le solvant de cette couche ( 16) par chauffage.