Brevet FR2828132A1 — publié le 20030207

La présente invention concerne un matériau en plaque ou en feuille à structure dite "alvéolaire", c'est-à-dire comprenant deux parois parallèles qui forment les faces principales du matériau et une série de cloisons, parallèles les unes aux autres et le plus souvent perpendiculaires à ces parois, qui relient ces parois entre elles. L'invention concerne également un procédé de fabrication de ce matériau et un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Un matériau présentant une telle structure alvéolaire est connu. Ce matériau est réalisé en une pièce par extrusion, au moyen d'une extrudeuse dont la filière est équipée d'une filière de calibrage, cette filière de calibrage permettant de conférer à la matière extrudée ladite structure alvéolaire. Selon les épaisseurs desdites parois et cloisons, ce type de matériau est utilisé notamment pour constituer des parois de bâtiments, telles que des toitures de vérandas, des panneaux publicitaires, des intercalaires ou des palettes de manutention, ou des boîtes pour archives, entre autres. Ce matériau existant a pour avantage d'être rigide dans la direction longitudinale desdites cloisons. Par contre, ce matériau présente plusieurs inconvénients, à savoir : - faible rigidité selon une direction perpendiculaire auxdites cloisons, qui induit un risque important de pliage involontaire selon cette direction ; - risque d'écrasement du matériau, l'ensemble des cloisons pouvant se plier dans le même sens par rapport aux parois respectives ; - aspect de surface peu attractif, lesdites cloisons formant une série de lignes parallèles visibles sur la face extérieure desdites parois ; - rendements assez faibles des extrudeuses ; - investissement très lourd concernant ces extrudeuses ; - difficultés d'utilisation des filières de calibrage. La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients. À cet effet, le matériau qu'elle concerne comprend deux couches de matériau assemblées l'une à l'autre, à savoir : - une première couche comprenant une paroi propre à constituer l'une desdites parois qui forment les faces principales du matériau à obtenir et présentant des nervures faisant saillie de l'une des faces de cette paroi, qui constituent lesdites cloisons, et - une deuxième couche comprenant une paroi propre à constituer l'autre desdites parois qui forment les faces principales du matériau à obtenir, reliée aux extrémités libres des nervures de la première couche. Ce matériau peut ainsi présenter des couches de natures différentes selon les besoins. En particulier, les matériaux de ces deux couches peuvent être différents. De plus, ces première et deuxième couches peuvent être réalisées autrement que par extrusion de sorte qu'elles peuvent comprendre des aspects de surface ou des conformations ne pouvant être obtenus sur un matériau extrudé, ou ne pouvant être obtenus que difficilement sur un tel matériau extrudé. Notamment, l'une et/ou l'autre des faces principales extérieures desdites parois de ces deux couches peuvent présenter un grainage au niveau de leur face extérieure. En outre et surtout, selon une forme de réalisation particulièrement intéressante de l'invention, ladite première couche peut être extrudée et calandrée de sorte que lesdites nervures, destinées à former les cloisons du matériau, peuvent ne pas être rectilignes et/ou peuvent ne pas être parallèles entre elles. Le matériau selon l'invention présente ainsi une rigidité selon au moins deux directions. Les nervures, dont les zones de raccordement à la paroi de ladite première couche restent plus ou moins visibles sur la face extérieure de cette paroi, permettent, par leur forme particulière, de créer un aspect décoratif particulier. Ces nervures peuvent notamment avoir une forme non rectiligne, notamment ondulée, circulaires, et/ou ne pas être parallèles. Elles peuvent se croiser de telle sorte qu'elles délimitent entre elles des espaces fermés, par exemple de forme circulaire, hexagonale ou en losange. Dans le cas de tels espaces fermés, toute circulation d'air au travers du matériau est empêchée, ce qui renforce les propriétés d'isolation thermique de ce matériau. Cette caractéristique peut être intéressante dans certaines applications liées notamment à une utilisation du matériau dans le domaine du bâtiment, de l'électroménager (isolation de réfrigérateur par exemple), ou manutention (intercalaires dans le domaine alimentaire). La possibilité d'obtention de ladite première couche par extrusion/calandrage selon l'invention donne également plus de liberté dans la forme qu'il est possible de conférer, en section transversale, aux nervures. Ces dernières peuvent notamment présenter une base élargie, qui assure leur liaison rigide à ladite paroi de cette première couche. Cette liaison rigide permet de réduire fortement tout risque de pliage des nervures par rapport à cette paroi. À titre d'exemple non limitatif, les dimensions suivantes peuvent être indiquées pour un matériau ayant 3 à 4 mm d'épaisseur : - épaisseur de la couche de fond de ladite première couche : 0,2 à 0,5 mm ; - espacement des nervures : environ 3 mm ; - hauteur des nervures : 2 à 3 mm ; - épaisseur des nervures au niveau de leur base : 0,3 à 0,5 mm ; au niveau de leurs extrémités libres : 0,2 mm ; - épaisseur de ladite deuxième couche : 0, 2 à 0,5 mm. Le procédé selon l'invention comprend quant à lui les étapes consistant : - à extruder une matière thermoplastique au moyen d'une extrudeuse de type classique et d'une filière plate classique conformant cette matière en une couche ; - à utiliser une calandre comportant au moins un cylindre dans lequel sont aménagées des rainures ayant la forme recherchée pour lesdites nervures et à faire passer ladite couche contre ce cylindre alors que la matière de cette couche est à l'état plastique, de telle sorte que ce passage aménage, par fluage de la matière dans lesdites rainures, des nervures sur l'une des faces de cette couche, formant ainsi ladite première couche ; - à utiliser deux cylindres d'assemblage, situés en aval du cylindre à rainures, et à faire passer ladite première couche ainsi constituée entre ces cylindres, et - à alimenter ladite deuxième couche entre ces deux cylindres d'assemblage de telle sorte que cette deuxième couche passe entre ces cylindres sensiblement à la même vitesse que la première couche et vienne intimement en application sur les extrémités libres des nervures de cette première couche. Le matériau selon l'invention peut ainsi être fabriqué sans utilisation d'une filière de calibrage telle que citée plus haut, et peut être mis en oeuvre à l'aide d'une installation de type classique, excepté ledit cylindre comprenant lesdites rainures. L'aménagement de ces rainures dans ce cylindre peut être réalisé par des méthodes bien connues telles que"impression molette", fraisage, meulage, électroérosion, attaque chimique. La liaison entre la première et la deuxième couches peut être réalisée par tout moyen approprié tel que thermofusion ou collage. De préférence, un matériau thermoplastique est utilisé pour constituer également ladite deuxième couche, et le procédé comprend l'étape consistant à échauffer au moins la face de cette deuxième couche destinée à venir en application contre lesdites nervures jusqu'à une température proche du point de fusion du matériau constitutif de cette deuxième couche, juste avant le passage de cette couche entre lesdits cylindres d'assemblage. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé comprend, quant à lui : - une extrudeuse de type classique et une filière plate classique conformant la matière extrudée en une couche ; - une calandre comportant au moins un cylindre dans lequel sont aménagées des rainures ayant la forme recherchée pour lesdites nervures, ladite couche extrudée passant contre ce cylindre alors que la matière de cette couche est à l'état plastique de telle sorte que lesdites rainures aménagent des nervures sur l'une des faces de cette couche, formant ainsi ladite première couche ; - deux cylindres d'assemblage, situés en aval du cylindre à rainures, entre lesquels passe cette première couche, et - des moyens d'alimentation de ladite deuxième couche de telle sorte que cette deuxième couche passe entre les deux cylindres d'assemblage sensiblement à la même vitesse que la première couche et vienne intimement en application sur les extrémités libres des nervures de cette première couche. Lorsqu'un matériau thermoplastique est utilisé pour constituer ladite deuxième couche, le dispositif comprend des moyens pour échauffer cette deuxième couche jusqu'à une température proche du point de fusion du matériau constitutif de cette couche, juste avant le passage de cette couche entre lesdits cylindres d'assemblage. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée du matériau et du dispositif d'obtention de ce matériau, qu'elle concerne. La figure 1 est une vue du matériau, de côté ; la figure 2 en est une vue de dessus, et la figure 3 est une vue très simplifiée du dispositif d'obtention de ce matériau. Les figures 1 et 2 représentent un matériau 1 en plaque ou en feuille à structure dite "alvéolaire", c'est-à-dire comprenant deux parois parallèles 2,3 qui forment les faces principales du matériau 1 et une série de cloisons 4 perpendiculaires à ces parois 2,3, qui relient ces parois 2,3 entre elles. Le matériau 1 est formé par assemblage de deux couches 5,6 en matière thermoplastique, assemblées l'une à l'autre. La couche 5 comprend une paroi qui constitue la paroi 2 et des nervures faisant saillie de l'une des faces de cette paroi, qui constituent les cloisons 4. La couche 6 comprend une paroi qui constitue la paroi 3, reliée aux extrémités libres des nervures de la couche 5. Comme le montre la figure 2, ces nervures présentent une forme ondulée dans le sens longitudinal, de sorte qu'elles confèrent au matériau 1 une rigidité tant selon leur direction longitudinale que selon une direction perpendiculaire à cette direction longitudinale. La figure 1 montre que les nervures présentent en outre une base élargie, qui assure leur liaison rigide à ladite paroi de la couche 5. La liaison des couches 5 et 6 est réalisée par thermofusion, ainsi que cela apparaîtra plus loin. En référence à la figure 3, il apparaît que le dispositif d'obtention du matériau 1 comprend une extrudeuse 10, une filière 11, deux cylindres 12, 13, un cylindre 14, un cylindre de stockage 15, un appareil de chauffage 16 et un train de rouleaux de refroidissement 17. L'extrudeuse 10 est de type classique. La filière 11 est de type"plate", c'est-à-dire qu'elle extrude la matière sous forme d'une couche. Les deux cylindres 12,13 sont contrarotatifs et situés en regard de la sortie de la filière 11, de sorte qu'ils captent la couche extrudée. Le cylindre 12 comprend des rainures de forme ondulée, aménagées radialement vers l'intérieur, à partir de sa surface périphérique. Ces rainures ont la forme ondulée recherchée pour les nervures précitées. L'entraxe des deux cylindres 12,13 est réglé de telle sorte que l'espace que délimitent ces cylindres 12, 13 entre eux a une hauteur inférieure à l'épaisseur de la couche extrudée, de sorte que le passage de cette couche entre ces cylindres 12,13 réalise un fluage de la matière constituant la couche dans lesdites rainures, ce fluage permettant d'aménager lesdites nervures et de constituer ainsi ladite première couche 5. Le cylindre 14 est situé en aval du cylindre 12 et délimite, avec le cylindre 13, un espace de hauteur correspondant sensiblement à l'épaisseur du matériau 1. Ladite première couche 5, telle que façonnée par les cylindres 12 et 13, passe entre ces cylindres 13 et 14. Le cylindre de stockage 15 contient une réserve de ladite deuxième couche 6 et alimente cette couche 6 entre les cylindres 13 et 14, de telle sorte que cette deuxième couche 6 passe entre les deux cylindres 13, 14 sensiblement à la même vitesse que la première couche 5 et vienne intimement en application sur les extrémités libres des nervures de cette première couche 5. L'appareil de chauffage 16 échauffe la matière de la deuxième couche 6 de manière à la rendre plastique au niveau de la face de cette couche 6 tournée vers la couche 5. Le train de rouleaux de refroidissement 17 est de type classique. Ainsi qu'il apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un matériau présentant de nombreux avantages par rapport aux matériaux homologues de la technique antérieure, en particulier : - possibilité de couches 5,6 de natures différentes selon les besoins ; - possibilité de réaliser les couches 5,6 autrement que par extrusion de sorte que ces couches peuvent comprendre des aspects de surface ou des conformations ne pouvant être obtenus sur un matériau extrudé, ou ne pouvant être obtenus que difficilement sur un tel matériau extrudé, notamment les bases élargies des nervures 4 ; - rigidité du matériau selon au moins deux directions ; - possibilité de créer un aspect décoratif particulier sur la face extérieure de la paroi 2, les zones de raccordement des nervures à cette paroi 2 restant plus ou moins visibles sur cette face extérieure ; - liaison rigide des nervures à la paroi 2, résultant des bases élargies de ces nervures. - possibilité d'utilisation d'extrudeuses et de filières classiques. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation entrant dans le champ de protection défini par les revendications ci-annexées. Ainsi, le cylindre 13 peut être rainuré et le cylindre 12 être lisse ; dans ce cas, la couche 6 est appliquée sur le sommet des nervures au moyen d'un autre cylindre d'application qui vient emprisonner les deux couches entre lui et le cylindre 14. REVENDICATIONS 1-Matériau en plaque ou en feuille à structure dite "alvéolaire", c'est-à-dire comprenant deux parois (2,3) qui forment les faces principales du matériau et une série de cloisons (4), perpendiculaires à ces parois (2, 3), qui relient ces parois (2,3) entre elles ; matériau caractérisé en ce qu'il comprend deux couches de matériau (5,6) assemblées l'une à l'autre, à savoir : - une première couche (5), comprenant une paroi propre à constituer l'une desdites parois (2) qui forment les faces principales du matériau (1) à obtenir, et présentant des nervures faisant saillie de l'une des faces de cette paroi, qui constituent lesdites cloisons (4), et - une deuxième couche (6) comprenant une paroi propre à constituer l'autre desdites parois (3) qui forment les faces principales du matériau (1) à obtenir, reliée aux extrémités libres des nervures de la première couche (5). 2 - Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième couches (5,6) présentent des natures différentes. 3 - Matériau selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites nervures ne sont pas rectilignes et/ou ne sont pas parallèles entre elles. 4 - Matériau selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites nervures ont une forme non rectiligne, notamment ondulée ou circulaires, et/ou ne sont pas parallèles. 5 - Matériau selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites nervures se croisent et délimitent entre elles des espaces fermés, par exemple de forme circulaire, hexagonale ou en losange. 6 - Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les nervures présentent une base élargie. 7-Procédé de fabrication du matériau selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant : - à extruder une matière thermoplastique au moyen d'une extrudeuse (10) de type classique et d'une filière plate classique (11) conformant cette matière en une couche ; - à utiliser une calandre comportant au moins un cylindre (12) dans lequel sont aménagées des rainures ayant la forme recherchée pour lesdites nervures, et à faire passer ladite couche contre ce cylindre (12) alors que la matière de cette couche est à l'état plastique, de telle sorte que ce passage aménage, par fluage de la matière dans lesdites rainures, des nervures sur l'une des faces de cette couche, formant ainsi ladite première couche (5) ; - à utiliser deux cylindres d'assemblage (13,14), situés en aval du cylindre (12) à rainures, et à faire passer ladite première couche (5) ainsi constituée entre ces cylindres (13,14), et - à alimenter ladite deuxième couche (6) entre ces deux cylindres d'assemblage (13,14) de telle sorte que cette deuxième couche (6) passe entre ces cylindres (13,14) sensiblement à la même vitesse que la première couche (5) et vienne intimement en application sur les extrémités libres des nervures de cette première couche (5). 8 - Procédé selon la revendication 7, dans lequel un matériau thermoplastique est utilisé pour constituer ladite deuxième couche (6), caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à échauffer au moins la face de cette deuxième couche (6) destinée à venir en application contre lesdites nervures jusqu'à une température proche du point de fusion du matériau constitutif de cette deuxième couche (6), juste avant le passage de cette couche (6) entre lesdits cylindres d'assemblage (13,14). 9-Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend : - une extrudeuse (10) de type classique et une filière plate classique (11) conformant la matière extrudée en une couche ; - une calandre comportant au moins un cylindre (12) dans lequel sont aménagées des rainures ayant la forme recherchée pour lesdites nervures, ladite couche extrudée passant contre ce cylindre (12) alors que la matière de cette couche est à l'état plastique de telle sorte que lesdites rainures aménagent des nervures sur l'une des faces de cette couche, formant ainsi ladite première couche (5) ; - deux cylindres d'assemblage (13,14), situés en aval du cylindre (12) à rainures, entre lesquels passe cette première couche (5), et - des moyens (15) d'alimentation de ladite deuxième couche (6) de telle sorte que cette deuxième couche (6) passe entre les deux cylindres d'assemblage (13,14) sensiblement à la même vitesse que la première couche (5) et vienne intimement en application sur les extrémités libres des nervures de cette première couche (5). 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (16) pour échauffer ladite deuxième couche (6) jusqu'à une température proche du point de fusion du matériau constitutif de cette couche (6), juste avant le passage de cette couche (6) entre lesdits cylindres d'assemblage (13,14).