Brevet FR2976515A1 — publié le 20121221

Procédé de fabrication d'un élément allongé en polychlorure de vinyle (PVC), notamment pour un cadre de fenêtre pour façade de bâtiment La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément allongé en polychlorure de vinyle (PVC), notamment destiné à former une partie d'un cadre de fenêtre pour façade de bâtiment. Il est courant d'utiliser un matériau PVC pour la fabrication de cadres de fenêtres pour façades de bâtiments, notamment d'éléments allongés destinés à être assemblés pour former de tels cadres. Afin de fabriquer de tels éléments allongés, il est possible de prévoir un procédé de fabrication d'un élément allongé en Polychlorure de Vinyle, notamment pour un cadre de fenêtre pour façade de bâtiment, comportant une étape de fourniture d'un matériau à base de Polychlorure de Vinyle, une étape d'extrusion du matériau de façon à former un élément profilé, et une étape de conformage de l'élément profilé, par passage de cet élément dans un dispositif de conformage. Le dispositif de conformage, également appelé conformateur, comporte généralement un logement de conformage, comprenant des parois de conformage, contre lesquelles l'élément profilé est plaqué, de sorte que ses dimensions sont calibrées en fonction de celles du conformateur. Les parois de conformage sont habituellement lisses, afin de donner un aspect lisse aux surfaces de l'élément qui y est conformé. Toutefois, de telles surfaces lisses sont facilement sujettes aux marques et salissures, telles que des rayures ou des traces de doigts. La présente invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant un procédé de fabrication d'un élément allongé en PVC présentant au moins une surface peu sensible aux marques et salissures. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un procédé de fabrication d'un élément allongé en Polychlorure de Vinyle, notamment pour un cadre de fenêtre pour façade de bâtiment, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de fourniture d'au moins un matériau à base de Polychlorure de Vinyle, - une étape d'extrusion du matériau de façon à former un élément profilé, - une étape de refroidissement d'au moins une surface de l'élément, et - une étape de conformage de l'élément, par passage de cet élément dans un dispositif de conformage. 2 Dans un procédé de fabrication de l'état de la technique, l'élément profilé présente une température élevée (environ 200°C) suite à son extrusion, et il est refroidi dans le conformateur de façon à y adopter les formes des parois de conformage. Conformément à l'invention, l'élément profilé est refroidi avant d'entrer dans le conformateur, si bien que les surfaces refroidies de cet élément sont moins malléables lors du passage de cet élément dans le conformateur. Ainsi, ces surfaces refroidies de l'élément n'adoptent pas l'aspect lisse des parois de conformage, mais présentent un aspect grainé ou satiné. Une surface présentant un tel aspect grainé ou satiné est moins sensible aux marques et salissures qu'une surface lisse, puisque de telles marques ou salissures sont moins visibles sur une telle surface grainée ou satinée que sur une surface lisse. Le procédé de fabrication selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. - L'étape de refroidissement est réalisée par contact de l'élément avec un organe de refroidissement. - L'organe de refroidissement présente une paroi refroidie de forme complémentaire à la surface à refroidir de l'élément, le long de laquelle cette surface à refroidir passe en contact au cours de l'étape de refroidissement. - La paroi refroidie de l'organe de refroidissement est grainée. - L'organe de refroidissement forme une plaque dont la paroi refroidie est délimitée par une partie du contour et par l'épaisseur de cette plaque. - La paroi refroidie présente une dimension, dans une direction de passage de l'élément en contact avec cette paroi refroidie, inférieure à 50 mm, de préférence environ égale à 20 mm. - L'étape de refroidissement est réalisée de façon à réduire la température de la surface de l'élément à moins de 170°C, de préférence à environ 160°C, avant l'étape de conformage. On connaît plusieurs types de matériaux PVC pour la réalisation de cadres de fenêtres. Par exemple, on appelle « PVC vierge » un matériau PVC de première utilisation, c'est-à-dire n'ayant jamais été extrudé avant la réalisation d'un tel cadre de fenêtre en PVC vierge. Un tel PVC vierge présente généralement un bon aspect esthétique, mais il est relativement coûteux. En revanche, un PVC ayant déjà été utilisé précédemment, réutilisé pour la réalisation d'un tel cadre de fenêtre, est appelé « PVC recyclé ». Un PVC recyclé est bien entendu moins coûteux qu'un PVC vierge, mais présente généralement un moins bon aspect esthétique. Dans les deux cas, le matériau PVC est généralement pigmenté pour présenter une couleur souhaitée. A cet effet, on connaît un procédé de coloration dans la masse, consistant notamment à disperser des pigments colorés en suspension dans la masse d'un matériau PVC. Le matériau ainsi obtenu est appelé « PVC coloré dans la masse ». Ce PVC coloré peut être extrudé de façon à former des éléments allongés, par exemple pour des cadres de fenêtre. On connaît également des procédés de colorisation par ajout d'un film coloré sur un élément en PVC vierge, par collage ou par laquage. Toutefois, ces procédés sont généralement difficiles à mettre en oeuvre, et peuvent donner un résultat insatisfaisant du fait de la relative fragilité d'un tel film coloré. En effet, un tel film coloré peut se retrouver décollé ou abîmé lors de la manipulation de l'élément réalisé ou en cas de choc, ce qui peut entraîner des défauts d'apparence. L'invention a également pour but de réaliser des cadres de fenêtres d'aspect équivalent à des cadres réalisés en PVC vierge, mais moins coûteux que de tels cadres. A cet effet, dans le procédé selon l'invention, l'étape de fourniture d'au moins un matériau comporte une étape de fourniture d'un premier matériau à base de Polychlorure de Vinyle, présentant une première composition, et une étape de fourniture d'un second matériau à base de Polychlorure de Vinyle, présentant une seconde composition différente de la première composition, et dans lequel l'étape d'extrusion est une étape de co-extrusion des premier et second matériaux, de façon à former l'élément de sorte que cet élément comporte une partie interne formée par le premier matériau, et une partie externe recouvrant au moins partiellement la partie interne, formée par le second matériau. On prévoit ainsi de réaliser un élément par co-extrusion de deux matériaux à base de polychlorure de vinyle présentant des compositions différentes, notamment un élément en PVC dont la partie interne est réalisée en PVC recyclé, peu coûteux, et dont la partie externe est réalisée en PVC vierge afin de fournir un bon aspect externe. On notera que, deux matériaux à base de PVC étant chimiquement compatibles, les premier et second matériaux sont reliés entre eux de manière robuste et efficace lors de la co-extrusion. Le procédé de fabrication selon l'invention peut enfin comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. - Le premier matériau est un matériau PVC recyclé. - Le matériau PVC recyclé est obtenu, au moins en partie, par le recyclage de chutes provenant de la découpe d'éléments co-extrudés précédemment. - Le second matériau est un matériau PVC vierge. - La partie externe présente une épaisseur supérieure à 0.5 mm. L'invention concerne également une installation pour la fabrication d'un élément allongé en Polychlorure de Vinyle, notamment pour un cadre de fenêtre pour façade de bâtiment, comportant : - un dispositif d'extrusion d'au moins un matériau à base de Polychlorure de Vinyle, propre à extruder le matériau en un élément allongé, et - un dispositif de conformage, dans lequel l'élément allongé est destiné à passer pour y être conformé, caractérisé en ce qu'elle comporte un organe de refroidissement, agencé entre le dispositif d'extrusion et le dispositif de conformage, de sorte qu'au moins une surface de l'élément allongé soit refroidie par l'organe de refroidissement avant de passer dans le dispositif de conformage. L'invention concerne enfin un élément de cadre de fenêtre en Polychlorure de Vinyle pour façade de bâtiment, de forme générale allongée, caractérisé en ce que qu'il présente au moins une surface grainée. De manière optionnelle, l'élément de cadre de fenêtre comporte une partie interne réalisée en un premier matériau à base de Polychlorure de Vinyle, et une partie externe recouvrant au moins partiellement la partie interne, réalisée en un second matériau Polychlorure de Vinyle différent du premier, la partie externe portant la surface grainée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées parmi lesquelles : la Figure 1 représente schématiquement les étapes d'un procédé de fabrication selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ; la Figure 2 représente schématiquement une étape de co-extrusion du procédé de la Figure 1 ; la Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un élément allongé fabriqué à l'aide du procédé de la Figure 1 ; et la Figure 4 représente en partie une installation de fabrication d'un élément allongé, pour la réalisation du procédé de la figure 1. On a représenté, sur la Figure 1, des étapes d'un procédé de fabrication d'un élément allongé en PVC, par exemple un élément de cadre de fenêtre pour façade de bâtiment. Ce procédé est réalisé au moyen d'une installation 8 de fabrication d'éléments allongés, qui sera décrite ultérieurement. Le procédé comporte une étape de fourniture d'au moins un matériau à base de polychlorure de vinyle. Par exemple, cette étape de fourniture comporte une étape 100 de fourniture d'un premier matériau à base de polychlorure de vinyle 10, et une étape 110 de fourniture d'un second matériau à base de polychlorure de vinyle 12. Le premier matériau 10 est choisi pour être peu coûteux, et le second matériau 12 est choisi pour présenter un bon aspect. Ainsi, de préférence, le premier matériau 10 est un PVC recyclé, et le second matériau 12 est un PVC vierge. Avantageusement, le second matériau 12 comporte des pigments, blancs ou colorés, en suspension dans sa masse, ces pigments pouvant être choisis parmi toutes les couleurs désirées. Un tel second matériau 12 est obtenu à l'aide d'un procédé classique de colorisation dans la masse. De préférence, les pigments sont choisis pour être peu sensibles aux ultraviolets, afin de limiter les élévations de température au sein de l'élément en PVC lorsqu'il demeure au soleil. Le procédé comporte ensuite une étape 120 d'extrusion du matériau fourni. Dans l'exemple représenté, l'étape 120 est une étape de co-extrusion des premier 10 et second 12 matériaux. Au cours de cette étape de co-extrusion 120, le premier matériau 10 et le second matériau 12 sont introduits dans deux entrées distinctes d'une filière de co-extrusion 14 de l'installation 8. Ces matériaux 10, 12 sont introduits sous forme de poudre ou de granulés dans un cylindre chauffant respectif, à l'intérieur duquel chaque matériau est poussé par une vis sans fin. Chaque matériau 10, 12 ainsi chauffé, généralement jusqu'à environ 200°C, ramollit jusqu'à présenter une consistance pâteuse, puis il est comprimé pour passer à travers la filière 14 qui lui donne une forme souhaitée. Les premier 10 et second 12 matériaux pâteux arrivent dans la filière en contact l'un avec l'autre, de sorte que le second matériau 12 recouvre au moins partiellement le premier matériau 10 en adhérant à ce premier matériau PVC 10. On notera que, les deux matériaux étant en PVC, ils sont chimiquement compatibles, si bien qu'un accrochage robuste et fiable est réalisé entre ces deux matériaux 10, 12. Suite à cette étape de co-extrusion 120, on obtient un élément profilé 16 tel que représenté sur la Figure 3. L'élément 16 comporte une partie interne 18, formée par le premier matériau 10, et une partie externe 20, formée par le second matériau PVC 12. On notera que l'élément 16 est moins coûteux qu'un élément entièrement réalisé en PVC vierge, du fait qu'il est en partie réalisé en PVC recyclé. Par ailleurs, la partie externe 20 présente un aspect satisfaisant, du fait qu'elle est réalisée en PVC vierge. Cette partie externe 20 peut présenter n'importe quelle couleur souhaitée, en fonction des pigments dispersés dans le second matériau 12. En outre, il apparaît qu'un matériau PVC coloré dans la masse par pigmentation présente un bon comportement au vieillissement. Ainsi, l'élément 16 est propre à conserver sa coloration apparente, sans détérioration, pendant une longue durée. Enfin, un matériau PVC en général, donc le second matériau 12 en particulier, présente une bonne résistance aux chocs, si bien que les risques de détérioration de l'aspect de la partie externe 20 en cas de chocs sont limités. On notera que la partie interne 18 présente de préférence une épaisseur d'au moins 2 millimètres, et la partie externe 20 présente de préférence une épaisseur d'au moins 0.5 mm, par exemple une épaisseur comprise entre 0.5 et 0.8 millimètres. Le procédé de fabrication selon l'invention comporte ensuite une étape 125 de refroidissement d'au moins une surface 22 de l'élément 16. La surface 22 est formée par une fraction du profil de l'élément profilé 16, par exemple une fraction destinée à être visible lorsque l'élément 16 est assemblé avec d'autres éléments pour former un cadre de fenêtre. A cet effet, l'installation 8 comporte un organe de refroidissement 24, agencé entre la filière d'extrusion 14 et un dispositif de conformage 26, connu en soi, qui sera décrit ultérieurement plus en détail. Cet organe de refroidissement 24 est par exemple fixé à l'entrée du dispositif de conformage 26, dès la sortie de la filière d'extrusion 14. L'organe de refroidissement 24 présente une paroi refroidie 28 de forme complémentaire à la surface 22 à refroidir de l'élément 16. Au cours de l'étape de refroidissement 125, la surface 22 à refroidir passe en contact le long de la paroi refroidie 28, de sorte que sa température diminue, de préférence entre 130 et 170°, par exemple jusqu'à environ 160°. A cet effet, la paroi 28 est refroidie au moyen d'un liquide refroidissant, par exemple au moyen d'eau à 12°C. On notera que cette température de 160° permet de consolider la surface 22 tout en gardant un élément 16 malléable pour son passage dans le conformateur 26. D'autres températures sont toutefois envisageables, tant qu'elles permettent d'obtenir un résultat similaire. De préférence, la paroi refroidie 28 de l'organe de refroidissement 24 est grainée, afin de préparer un grainage de la surface 22. L'organe de refroidissement 24 pourrait présenter n'importe quelle forme envisageable. Par exemple, cet organe de refroidissement 24 forme une plaque dont la paroi refroidie 28 est délimitée par une partie du contour et par l'épaisseur de cette plaque 24, comme cela est représenté sur la figure 4. Avantageusement, mais de manière non limitative, la paroi refroidie 28 présente une dimension, dans une direction de passage de l'élément 16 en contact avec cette paroi refroidie 28, inférieure à 50 mm, de préférence environ égale à 20 mm. Lorsque l'organe de refroidissement 24 présente la forme d'une plaque, cette dimension correspond à l'épaisseur de cette plaque 24. Le procédé de fabrication selon l'invention comporte ensuite une étape 130 de conformage de l'élément co-extrudé 16, par passage de cet élément co-extrudé 16 dans le dispositif de conformage 26, habituellement appelé conformateur. A cet effet, le conformateur 26 comporte un logement de conformage 30, comprenant des parois de conformage, contre lesquelles l'élément co-extrudé 16 est plaqué, de sorte que ses dimensions sont calibrées en fonction de celles du conformateur. Habituellement, les parois de conformage comportent de fines fentes, permettant de faire le vide de façon à plaquer les surfaces de l'élément 16 contre ces parois de conformage. Les parois de conformage sont refroidies, par exemple par contact avec de l'eau fraîche, afin de refroidir l'élément 16 en contact avec ces parois de sorte que cet élément 16 se solidifie. Du fait que l'élément 16 est refroidi avant l'entrer dans le conformateur 26, chaque surface refroidie 22 de cet élément 16 est moins malléable lors du passage de cet élément 16 dans ce conformateur 26. Ainsi, chaque surface refroidie 22 de l'élément n'adopte pas l'aspect lisse des parois de conformage, mais présente un aspect grainé ou satiné. Un tel aspect satiné permet de masquer d'éventuels défauts d'aspect de la partie externe 20. En outre, une surface satinée est habituellement moins salissante qu'une surface lisse. On notera que la température précitée de 160° de la surface 22 est adaptée pour que l'élément 16 puisse être conformé de cette manière. On obtient, en sortie de ce conformateur, des barres de matériau sortant en continu, découpées par exemple tous les 6 mètres pour permettre la manutention de ces barres. Ces barres sont par exemple utilisées pour la fabrication de cadres de fenêtres, et sont à cet effet découpées au cours d'une étape 135 pour obtenir des éléments de cadres de longueurs choisies. Cette étape 135 de découpe des barres génère habituellement des chutes, qui sont récupérées au cours d'une étape 140. Ces chutes sont recyclées au cours d'une étape 150 par un procédé classique de recyclage de PVC, de façon à former un matériau PVC recyclé qui pourrait former, seul ou en combinaison avec un matériau PVC vierge ou un autre matériau PVC recyclé, un premier matériau 10 qui sera fourni lors d'une étape ultérieure de fourniture 100 d'un tel premier matériau pour la fabrication d'un autre élément allongé. Il apparaît que le procédé selon l'invention permet un recyclage très aisé des chutes, contrairement à un élément en PVC recouvert d'un film coloré comme dans l'état de la technique. On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. En particulier, chaque élément allongé pourrait être réalisé uniquement en PVC vierge. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un élément allongé (16) en Polychlorure de Vinyle (PVC), notamment pour un cadre de fenêtre pour façade de bâtiment, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape (100, 110) de fourniture d'au moins un matériau (10, 12) à base de Polychlorure de Vinyle, - une étape (120) d'extrusion du matériau (10, 12) de façon à former un élément profilé (16), - une étape (125) de refroidissement d'au moins une surface (22) de l'élément (16), et - une étape (130) de conformage de l'élément (16), par passage de cet élément (16) dans un dispositif de conformage (26). 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l'étape de refroidissement (125) est réalisée par contact de l'élément (16) avec un organe de refroidissement (24). 3. Procédé de fabrication selon la revendication 2, dans lequel l'organe de refroidissement (24) présente une paroi refroidie (28) de forme complémentaire à la surface à refroidir (22) de l'élément (16), le long de laquelle cette surface à refroidir (22) passe en contact au cours de l'étape de refroidissement (125). 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3, dans lequel la paroi refroidie (28) de l'organe de refroidissement (24) est grainée. 5. Procédé de fabrication selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l'organe de refroidissement (24) forme une plaque dont la paroi refroidie (28) est délimitée par une partie du contour et par l'épaisseur de cette plaque. 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la paroi refroidie (28) présente une dimension, dans une direction de passage de l'élément (16) en contact avec cette paroi refroidie (28), inférieure à 50 mm, de préférence environ égale à 20 mm. 7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de refroidissement (125) est réalisée de façon à réduire la température de la surface (22) de l'élément (16) à moins de 170°C, de préférence à environ 160°C, avant l'étape de conformage (130). 8. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de fourniture d'au moins un matériau comporte une étape (100) de fourniture d'un premier matériau à base de Polychlorure de Vinyle (10), présentant unepremière composition, et une étape (110) de fourniture d'un second matériau à base de Polychlorure de Vinyle (12), présentant une seconde composition différente de la première composition, et dans lequel l'étape d'extrusion est une étape de co-extrusion des premier (10) et second (12) matériaux, de façon à former l'élément (16) de sorte que cet élément (16) comporte une partie interne (18) formée par le premier matériau (10), et une partie externe (20) recouvrant au moins partiellement la partie interne (18), formée par le second matériau (12). 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, dans lequel le premier matériau (10) est un matériau PVC recyclé. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, dans lequel le matériau PVC recyclé est obtenu, au moins en partie, par le recyclage (150) de chutes provenant de la découpe (135) d'éléments co-extrudés précédemment. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le second matériau (12) est un matériau PVC vierge. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel la partie externe (20) présente une épaisseur supérieure à 0.5 mm. 13. Installation (8) pour la fabrication d'un élément allongé (16) en Polychlorure de Vinyle (PVC), notamment pour un cadre de fenêtre pour façade de bâtiment, comportant : - un dispositif (14) d'extrusion d'au moins un matériau (10, 12) à base de Polychlorure de Vinyle, propre à extruder le matériau (10, 12) en un élément allongé (16), et - un dispositif de conformage (26), dans lequel l'élément allongé (16) est destiné à passer pour y être conformé, caractérisé en ce qu'elle comporte un organe de refroidissement (24), agencé entre le dispositif d'extrusion (14) et le dispositif de conformage (26), de sorte qu'au moins une surface (22) de l'élément allongé (16) soit refroidie par l'organe de refroidissement (24) avant de passer dans le dispositif de conformage (26). 14. Elément (16) de cadre de fenêtre en Polychlorure de Vinyle pour façade de bâtiment, de forme générale allongée, caractérisé en ce que qu'il présente au moins une surface (22) grainée. 15. Elément (16) de cadre de fenêtre selon la revendication 14, comportant : - une partie interne (18) réalisée en un premier matériau à base de Polychlorure de Vinyle (10), et - une partie externe (20) recouvrant au moins partiellement la partie interne (18), réalisée en un second matériau Polychlorure de Vinyle (12) différent du premier (10), la partie externe portant la surface grainée.