BE898289A

BE898289A - Procédé de fabrication d'un composite à microbilles de verres, d'objets décoratifs pour l'intérieur et l'extérieur ainsi que pour la décoration et la construction, à forte teneur en charge pour les produits obtenus

Info

Publication number: BE898289A
Application number: BE6/47903A
Authority: BE
Original assignee: Roulier Daniel
Priority date: 1983-11-22
Filing date: 1983-11-22
Publication date: 1984-05-22

Abstract

Procédé de fabrication permettant d'obtenir un composite plus léger, une amélioration de la densité en éliminant plus de 50 % des problèmes de dilation dûs aux chocs thermiques. Ce produit a une forte teneur en charge et on utilise des résines thermodurcissables à un maximum de 12 % et de 88 % de charges diverses dont 40 % minimum de la granulométrie à un maximum de 100 microns lors de la fabrication du mélange. Application à la réalisation d'élément décoratif d'intérieur ou extérieur, utilitaire ou autre dans la décoration ou la construction.

Description


  BREVET D'INVENTION

  
Procédé de fabrication d'un composite à microbilles de verre, d'objets décoratifs pour l'intérieur ou l'extérieur, nour la décoration et la construction à forte teneur en charge pour les nroduits obtenus. 

  
L'invention se rapporte à un matériau composite de microbilles de verre creuses ou pleines complétées avec des charges minérales, végétales ou de récupération en vue du recyclage de différents produits en provenance des ordures ménagères ou résidus à l'état de cendres de toute provenance, dans une large gamme de granulométrie et en une proportion de 95 % de charge et

  
de 5 % de résine thermodurcissable.

  
La qualité de surface sera soit brute ou alors recouverte d'une couche de protection appelée Gelcoat, l'aspect sera lisse, grainelé, mat, satiné ou brillant.

  
La gamme de granulométrie dont détail sera donné dans la suite de l'exposé sera de 88 à 95 % de charge et de 5 à 12 % de résine pour la rentabilité principale de ce matériau composite.

  
Dans l'état actuel de la technique, on connait divers béton de résine -utilisés dans la décoration ou dans la construction.

  
Les produits que l'on trouve actuellement sont plus chers par rapport au béton traditionnel ou à la pierre, utilisés soit en revêtement ou simplement en décoration.

  
La densité est toujours de 2 à 2,3 et leur dilatation importante, 30 à 35

  
 <EMI ID=1.1> 

  
et que leurs expositions peuvent leur faire subir des chocs thermiques différents. Que l'homogénéité de la pâte n'est pas parfaite et qu'il reste beaucoup de micro bulles et cela surtout lorsque l'on nroduit un béton de résine

  
 <EMI ID=2.1> 

  
chauffée, elle est déposée par plot dans les moules et cela emprisonne automatiquement de l'air entre soit le fond du moule ou sur une couche de protection (Gelcoat) et la charge et tout cela sur une table vibrante à basse fré-quence qui ne permet pas l'effet d'ébullition totale de la pâte - Oue leur procédé n'emploie que des charges sphériques.

  
L'invention s'est assignée pour tâche d'améliorer le composite à charge minérale et autres en éliminant les inconvénients indiqués ci=dessus, de telle façon qu'il se distinguée par une plus prande rigidité mécanique, un coéfficient à la rupture plus important; par un poids réduit et par un coùt de fabrication peu élevé tout en lui conservant une élasticité et une précision dimensionnelle constante:

  
L'invention n'a pas pour but d'imiter des pierres ou marbres existants mais  <EMI ID=3.1> 

  
le simple truchement de charge naturelle de teinte différente, par une granulométrie bien déterminée et d'éviter toutes utilisations de colorant.

  
Pour obtenir un produit de qualité, il est nécessaire de respecter plusieurs paramètres qui sont exposés ci-après dont toutes les proportions sont exprimées en poids.

  
L'invention de ce composite et de sa qualité réside dans le fait aue chaque mélange contient un pourcentage de 2 à 50 % de microbilles de verre, creuses ou pleines qui leur confère les avantages suivants : 

  
1) Diminution de la quantité de résine employée par rapport à un mélange normal dû à une plus grande fluidité.

  
2) Augmentation de l'homogénéité de la pâte par une élimination plus facile

  
des microbulles par effet de roulement à billes des microbilles de verre.

  
3) Diminution des risques de craquelures et de fissures au moment du durcissement de la pâte en lui diminuant le pic exothermique.

  
4) Diminution des risques de craquelures et de fissures dû aux effets néfastes

  
des chocs thermiques dûs aux variations de température.

  
5) Diminution de la densité de la pièce dans une proportion importante de

  
10 à plus de 50 % selon la pièce à fabriquer et les charges employées.

  
6) Diminution du coéfficient de dilatation de 10 à plus de 50 % selon la pièce

  
à fabriquer et les charges employées.

  
7) Amélioration de la résistance à l'impact par absorption du choc par les

  
microbilles.

  
8) Amélioration du composite à la résistance au feu pour classe MI-M2.

  
9) Amélioration du composite aux agents chimiques.

  
10) Amélioration du composite aux usures de frottement et aux rayures.

  
11) Amélioration du travail de finition.

  
12) Incorporation de tube métallique, aluminium, PVC etc... puisque avec ce

  
composite, il est possible de par son procédé de mélanpe de calculer le retrait exact du mélange ainsi que lui donner le coefficient de dilatation identique à celui du renfort incorporé dans la masse.

  
Ce composite a pour liant des résines thermodurcissables telles que : vinyl esther, astérite, plexit, polyester, Epoxy, acrylique etc...

  
 <EMI ID=4.1> 

  
(résistance au feu), alimentaires etc... 

  
De toute façon, elles doivent correspondre aux exigences technolopiques et de qualité demandées à la pièce fabriquée en vue de son utilisation.

  
Ces résines sont employées avec des initiateurs, des activateurs et des inhibiteurs.

  
Ils sont de qualités différentes selon l'action de durcissement demandé;

  
soit à température ambiante 18[deg.]

  
soit par apport d'énergie thermique (micro-onde, air puisé)

  
soit par rayonnement (ultra-violet)

  
On entend par énergie thermique, un apport de chaleur de minimum 80[deg.], soit par simple four tunnel équipé d'une résistance avec soufflerie, soit lampe infra-rouge, soit un courant haute fréquence (micro-onde).

  
Le four tunnel seul n'est pas très rentable. Il est donc très important de combiner ensemble un courant haute fréquence (micro-onde) à l'entrée du four tunnel qui donne en quelques secondes la température voulue de démarrage du durcissement et la pièce continue d'avancer automatiquement dans le four tunnel et peut-être démoulée à la sortie de celui-ci.

  
Les initiateurs à froid sont par exemple :
- Peroxyde de Benzole
- Peroxyde de l'auroyle
- Peroxyde de méthyléthylcétone à 50 % ou Peroxyde de cyclohexanone à 50 %

  
Peroxyde d'acetylacétone à 50 %

  
Les activateurs sont en général :
- de l'Octoate de Cobalt à 1 ou 10 % ou Dimethylaniline à 10 %

  
ou Diéthylaniline à 10 %

  
L'inhibiteur est du T-Butylcatéchol à 10 

  
ou du Tertio-Butylpyrocatéchine 

  
Les initiateurs à chaud sont :
- Peroxyde de Benzole
- Peroxyde de Méthylethylcétone
- Perbenzoate de tertiobutyle
- Peroxyde d'acétal

  
L'activateur est : Cobalt ou Vanadium L'invention de ce composite à microbilles permet d'utiliser toutes sortes -de charges spériques ou non comme mica, kaolin, graphite, Dolomite, silice, Quartz, poudre de bronze, cuivre etc...

  
En charge végétale, farine de bois, farine de mais, farine de noix, de coco, écaille de poisson etc...

  
Si on le désire, mais disons que seule la fiche thermique du matériau composite à fabriquer et selon le produit à obtenir, il neut-être rajouté dans les mélanges, afin de lui donner des qualités encore supérieures, des fibres de carbone, fibre d'amiante, fibre d'aramide, fibre d'acier, fibre de verre, fibre de polyacrylonitrile, argile expansée, kaolin calciné, borate de zinc, pièces métalliques, trioxide d'Antimoine, oxyde d'aluminium, Trihydrate d'alumine et hydroxyde d'aluminium, poudre de Carborundum Terre de Sienne.

  
Il est très important de respecter pour l'emploi de certains produits améliorants d'avoir recours à des agents de pontage, par exemple (verre et pièce métallique) pour avoir une adhérence complète sur ceux-ci et éviter un décollement (exemple : tube métallique fileté pour accrochape pour le scellement par tige filetée.

  
L'agent de pontage doit être stabilisé sur la granulométrie de verre aux pièces métalliques avant leur incorporation dans le mélange ou lors de leur placement au moment de la coulée dans le moule.

  
Il est donc utile de prévoir un bain de trempape et un poste de séchage dans l'installation car tous les produits ne sont pas pourvus de cet apent de Dontage.

  
Les moules pour la mise en forme des pièces à fabriauer peuvent être en acétate de cellulose, chlorure de polyvinyle, Polyuréthane, silicones, verre, polypropylène, époxy, polyester, métallique, bois stratifié etc...

  
Les moules en époxy et polyester peuvent être renforcés et chargés par de la poudre d'aluminium afin de faciliter le dégagement de chaleur de la nièce moulée lors de la réaction du pic exothermique.

  
L'invention se rapporte aussi sur le processus de mise en oeuvre pour une chaîne de production bien déterminée.

  
Les moules voyagent sur des chemins de roulement automatique ou manuel selon le poste de travail.

  
L'avantage du moule pré-chauffé est important pour l'application des démoulants qui sèchent plus rapidement, pour l'application du &#65533;elcoat qui risoue toujours sur un moule froid d'avoir un temps de durcissement plus long.

  
Cela peut engendrer des défauts qui ne sont visibles qu'après avoir démoulé la pièce d'où perte important de temps et matière première.

  
Après avoir pistolé la couche de Gelcoat avec ou sans microbilles de verre, le moule continue son avance sous un poste de polymérisation pendant un temps déterminé selon la forme de la pièce.

  
Lorsque le Gelcoat a atteint le poissage désiré, il est alors rempli de la pâte composite. Une fois le remplissage terminé, le moule est dirigé vers le poste de durcissement choisi :

  
1) Passage au poste de courant haute fréquence (micro-onde) où il

  
continue son durcissement et peut-être démoulé à la sortie du circuit;

  
2) En attente de durcissement, en coulé à température ambiante, cela

  
dépend de la forme ou de la grandeur de la pièce.

  
Dans le cas de malaxeur ou mélangeur : Température ambiante.

  
Le poids de résine thermoducissable et additif correspondant sont pompés automatiquement vers la cuve de mélange et elle est pré-chauffée à une temnérature de 30 à 40[deg.] en quelques secondes par micro-onde; elle est mélangée en quelques secondes.

  
Les charges pré-mélangées dont la quantité est déjà déterminée est nréchauffée aussi de 30 à 40[deg.] par four micro-onde au moment où elle est injectée dans la cuve par une vis mélangeuse, par compression ou simplement par effet d'apesanteur si la charge se trouve dans un silo d'attente.

  
Lorsque le mélange est terminé, il est déversé rapidement dans un entonnoir où est adapté une vis mélangeuse dont la tête est déterminée par la grandeur ou la forme du moule, cela permet un remplissage rapide du moule.

  
Le mélange ayant une température de 30 à 40[deg.] est d'une grande fluidité et est encore amélioré par le fait qu'il est chargé avec des microbilles de verre qui font effet de roulement à billes et le débullage s'en trouve facilité. La matière se répartit très bien dans le moule qui est lui-même déposé sur une table vibrante à haute fréquence.

  
Dans le cas d'utilisation d'une machine à vis mélangeuse et aui doit être adapté au composite pour une coulée en température ambiante, les résines sont directement pompées dans la machine. Les charges pré-mélangées arrivent en continu dans l'entonnoir de remplissage de la machine. 

  
La quantité de charge est préparée à l'avance car l'invention de ce composite est d'éliminer les colorants et de n'utiliser que des charges de teintes naturelles.

  
Le mélange se fait par la vis mélangeuse qui se trouve en sortie de l'appareil. Le mélange est aussi chauffé à une température de 30 à 40[deg.] lorsqu'il se déverse dans le moule déposé lui-même sur une table vibrante haute fréquence. L'invention se rapporte aussi pour ce nouveau matériau composite dans le cas d'une coulée continue dont le durcissement du mélange se fait par apport d'énergie thermique (four micro-onde)ou par rayonnement (ultra-violet), ce qui donne l'avantage de pouvoir préparer les mélanges plusieurs heures ou jours à l'avance.

  
Le produit, à une température bien déterminée, est poussé dans l'entonnoir d'une vis mélangeuse dont le diamètre détermine le débit (possibilité d'adapter le principe de pultrusion comme dans certains plastiques).

  
Le mélange passe alors sous un four tunnel dont le début est équipé, soit d'un rayonnement à ultra-son, soit d'un rayonnement ultra-violet et selon l'importance des pièces, elles peuvent être démoulées à la sortie du four; cela permet un rendement important donc un prix de revient énormément diminué par rapport à une autre chaîne de production.

  
L'invention de ce nouveau composite réside aussi de par la particularité de ces mélanges granulométriques dont détail ci-après.

  
Il est évident que ces exemples ne sont que quelques-unes des possibilités étant donné que l'on ne se sert pas de colorant pour les mélanges de ce composite.

  

 <EMI ID=5.1> 
 

  

 <EMI ID=6.1> 
 

  

 <EMI ID=7.1> 


  
L'invention est décrite plus en détail à titre d'illustration non limitative Exemple :

  

 <EMI ID=8.1> 


  
L'invention de ce composite à microbilles permet d'avoir une teneur en résine ne dépassant pas 12 % et 88 % de charge et en particulier 7 % de résine et
93 % de charge.

  
Le composite peut être fabriqué avec une couche de protection ou sans couche de protection.

  
1) S'il n'a pas de couche de protection.

  
 <EMI ID=9.1> 

  
de démoulage de qualités différente selon Que l'on veut obtenir un asnect brillant ou satiné.

  
2) Avec couche de protection ou de décoration.

  
a) Le Gelcoat : C'est une résine thermodurcissable rendu thixotrone.

  
Ce gelcoat est appliqué dans le moule avant le coulage de la pâte. Il sera traité pour résister au rayons ultra-violet et devra répondre aux qualités requises à l'utilisation de la nièce fabriquée et se trouvera toujours du côté de la belle face de la pièce.

  
b) Le Top-coat : C'est une couche de protection de résine thermodurcissable contenant une solution de paraffine pour éviter le poissage après polymérisation. Elle peut-être appliquée au pinceau, au pistolet sur l'arrière d'une plaque ou en coulé pour égaliser et protéger un bord brut (Exemple : partie supérieure de la paroi verticale d'une pièce en forme de L) soit pour la protéger des intempéries, soit pour l'esthétique visuelle de la pièce sans toutefois avoir une transparence, le produit a une apparence laiteuse et ne laisse pas apparaître les différentes granulométries. c) Une résine à brillant direct (genre Polylite BH 702)

  
Cette résine thermodurcissable est non inhibée par l'air et nermet d'obtenir, sans aucun traitement mécanique, une surface dure et brillante et peut être traitée aux ultra-violet.

  
Cette résine peut être appliquée par pistolage, au pinceau ou en coulé.

  
Cette résine a l'avantage de pouvoir donner une couche brillante sur les pièces après démoulage.

  
Ce procédé peut permettre une production en série très rentable pour pièce tels que : vase, vasque, cendrier, statuette etc..., car Pour ces articles il est très difficile de pouvoir réparer un gelcoat normal.

  
Ce procédé permet aussi au contraire du top-coat de recouvrir des parties brutes d'une pièce et de pouvoir laisser apparaître la granulométrie décorative des charges employées, donc une conservation d'esthétique de la pièce.

  
d) Le flocage : Consiste à projeter sur une surface enduite d'un adhésif approprié un très grand nombre de fibres courtes au flocs de oueloues 1/10 mm à 2 centimètres afin d'obtenir l'aspect d'un tissu suédé, d'un velours, d'un feutre, d'une fourrure selon le produit employé.

  
Les produits peuvent être du coton, nylon, rhovyl, sisal, laine, polyester, rayonne, acétate etc...

  
Les différents produits peuvent être employés selon leur qualité ou leur nécessité, par exemple, le rhovyl a une résistance à l'écrasement, hydrofuge et ininflammable.

  
Le flocage peut être employé pour décorer les faces arrières, table de salon ou autre, panneau décoratif comptoir, enfin tout ce oui peut demander une pièce de qualité décorative qui est vue de plusieurs faces
(exemples : cendrier, vase, tables etc..) e) Le principe peut aussi se faire avec des charges minérales d'une granulométrie bien déterminée et de teintes différentes même entre elles, selon le mélange. 

REVENDICATIONS

  
1/ Procédé de fabrication d'un matériau composite à microbilles de verre

  
creuses ou pleines dans un pourcentage de 5 à 50 % avec charge complémentaire, minérale, végétale ou de récupération en vue du recyclage de différents produits en provenance des ordures ménagères, undustrielles ou résidus à l'état de cendre de toute provenance dans les mélanges avec adjonction d'une résine thermodurcissable et d'obtenir des teneurs en résine de moins de 12 % réalisé dans un mélange dont la granulométrie doit avoir un minimum de 40 % de moins de 100 microns.

  
2/ Procédé de fabrication pour donner à ce matériau composite son caractère

  
et son identité propre à lui-même par un truchement bien déterminé de la granulométrie des charges de par leur couleur naturelle sans avoir recours à des colorants.

  
3/ Procédé d'ansimage pour les produits en verre et pièces métalliques leur

  
procurant une meilleure liaison avec la résine.

  
4/ Procédé de pré-chauffage rapide des mélanges par micro-ondes.

  
5/ Procédé de processus de chaîne de production à chaud par procédé de

  
réchauffement rapide par micro-ondes.

  
6/ Procédé de fabrication déterminant que chaque mélange comporte des microbilles de verre creuses ou pleines afin de lui procurer la qualité requise.

Claims

7/ Procédé de fabrication de la revendication 1 dont en découlent les avantages suivants :

- Diminution du retrait - Diminution des risques de craquelure et de fissurage - Diminution du pic exothermique - Diminution de la densité - Amélioration à l'impact dû au choc - Amélioration aux usures dues au frottement et aux rayures - Diminution du coéfficient de dilatation - Amélioration au choc thermique dû aux variations de température 8/ Procédé de fabrication de ce composite selon la revendication 1 pour le

durcissement par rayonnement ultra-violet et micro-onde.

9/ Procédé de fabrication de la revendication 1 par des mélanges avec résines

et adjuvant pour coulage à chaud dont la préparation peut se faire plusieurs heures et même plusieurs jours à l'avance.

La mise en oeuvre de mise en route se faisant par réchauffement rapide nar micro-ondes et les mélanges sont distribués par vis mélangeuse.

10/ Procédé selon la revendication 1 par le fait que les granulométries sont

d'une part 00, d'une part de 100 à 400, d'une part de 4 à 354 en microbilles.

11/ Procédé selon la revendication 1 par le fait que les granulométries sont,

d'une part de 00, d'une part de 100 à 400, d'une part de 400 à 800, d'une part de 4 à 354 en microbilles.

12/ Procédé selon la revendication 1 par le fait que les granulométries sont

d'une part 00, d'une part de 100 à 400, d'une part de 400 à 800, d'une part de 800 à 1200, d'une part de 4 à 840 en microbilles. <EMI ID=10.1>

d'une part de 00, d'une part de 100 à 400, d'une part de 400 à 800, d'une part de 800 à 1800, d'une part de 4 à 840 en microbilles.

14/ Procédé selon la revendication 1 par le fait que les granulométries sont

d'une part 00, d'une part de 100 à 400, d'une part 400 à 800, d'une part 800 à 1500, d'une part de 1500 à 2200, d'une part de 4 à 840 en microbilles.

15/ Procédé selon la revendication 1 par le fait que les granulométries sont

d'une part 00, d'une part de 100 à 800, d'une part de 800 à 1500, d'une part de 1500 à 2200, d'une part de 2200 à 4000, d'une nart de 4 à 840 en microbilles.

16/ Procédé selon la revendication 1 par le fait que les granulométries sont

d'une part 00, d'une part de 100 à 800, d'une nart de 800 à 2200, d'une part de 2200 à 4000, d'une part de 4000 à 7000, d'une nart de 4 à 840 en microbilles.

17/ Procédé selon la revendication 1 par le fait que les granulométries sont

d'une part 00, d'une part de 100 à 2200, d'une part de 2200 à 4500, d'une part de 4500 à 7000, d'une part de 7000 à 15000, d'une part de 4 à 840 en microbilles.

18/ Procédé selon la revendication 1 à 17, on obtient un mélange Résine de

7 % avec charge de 93 % avec un minimum de 40 % de granulométrie de moins de 100 microns. 19/ Procédé de fabrication selon revendication de 1 à 18 d'un exemple de

mélange :

<EMI ID=11.1>

20/ Procédé de fabrication par l'emploi de résine thermodurcissable comme

Vynil ester, astérite, plexit, polyester, Eooxy, acrylique etc...

21/ Procédé de fabrication par l'emploi pour l'amélioration de la résistance

au feu pour classe M1 - M2 de charge comme fibre d'amiante, Borate de zinc, Kaolin calciné, oxide d'aluminium, trioxide d'antimoine, Trihydrate d'alumine ou hydroxide d'aluminium cristalline.

22/ Procédé de fabrication selon les revendications 1 à 21 qui d'après le

procédé de mise en oeuvre de la matière donne la possibilité à celle-ci d'avoir le même coéfficient de dilatation que les tubes, barres ou tiges qu'elles soient métalliques, en aluminium, en PVC etc...

23/ Procédé de fabrication selon les revendications 1 à 22 selon le principe

de fabrication que l'on se sert de Gelcoat, de Top-coat, de résine à brillant direct, de flocage de finition, de charge minérale d'une granulométrie bien déterminée ainsi que de fibres artificielles ou naturelles pour leur donner selon la demande la qualité ou le fini demandé

à la mise en oeuvre de la pièce.

24/ Procédé de fabrication selon les revendications 1 à 24 pour tous objets

qui pourraient découler de cette invention aussi bien pour la décoration que pour la construction.