Procédé pour la fabrication de panneaux à partir d'une matière thernioplastique
On sait déjà fabriquer, à partir de matière thermoplastique, des panneaux, qui, dans de nombreux cas, peuvent remplacer les cartons, sur lesquels ils présentent de nombreux avantages, mais leur prix de revient élevé en limitait jusqu'à présent l'emploi.
Ce prix de revient élevé était dû essentiellement à l'importance du matériel nécessaire pour ces fabrications: la plupart des procédés connus ont en effet recours au calandrage, à l'injection ou à l'extrusion de la matière en poudre, les procédés connus opérant par pressage à chaud, doivent, d'autre part, recouvrir à des pressions élevées, de l'ordre de 50 kg/cm2, par suite de ce que les plateaux de la presse sont maintenus à une température qui est très inférieure à celle de décomposition de la matière thermoplastique utilisée (2200 C pour le chlorure de polyvinyle), et qui ne provoque donc qu'un ramollissement relativement faible de la matière.
Qu'ils aient été fabriqués par calandrage, injection ou extrusion, ces panneaux présentent une structure fibreuse, due à la formation de longues chaînes moléculaires, parallèles entres elles ; de cette structure, il résulte pour ces panneaux, une stabilité dimensionnelle médiocre, et une anisotropie mécanique importante, leur résistance à la traction, à la déchirure et à l'abrasion étant ainsi assez faible, surtout dans certaines directions.
D'autre part, la fabrication de panneaux par ces procédés connus donne lieu à un mélange intime de la matière utilisée, si bien que, si elle provient de déchets et que ceux-ci ont des couleurs différentes, le panneau qui en résulte présente une couleur mal déterminée, et n'a de ce fait qu'une faible valeur commerciale.
Enfin, les procédés connus mentionnés ne permettent pas l'utilisation de déchets de certaines résines, telles que le chlorure de polyvinyle, non plastifiées ou de résines, telles que le chlorure de ! polyvinyle, plas- tifiées ou non, contenant des fibres organiques (textiles, papiers...) ou des paotticules métalliques.
En effet, le calandrage ou l'extrusion de ces deux catégories de déchets s'est révélé pratiquement impossible, par suite de la température de ramollissement trop élevée des déchets de la première catégorie, et de l'impossibilité de lier convenablement entre eux par calandrage, ou extrusion, les déchets contenant des fibres organiques, ou des particules métalliques, comme ceux de la deuxième catégorie.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de panneaux à partir d'une matière thermoplastique par pressage à chaud qui, afin d'éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus, est caractérisé en ce qu'on forme une couche d'épaisseur uniforme de grains composés au moins en partie de matière thermoplastique et en ce qu'on fait exercer sur cette couche, par les deux plateaux d'une presse qui sont chauffés en permanence à une température un peu inférieure à très supérieure à la température de décomposition de ladite matière, tout d'abord une faible pression, pour chasser latéralement l'air que renferme la couche, puis une pression plus élevée, la couche pressée étant ensuite retirée de la presse, puis refroidie sous pression.
Ce procédé permet d'obtenir des panneaux satisfaisants en utilisant des grains préparés à partir de matières thermoplastiques provenant de déchets de toutes catégories, aussi bien qu'à partir de matières neuves.
Le procédé de l'invention permet de réduire les prix de revient des panneaux obtenus par le fait qu'il permet d'utiliser des pressions relativement basses, qui peuvent tre exercées par des presses de constitution simple n'entralnant par conséquent que des investissements peu importants.
I1 est possible au moyen du procédé selon l'invention d'obtenir des panneaux présentant une épaisseur importante, par exemple de plusieurs millimètres.
Les grains utilisés pourraient tre composés outre de Ia matière thermoplastique, de pigments colorés et/ou de charges.
Voici, par exemple, comment on pourrait mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; des grains composés de chlorure de polyvinyle non plastifié et d'une charge sont répartis en une couche régulière et d'épaisseur uniforme sur le plateau inférieur d'une presse dont les deux plateaux sont chauffés en permanence à une température voisine de 2200, la température qui est un peu supérieure à la température de décomposition de la matière des grains.
La couche formée est d'abord soumise, avant d'avoir atteint la température de la presse, à une faible pression, par exemple 200 g/cm2, pour chasser l'air qu'elle contient, et qui s'échappe par les bords de la couche. L'application d'une pression plus forte, par exemple de 2 kg/cm2, n'aurait pas ce résultat, car alors l'air ne s'échapperait qu'après le début de la fusion superficielle de la couche, en formant des cloques sur sa face supérieure en en altérant ainsi l'homogénéité.
Lorsqu'elle a atteint une température un peu inférieure à la température de décomposition du chlorure de polyvinyle, la couche est ensuite soumise à une pression plus forte; par exemple de 2 kg/cm2 pendant un intervalle de temps de 2 à 3 minutes envirion
La durée réduite du pressage à pression élevée est due à la température élevée des plateaux de la presse qui permet de vaincre rapidement l'importante inertie thermique de la matière traitée.
Les grains pourraient tre composés de 88 parties de chlorure de polyvinyle non plastifié, 10 parties de Tir2, et 2 parties de stéarate de plomb, et former une couche donnant finalement un panneau de 1,5 mm d'épaisseur. En utilisant une température plus élevée des plateaux de la presse, la durée du pressage à pression élevée pourra tre réduite comme l'indique le tableau ci-après
Température Durée
2000 C 3 minutes
2400 C 2 minutes 30 secondes
2600 C 2 minutes
2800 C 1 minute
3000 C 30 secondes
Lorsqu'on désire obtenir des plaques plus épaisses, il conviendra d'opérer sous une pression plus faible pour éviter un fluage trop important, et d'accrol- tre la température et/ou la durée du pressage de fa çon correspondante.
Dans l'exemple décrit, la répartition des grains en une couche uniforme sur le plateau de la presse peut tre effectuée en disposant sur le plateau de la presse une grille à mailles larges (par exemple 4 cm" pour un plateau de 1 m2) constituée par exemple par des fils métalliques tendus, l'épaisseur de la couche formée par les grains versés en vrac sur cette grille, étant uniformisée par le passage d'une raclette.
On peut aussi faire agir sur les grains un champ électrique dirigé vers le plateau inférieur de la presse, qui a été préalablement enduit d'une colle, de préférence un gel de matières plastiques, par exemple un mélange en proportions égales de phtalate de butyle, et de chlorure de polyvinyle, à raison d'environ 200 g par m2 du plateau.
Après le pressage à chaud le panneau est retiré de la presse et introduit dans une deuxième presse dont les plateaux sont refroidis par une circulation d'eau, et maintenu sous pression dans cette deuxième presse jusqu'à ce qu'il soit refroidi, la pression étant de préférence la mme que celle exercée dans la presse à chaud.
On pourrait aussi procéder comme suit: on forme une couche uniforme de grains à base de chlorure de polyvinyle entre deux plaques-supports et on la soumet avec les plaques à l'opération de pressage décrite ci-dessus. Les couches ainsi successivement pressées sont retirées de la presse chauffante à une température supérieure à 2000 C, et empilées avec leurs plaques-supports, par paquets de cinq à dix; chacun de ces paquets est alors transféré le plus rapidement possible dans une deuxième presse dont les plateaux sont chauffés à 1300 C seulement, qui le comprime également à environ 2 kg/cm-; chaque paquet est maintenu dans cette seconde presse un temps juste suffisant pour permettre de serrer les plaques et les feuilles qui le constituent à l'aide de brides ;
le paquet ainsi bridé est alors sorti aussitôt de la seconde presse, et laissé à l'air libre, où il revient lentement à la température ambiante, sous une pression voisine de la pression initiale grâce au serrage ainsi réalisé. Le transport d'une presse à l'autre est évidemment facilité par l'inertie thermique des couches.
Dans une variante du procédé précédemment décrit, on pourrait utiliser des grains composés de chlorure de polyvinyle non plastifié et d'une charge par exemple de la sciure de bois, des fibres de bois, du sulfate de Baryte, de la pâte à papier, dans la proportion de 50 %, ou mme davantage. Ceci permet d'obtenir des plaques ou des feuilles qui présentent une plus grande rigidité à chaud.
Bien entendu, on peut aussi obtenir des plaques renforcées d'une armature, par exemple en toile mé- tallique ou en matière fibreuse, telle qu'un textile ou un papier. Dans ce cas cette armature sera disposée sur le plateau inférieur de la presse avant la formation de la couche de grains, ou bien noyée dans cette couche.
Enfin, il est parfois avantageux d'ajouter à la couche de grains 1 à 2 % de paraffine, stéarine, ou d'un lubrifiant similaire.
Dans une variante des procédés décrits ci-dessus on pourrait utiliser des grains de chlorure de poly vinyle plastifié à 40 % ou de polystyrène. Dans ce cas l'opération de pressage à chaud peut s'effectuer comme l'indiquent les exemples suivants:
ler exemple
Epaisseur de la plaque 3 mm
Surface moyenne des grains 4 mm2
Température des plateaux de la presse 1600 C
Pression du pressage à pression plus élevée 2 kg/cm2
Durée de ce pressage. 15 minutes
2e exemple
Epaisseur de la plaque 1,5 mm
Surface moyenne des grains 1 mm2
Température des plateaux de la presse 1800 C
Pression du pressage à pression plus élevée .
1 kg/cm2
Durée de ce pressage 10 minutes
Les plaques ou les feuilles ainsi obtenues se présentent sous l'aspect de mosaïques, éventuellement diversement colorées, et elles ont une structure hétérogène granuleuse, qui leur confère des propriétés mécaniques très différentes de celles des plaques ou feuilles obtenues par exemple par calandrage, et ayant par suite une structure fibreuse; elles ne présentent en particulier aucune anisotropie mécanique, et leurs résistances à la traction, au déchirement et à l'abrasion, ainsi que leur stabilité dimensionnelle, sont très supérieures à celles des produits obtenus par calandrage ou extrusion.
Dans une variante des procédés décrits ci-dessus, on pourrait utiliser des grains de couleurs différentes, obtenus par exemple à partir de déchets de matière thermoplastique.
Les panneaux obtenus auront ainsi l'aspect d'une mosaique d'une grande valeur décorative.
Le cas échéant, on pourra obtenir des mosaïques de dessin déterminé en triant convenablement les grains de couleurs différentes, qui forment les parties superficielles de la couche soumise à l'opération de pressage à chaud.
Les panneaux obtenus au moyen des procédés décrits peuvent tre facilement réunis pour former des panneaux plus épais en soudant les uns aux autres plusieurs panneaux par l'action de la pression et de la chaleur.
On pourrait aussi utiliser des grains composés de caoutchouc, obtenus par exemple à partir de résidus de vieux pneus, additionnés de sulfate d'alumine, qui libère l'acide abiétique, qui se combine au caoutchouc.
Les panneaux obtenus comme décrit ci-dessus en utilisant des grains composés de chlorure de polyvinyle non plastifié et de pâte à papier, présentent des propriétés particulières très intéressantes, que n'ont ni le chlorure de polyvinyle, ni le carton ordinaire.
Ces panneaux, quoique combustibles, sont ininflammables, inertes à l'eau, ainsi qu'à la plupart des acides, des alcalis et des solvants organiques. En raison du très fort pouvoir absorbant des fibres végétales qui constituent la pâte à papier, la thermoplasticité de ces panneaux est très inférieure à celle du chlorure de polyvinyle, et leurs dimensions sont donc beaucoup plus stables, et leur tendance au fluage très réduite, ce qui leur ouvre une gamme d'utilisations interdites aux matières thermoplastiques courantes.
Si dans les procédés indiqués ci-dessus, le chlorure de polyvinyle auquel est mélangée la pâte à papier est plastifié, ou bien remplacé par du caoutchouc, on obtient un panneau similaire, quoique chimiquement moins résistant, mais qui est en revanche beaucoup plus souple.