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"Panneau de construction et son procédé de fabrication"
La présente invention concerne d'une façon générale un panneau de construction et son procédé de fabrication, et plus particulièrement le procédé de fa- brication d'un panneau de construction en une résine synthétique mousse.
Les résines synthétiques mousses, telles que le polyuréthane, sont connues pour avoir d'excellentes propriétés isolantes ainsi qu'une excellente résistance à l'abrasion et à l'usure. Ces mousses ont été principa- lement utilisées dans le domaine de la construction comme charges pour des matériaux de construction. Habituelle- ment, les matériaux de construction, comme la contre-
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plaqué, présentent la résine mousse de polyuréthane intercalée entre deux panneaux extérieurs. Ceci permet de tirer profit des excellentes propriétés isolantes de la résine mousse de polyuréthane.
Toutefois, le contre- plaqué est nécessaire du fait que le polyuréthane mousse ne présente pas la résistance mécanique nécessaire pour résister aux efforts qu'il devrait supporter s'il était utilisé couine seul matériau de construction. Par consé- quent, les fabricants de matériaux de construction de la technique antérieure utilisaient le oontreplaqué ou autre matériau de construction pour fournir la résistance méoa- nique nécessaire à des résines synthétiques mousses mou- lées.
Le polyuréthane, ainsi que d'autres résines mousses synthétiques, ont été moulés pour former un pan- neau de paroi. Toutefois, ces mousses moulées sont fragi- les, et comme précédemment indiqué, ne présentent pas une résistance mécanique suffisante. Cependant, les panneaux ne son* pas utilisés par exemple comme murs, mais sont utilisés principalement lorsque la résistance mécanique et la fragilité ne constituent pas un facteur, simplement comme revêtement de paroi ou de mur, tel qu'un panneau de plâtre.
La présente invention utilise un panneau de construction en résine synthétique mousse qui a les pro- priétés avantageuses de résistance à l'abrasion, de ré- sistance à l'usure et isolantes des résines synthétiques mousses et qui a également la rigidité nécessaire pour résister aux efforts auxquels sont soumis les panneaux de construction supportant une charge, comme des murs.
Par conséquent, la présente invention se
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propose notamment de fournir : -. un panneau de construction en résine synthétique mousse renforcée ; - un panneau de construction en résine synthétique mousse qui peut être utilisé comme mur d'une maison ou d'une construction analogue ; - un procédé de formation d'un panneau de construc. tion en polyuréthane mousse ; - un panneau de construction renforce en mousse de polyuréthane.
D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre fai- te en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une élévation de face de panneaux de construction montés, construis suivant la présente invention ; - la figure 2 est une élévation de côté suivant la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue par-dessus d'une partie du panneau de construction de la présente invention, cer- taines pièces étant en arrachement pour montrer les par- ties se trouvant au-dessous ; - la figure 4 est une coupe transversale partielle d'un panneau de construction construit suivant une autre forme de réalisation de la présente invention ; - la figure 5 est une vue par-dessus d'un panneau de construction construit suivant une autre forme de réa- lisation de la présente invention ;
- la figure 6 represente une coupe partielle corres- pondant à une partie de la figure 5 ; ; et, - la figure 7 est un vue en perspective par-dessus
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d'un panneau de construction suivant une autre forme de réalisation de la présente invention ; - les figures 8 à 10 sont analogues aux figures 1 à
3, et ne. montrent que la variante de la présente inven- tion ; - la figure 11 est une élévation de côté d'une structure réticulée ; et, - les figures 12 et 13 sont des vues en plan d'au- tres variantes.
Les panneaux de construction de la présente invention sont faits à partir d'une résine synthétique mousse appropriée quelconque, c'est-à-dire des perles de polystyrène mousse telles que le "Pelaspan 8" et le "Pe- laspan 18", des paillettes de polystyrène, une résine époxyde, un polyuréthane du type polyester et un poly- uréthane du type polyéther. Les panneaux de support de charge de la présente invention sont faits au moyen de procédés classiques de formation et de moulage de résines synthétiques. Les panneaux sont construits à partir d'une mousse versée à la main par charges individuelles ou mé- langée mécaniquement, puis est mûrie par les procédés utilisant la température ambiante ou une température éle- vée.
Les procédés utilisant une température élevée ont recours à des éléments de chauffage internes comme la va- peur d'eau, une huile chaude ou un moyen électrique à l'intérieur du moule, ou les procédés extérieurs utili- sant une étuve du type à caisson ou à charges individuel- les. La densité du panneau moulé en résine synthétique mousse dans lequel est noyé le moyen do renforcement est comprise entre 0,0272 et 0,24 g/cm.
Une résine préférée pour le panneau du construc-
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tion de la présenta inventif est le polyuréthane. On forme le panneau en préparant un mélange moussable essen- tiellement homogène d'un polyisocyanato, d'une substance organique contenant de l'hydrogène actif capable de for- mer une structure de polyuréthane avec le polyisocyanate , et un agent de soufflage de la mousse; en versant dans le moule ce mélange, qui contient un(; quantité suffisan- te des composants pour engendrer une masse de mousse qui exerce une pression suffisante sur la surface du moule;
en permettant le moussage et le mûrissage du mélange dans le moule ae façon que la pression positive ainsi obtenue forme un objet présentant une peau ou un revêtement lisse et en enlevant du moule un objet ayant un aspect lisse présentant une structure comprenant un noyau en mousse.
Pour faire mousser et mûrir le produit, il est préférable d'utiliser un moule fermé dans lequel sont ' fixés des moyens de renforcement et en chargeant le moule en excès avec le mélange des réactifs, c'est-à-dire que l'on verse une plus grande quantité du mélange dans le moule qua celle qui serait nécessaire pour remplir toute la cavité du moule avec de la mousse. La charge en excès du mélange donne une mousse qui exerce.une pression posi-' tive, c'est-à-dire de 0,14 à 1,4 kg/cm2 sur toutes les surfaces du moule, ce qui aide à former une croûte sur l'objet moulé et qui améliore son aspect-final, comme dé- crit ci-dessus. On peut utiliser un purgeur pour régler la pression du moule.
On peut également fabriquer le panneau on utili- sant un procédé de moussage dans lequel un pistolet pré- sente un.ajutage de mélange de façon à pouvoir mélanger la matière, et l'introduire dans le moule du panneau.
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On forme un panneau de la présente invention en prenant un mélange moussable de 100 parties en poids d'une résine et de 87 parties en poids d'un prépolymère, et en agitant vigoureusement à 25 C. On verse ensuite le mélange dans un moule. On ferme le moule et le bloque.
A la fin du moussage et après le mûrissage ultérieur, on démonte le moule, on enlève les bouchons formés par les excédents de matière, et le panneau de mur lisse terminé est prêt à être installé.
On peut utiliser ou bien la technique ayant re- cours au semi-prépolymère ou à la composition formée en une seule phase pour préparer le mélange moussable de polyuréthane (polyester ou polyéther) pour l'utiliser dans la présente invention. Dans le procédé utilisant le semi-prépolymère, on mélange préalablement la totalité du polyisocyanete nécessaire avec une quantité inférieure à la quantité totale du composé contenant de l'hydrogène actif du produit final, et on laisse la réaction s'effec- tuer e@re ces deux composants.
Ce semi-prépolymère ainsi obtenu est ensuite mélangé vigoureusement avec les ingré- dients restants de la composition, plus le reste du com- posé contenant-de l'hydrogène réactif pour former un mé- lange moussable.
Dans la technique en une seule phase, on mélange initialement tous les ingrédients de la composition d'une façon vigoureuse de manière à effectuer la transformation des ingrédients bruts en mélange moussable en un seul stade. Avec l'une ou l'autre technique, on obtient un mélange homogène des ingrédients moussables. Dans l'une ou l'autre technique, on peut ajouter des colorants ou des pigments au cours du traitement des matières brutes.
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Après le mélange vigoureux, le mélange ainsi obtenu est; coloré d'une façon uniforme en une teinte correspondant aux colorants, couleurs, pigments, ou à une combinaison de ces derniers. Par conséquent, la couleur des mélanges moussables peut correspondre à celle des ingrédients de la composition ou à celle d'un pigment ou d'un colorant ajouté.
Tout type de polyuréthane mousse convient pour fabriquer un panneau de la présente invention, c'est-à- dire rigide, semi-rigide ou flexible. ce sujet, les composés organiques contenant de l'hydrogène actif com- prennent ceux dans lesquels cette teneur en hydrogène est faible, ce qui donne une rétification minimum du polymère, et ceux ayant une forte teneur en hydrogène actif. Les premiers composés donnent des mousses flexibles, tandis que les seconds composés amorcent des ratifications de chaîne plus importantes et peuvent jouer un rôle dans la formation de mousses semi-flexibles ou rigides. En outre, on peut tirer profit de combinaisons d'atomes d'hydrogène réactif du groupe uréthane avec un isocyanatu pour obte- nir une rétification du polymère et par suite une rigidi- té de la mousse.
On peut ajouter de faibles quantités d'eau pour qu'elles se combinent avec le groupe iocya- nate pour former une aminé. L'aminé réagit avec l'isocya- nate pour former une urée qui réagit ensuite pour réti- fier le\polymère avec une quantité supplémentaire d'iso- cyanate pour former des ponts du type biuret. Les ponts biuret augmentent encore la résistance mécanique de la mousse.
La réaction de formation de la mousse peut être favorisée par des catalyseurs classiques, ut la dimension
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des cellules de la mousse peut être réglée en ajoutant des agents surfactifs appropriés tels qu'une huile aux silicones classique ou un polymère de polyglycol et de silicone. Comme exemples des catalyseurs, on peut citer la n-méthylmorpholine, la tétraméthylbutanediamine, la tri-éthylènediamine, l'octoate.stanneux et le dilaurate de dibutyl-étain.
On conduit le moussage des réactifs d'une façon classique, soit en dissolvant un agent de soufflage dans le mélange moussable, soit en ajoutant de l'eau à ce mé- lange. En ajoutant de l'eau, il se forme de l'anhydride carbonique pour le moussage soit par'la réaction entre un isocyanate et l'eau pour former une amine, soit lors- que l'eau réagit avec la liaison uréthane du mélange du semi-prépolymère. Si l'on n'utilise pas le mode d'addi- tion d'eau, on peut ajouter au mélange, en vue du moussa- ge, des agents propulsifs halogénés classiques, tels que le dichlorodifluorométhane, le trichloromonofluorométha- ne, le trifluoromonochlorométhane, et leurs mélanges.
La présente invention fournit à l'industrie de construction un panneau léger qui est utilisé pour cons- truire un'3 maison, un immeuble d'habitation, des motels et dus constructions analogues. Les panneaux de la pré- sente invention peuvent être commodément manipulés et ra- pidement installés par un nombre relativement faible d'ouvriers. Far suite, le prix d'ensemble de la construc- tion est considérablement réduit. Naturellement, la dimi- nution du prix est.un facteur important dans l'industrie de construction soumise à une grande concurrence.
Lois panneaux ae construction de la présente invention sont fuits en una résine synthétique mousse
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renforcée, et non seulement ils réduisent: le prix d'une construction de dimension correspondante, mais fournis- sent également des constructions de plus longue durée.
Le panneau en résine synthétique moussu renforcé présente une excellente résistance mécanique pour résister aux efforts de construction; il a d'excellentes propriété- isolantes conduisant une réduction des frai de chauf- :
rage ou de refroidissement de l'immeuble, une excellente résistance à l'usure, à l'abrasion et aux intempéries, et on peut facilement y ajouter des matériaux supplemen- taires pour lui donner des propriétés avantageuses vou- lues quelconques,
Bien que les dessins représentant les panneaux de la présente invention corme étant utilisés sous forma d'un mur, il est évident que ces diverses formes de réa- lisation ne sont données qu'à titre d'exemples de l'in- vention et ne doivent pas être considérées comme limitant les panneaux à leur utilisation comme murs* Les panneaux de la présente invention sont avantageusement utilisés comme plafond, plancher, parois extérieures et dans tous les cas où les panneaux de construction sont utilisés d'une façon générale.
En se référant à la figure 1, on a représenté un mur 10. Le mur se composa d'une série de panneaux de paroi 11 en résine synthétique mousse renforcée suivant la présente invention. Les panneaux 11 sont fixés au sup- port 12 du plafond et au support 13 du plancher par des consoles rectilignes 14 en forme d'U. Les consoles 14 en forme d'U sont fixées au support du plancher et du pla- fond par des vis 15 ou par tout autre moyen de fixation approprié.
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Le panneau 11 présente aux extrémités supérieure et inférieure des gradins 16 et 17, respectivement. Les gradins 16 et 17 sont formés de façon à pouvoir disposer le panneau de niveau avec lus consoles 14 en force d'U, comme représenté sur la figure 2, de façon à les affleu- rer.
Le panneau 11, comme représenté sur les figures 2 et 3, définit trois passages 18, 19 et 21 ayant des sections droites trapézoïdales identiques. La configura- tion et le nombre particuliers des passages peuvent va- rier suivant les désirs particuliers du constructeur.
Les passages donnent au panneau une meilleure qualité d'insonorisation et forment avantageusement des conduites utilisées pour transmettre de l'air chaud ou de l'air de refroidissement dans la maison. Les passages fournissent également un moyen pour disposer les canalisations néces- saires pour la plomberie, le câblage électrique et les installations de types analogues.
Le panneau présente des treillis de renforcement 22, 23 et 24 qui sont noyés dans une masse 20 de résine synthétique mousse. Les treillis s'étendent sur toute la longueur du panneau. Le treillis 22 est rectangulaire et s'étend autour de tout le périmètre du panneau et est espacé sensiblement de la même distance vers l'intérieur de tous les côtés du panneau; le treillis 23 entoure trois côtés du passage trapézoïdal 21, est fixé au treil- lis 22 en 26 et 27 et forme avec lui un passage envelop- pant trapézoïdal 21 et concentrique par rapport à ce der- nier;
le treillis 24 entoure les trois côtés du passage trapézoïdal 18, est fixé au treillis 22 on 28 et 29 et forme avec lui un passage enveloppant trapézoïdal 18 et
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concentrique avec ce dernier, et les treillis 22, 23 et 24 forment un passage trapézoïdal 19 qui est concentrique par rapport à ce dernier.
Un treillis de renforcement typique est un treillis formé de tiges en acier de 6,35 mm soudées au moyen d'un fil métallique, ayant une ouverture de mailles comprise entre 6,73 et 2,83 mm. Naturellement, il est évident que les treillis métalliques ne constituent pas le seul type de moyen de renforcement auquel on peut avoir recours. Des tiges, des treillis en métal déployé et des moyens analogues noyés peuvent être utilisés pour fournir un panneau de construction en résine synthétiques mousse renforcée de la présente invention.
Le panneau de mur représenté sur les figures 1 à 3 présente un mince revêtent t en amiante 2 ) sur ses faces et un mince revêtement en amiante 31 autour de tout le périmètre des passages 18, 19 et 21. Le revêtement en amiante aide à fournir une résistance à la chaleur et à l'épreuve du feu au panneau du mur. Il est fixé au panneau d'une façon appropriée quelconque, c'est-à-dire qu'il y est collé au moyen d'un adhésif moule au cours du moulage du panneau ou par un autre moyen de fixation mécanique approprié quelconque.
Naturellement, il est évident que le revêtement d'amiante n'est pas nécessaire. La surface externe du un- neau peut former la face du mur. Les résines synthétiques sont facilement teintes avant la conformation préalable, et par conséquent elles peuvent constituer un mur coloré qui n'a pas besoin d'être de revêtement supplémentaire en plâtre ou en peinture. Toutefois, si l'on désire l'enduire d'une peinture ou de plâtre, la résine synthétique mousse
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a une surface qui permet d'effectuer facilement cet apprêt.
Les panneaux sont reliés les uns aux autres par une liaison à languette et rainure. Chaque panneau 11 pré- sente une languette 32 et une rainure 33. La languette et la rainure s'étendent sur toute la longueur du panneau.
Naturellement, il est évident qu'on peut utiliser tout type approprié de moyen ae liaison pour aligner les pan- neaux les uns avec les autres.
Il n'est pas nécessaire de former des passages dans le panneau. Les panneaux présentant des passages sont préférés du fait que, non seulement, ils réduisent le poids du panneau et ameliorent l'insonorisation, mais nécessitent également une moins grande quantité de matiè- re. Toutefois, comme représenté sur la figure 4, lorsqu'on désire un panneau massif, on peut supprimer les passages et obtenir un panneau massif 11. Le panneau massif présen- te une masse 36 de résine synthétique mousse dans laquel- le sont noyées les tiges de renforcement 37. Naturelle- ment, il est évident qu'on peut avoir recours, à la place des tiges 37,à l'un quelconque des moyens de renforcement susmentionnés.
Un autre aspect avantageux de la présente inven- tion est représenté sur les figures 5 et 6. Sur les pan- neaux de support de charge 11 de la présente invention est fixé un revêtement 38. Ce revêtement peut être en bois, en brique, en marbre, en tuile, ou en une matière analogue quelconque.
Le revêtement est représenté comme n'étant appli- qué qu'à un côté du panneau et comme étant fixé au revête- ment d'amiante 29. Cependant, ceci n'est donné qu'à titre
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\1 t '.1 t i .. - '.l illustratif; et on peut placer le revêtement %s deux côtés du.panneau, et on peut supprimer le revêtement
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d'aw3ar.ta,. Far conséquent , un constructeur utilisant les panneaux de la présente invention pour un mur peut appli- quer au mur ou paroi d'une chambre un revêtement en bois, tandis que les parois qui sont formas au moyen des même ; panneaux d'une chambre adjacente peuvent présenter un revêtement d'un type différent. Ceci est également appli- cable lorsque les panneaux de la présente invention sont utilisés pour les murs extérieurs de l'immeuble.
La sur- face extérieure peut être munie d'un revêtement du bri- ques et la surface intérieure d'un autre revêtement, par exemple en bois.
Ce type de revêtement permet au constructeur d'appliquer à un mur un revêtement en bois peu coûteux ou un revêtement en marbre coûteux à un prix correspon- dant à une fraction de celui de l'utilisation du matériau sous une autre forme que celle d'un revêtement. Le revê- tement est fixé au panneau d'une façon appropriée quel- conque, c'est-à-dire qu'il y est collé au moyen d'un sdhé- sif, qu'il est moulé pendant un nouveau moulage du pan- neau de la paroi, ou par des moyens de fixation mécanique appropriés quelconques.
Le revêtement ne.donne pas de ré- sistance mécanique au panneau de la présente invention, mais est utilisé simplement pour donner un bel aspect extérieur au panneau de la présente invention, Ainsi qu'on s'en rend' compte, le revêtement augmente légèrement le poids du panneau, mais la panneau est encore sensiblement plus léger que les panneaux de construction actuellement utilisés.
La figure 6 montre une particularité supplémen-
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J taire de la présente invention. Une conduite en métal ou en papier 40 peut être introduite dans les passages pour les raisons qui seront décrites plus loin. Cette conduite peut être creuso ou être remplie de polyuréthane lorsque les conduites ou tubes ou colonnes ne sont prévus que pour fournir un support. Dans ce cas, on peut obtenir d'excellents résultats en donnant aux tubes une forme circulaire en raison de la résistance d'une colonne cir- culaire. Si on le désire, les conduites ou colonnes ou tubes 40 peuvent <3tre fixés à un côté du panneau au lieu d'être noyés dans le panneau.
En utilisant les tubes 40 de cette façon, on peut réduire l'épaisseur du panneau pour certaines applications, en réduisant ainsi la quan- tité de polyuréthane nécessaire pour former le panneau, de même que le prix unitaire.
La figure 7 montre la forme de la réalisation de la présente invention dans laquelle un panneau moulé
41 en résine synthétique mousse présente un seul passage rectan laire 42. autour du périmètre du passage et con- centriquement par rapport à lui est disposé un treillis métallique du renforcement 43. Les faces du panneau et les surfaces internes du passage présentent des revête- ments respectifs en amiante 44 et 46.
En se référant à la figure 8, on a représenté un mur, désigné d'une façon générale par la numéro de ré- férence 110. Le mur 110 se compose d'une série de panneaux
111 en résine synthétique mousse renforcée, construits suivant la présente invention. Les panneaux 111 sont fi- xés au support 112 du plafond et à un support 113 du plancher par des consoles rectilignes 114 en forme d'U.
Les consoles 114 en forme d'U sont fixées au
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plancher et au plafond par des moyens de fixation appro- priés quelconques, comme les vis 115 représentées sur la figure 9. Le panneau 111 présente à ses extrémités supé- rieure et inférieure dès-gradins s'étendant latéralement 116 et 117, respectivement. Les gradins 116 et 117 sont formés de façon à pouvoir disposer le panneau de niveau avec les consoles 114 pour former une surface relative- ment égale.
Le panneau 111,'comme représenté sur les figures 9 et 10, est de construction de type massif, plutôt que du type creux. Le panneau présente un réseau ou cage com- prenant' un treillis de renforcement 122 noyé dans une masse 120 de résine synthétique mousse. Les treillis s'étendent sur toute la longueur du panneau. Le treillis
122 a une forme généralement resangulaire et s'étend au- tour de tout le périmètre du panneau et est espacé sensi- blement de la même distance vers l'intérieur des surfaces longitudinales du panneau.
-Le treillis 122,suivant la présente invention, présente une série de pattes 128¯s'étendant vers l'exté- rieur. Ces pattes ,128 sont formées en découpant une fonte' généralement en forme d'U dans lu treillis et un rabat- tant la patte vers l'extérieur. Les pattes sont faites de préférence de façon à s'étendre dans'le sens de sup- . port de lu charge et sont cintrées de façon à être per- pendiculaires au plan du treillis 122.
Comme on lu voit' en particulier sur la figure 11, les puttes 128 sont for- mées tout autour de la surface du truillis 122 et ont une dimension tulle qu'elles s'étendent en direction des sur- faces latérales externes 129 des panneaux 111, mais pas jusqu'aux surfaces 129 ou ) travers ces -lumières. Les
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pattes 128 sont cintrées dans deux directions de façon à fournir un meilleur verrouillage entre la masse 120 et le treillis 122.
Le cintrage de la patte 128 vers l'exté- rieur ouvre un passage 11 qui permet de former une meil- leure liaison entre les deux moitiés de la masse 120 de part et d'autre du treillis 122 et d'empêcher ainsi un cisaillement latéral du panneau 111 dans le plan du treil- lis 122. Ce cisaillement pourrait autrement se produire si la charge du panneau 111 entre les consoles 116 et
117 était légèrement décalée par rapport à la ligne re- liant ces consoles.
Le panneau représenté sur les figures 8 à 10 présente un mince revêtement d'amiante 129 sur ses faces.
Les panneaux sont reliée les uns aux autres par une simple jonction à gradins. Chaque panneau 111 présen- te un bord longitudinal à gradin en 133. Naturellement, il est évident qu'on peut utiliser un moyen de liaison d'un type approprié quelconque pour aligner les panneaux
111 les uns avec les autres.
Le panneau 111 peut être formé en prenant une pièce de treillis de dimension appropriée et en y décou- pant une série d'entailles en forme d'U. Celles-ci for- ment des pattes qui sont cintrées vers l'extérieur dans les deux directions sur une distance inférieure à la moi- tié de l'épaisseur de la paroi à former. Ce treillis est ensuite placé dans un moule et on y place une matière plastique, synthétique mousse du type rigide pour qu'elle entoure le treillis. Après le durcissement de ld mousse, on peut enlever le panneau.
En se référant à la figure 12, on a représenté un second panneau construit suivant la présente invention
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et désigné d'une façon genérale par le numéro de référen- ce 144. Dans ce cas, une série de passades de forme tubu- laire s'étendant longitudinalement 145 sont formés en utilisant une série de treillis tubulaires 146. Les tubes en treillis 146 sont formés par deux parties semi-circu- laires (en coupe transversale) ayant des lèvres s'éten- dant longitudinalement 147 qui sont réunies pour former la forme tubulaire.
La figure 13 montre une variante, le panneau 144', du panneau 144 de la figure 12. Dans ce cas, des tubes 146' ont une forme initialement ronde au lieu d'être formés en deux parties. Cette figure représente également un moyen pour former le passade 145. Il consiste en un tube en papier 149 qui est ajusté à l'intérieur du tube 146' avant l'opération de conformation qui forme la masse 120 du panneau 144'. Ce tube en papier 149 est de préfé- rence imperméable à l'eau, et a un diamètre inférieur à. celui du tube en treillis 146' pour permettre à la mousse de pénétrer en partie dans le passage 145 et de se soli- difier sur les deux côtés du treillis 146'.
Le terme "panneau", tel qu'on l'utilise ici, est destiné à englober également un carreau de plafond, attendu que des carreaux de forme carrée peuvent être faits en polyuréthane et renforcés par des fils métalli- ques, comme précédemment décrit, si on le désire.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Construction panel and its manufacturing process"
The present invention relates generally to a building panel and its manufacturing process, and more particularly to the manufacturing process of a building panel from a synthetic foam resin.
Synthetic foamed resins, such as polyurethane, are known to have excellent insulating properties as well as excellent resistance to abrasion and wear. These foams have mainly been used in the construction industry as fillers for building materials. Usually building materials, such as counter-
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veneered, have the polyurethane foam resin interposed between two exterior panels. This makes it possible to take advantage of the excellent insulating properties of the polyurethane foam resin.
However, plywood is necessary because the foamed polyurethane does not have the mechanical strength necessary to withstand the stresses that it would have to withstand if it were used as the sole construction material. Therefore, prior art building material manufacturers have used plywood or other building material to provide the mechanical strength necessary for molded foamed synthetic resins.
Polyurethane, along with other synthetic foam resins, have been molded to form a wall panel. However, these molded foams are fragile, and as previously indicated, do not exhibit sufficient mechanical strength. However, the panels are not used for example as walls, but are mainly used where mechanical strength and brittleness are not a factor, simply as a wall or wall covering, such as a plasterboard.
The present invention utilizes a foam synthetic resin building panel which has the advantageous properties of abrasion resistance, wear resistance and insulation of foamed synthetic resins and which also has the necessary rigidity to withstand the stress. forces to which load-bearing construction panels, such as walls, are subjected.
Therefore, the present invention is
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proposes in particular to provide: -. a reinforced foam synthetic resin construction panel; - a foam synthetic resin building panel which can be used as a wall of a house or similar construction; - a method of forming a building panel. tion in polyurethane foam; - a construction panel reinforced with polyurethane foam.
Other advantages and characteristics of the invention will become apparent from the description which will follow made with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a front elevation of assembled building panels constructed in accordance with the present invention ; - Figure 2 is a side elevation taken along line II-II of Figure 1; FIG. 3 is a top view of part of the building panel of the present invention, some parts being cut away to show the parts below; FIG. 4 is a partial cross section of a building panel constructed in accordance with another embodiment of the present invention; FIG. 5 is a top view of a building panel constructed in accordance with another embodiment of the present invention;
FIG. 6 represents a partial section corresponding to a part of FIG. 5; ; and, - Figure 7 is a perspective view from above
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a building panel according to another embodiment of the present invention; - Figures 8 to 10 are similar to Figures 1 to
3, and no. show that the variant of the present invention; FIG. 11 is a side elevation of a reticulated structure; and, - Figures 12 and 13 are plan views of other variants.
The building panels of the present invention are made from any suitable foamed synthetic resin, i.e., foamed polystyrene beads such as "Pelaspan 8" and "Pelaspan 18", polystyrene flakes, an epoxy resin, a polyester type polyurethane and a polyether type polyurethane. The load bearing panels of the present invention are made using conventional methods of forming and molding synthetic resins. The panels are constructed from a foam poured by hand in individual batches or mechanically mixed and then cured by processes using room temperature or elevated temperature.
The processes using high temperature use internal heating elements such as steam, hot oil or electrical means inside the mold, or the external processes using a box-type oven. or at individual charges. The density of the molded foam synthetic resin panel in which the reinforcing means is embedded is between 0.0272 and 0.24 g / cm.
A preferred resin for the construction panel.
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tion of the present invention is polyurethane. The panel is formed by preparing a substantially homogeneous foamable mixture of a polyisocyanato, an organic substance containing active hydrogen capable of forming a polyurethane structure with the polyisocyanate, and a foam blowing agent. ; by pouring into the mold this mixture, which contains a (; sufficient quantity of the components to generate a mass of foam which exerts sufficient pressure on the surface of the mold;
allowing foaming and maturing of the mixture in the mold so that the positive pressure thus obtained forms an object having a smooth skin or coating and removing from the mold an object having a smooth appearance having a structure comprising a foam core.
In order to foam and mature the product, it is preferable to use a closed mold in which are fixed reinforcing means and loading the mold in excess with the mixture of the reagents, i.e. one Pour more of the mixture into the mold than would be needed to fill the entire mold cavity with foam. The excess load of the mixture results in a foam which exerts a positive pressure, i.e. 0.14 to 1.4 kg / cm2 on all surfaces of the mold, which helps to form a positive pressure. crust on the molded object and which improves its final appearance, as described above. A bleeder can be used to adjust the mold pressure.
The panel can also be manufactured using a foaming process in which a gun has a mixing nozzle so that the material can be mixed and introduced into the mold of the panel.
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A panel of the present invention is formed by taking a foamable mixture of 100 parts by weight of a resin and 87 parts by weight of a prepolymer, and vigorous stirring at 25 ° C. The mixture is then poured into a mold. We close the mold and block it.
At the end of foaming and subsequent ripening, the mold is disassembled, the plugs formed by the excess material are removed, and the finished smooth wall panel is ready to be installed.
Either the semi-prepolymer or single phase composition technique can be used to prepare the foamable polyurethane (polyester or polyether) blend for use in the present invention. In the process using the semi-prepolymer, all of the necessary polyisocyanate is pre-mixed with an amount less than the total amount of the active hydrogen-containing compound of the final product, and the reaction is allowed to proceed. these two components.
This semi-prepolymer thus obtained is then mixed vigorously with the remaining ingredients of the composition, plus the remainder of the compound containing reactive hydrogen to form a foamable mixture.
In the one-step technique, all of the ingredients of the composition are initially mixed in a vigorous manner so as to effect the transformation of the raw ingredients into a foamable mixture in a single step. With either technique, a homogeneous mixture of the foamable ingredients is obtained. In either technique, dyes or pigments can be added during processing of the raw materials.
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After vigorous mixing, the mixture thus obtained is; colored uniformly in a shade corresponding to the dyes, colors, pigments, or a combination thereof. Therefore, the color of foamable mixtures may match that of the ingredients of the composition or that of an added pigment or dye.
Any type of foamed polyurethane is suitable for making a panel of the present invention, ie rigid, semi-rigid or flexible. In this regard, organic compounds containing active hydrogen include those in which this hydrogen content is low, which results in minimum cross-linking of the polymer, and those having a high content of active hydrogen. The first compounds give flexible foams, while the second compounds initiate larger chain ratifications and may play a role in the formation of semi-flexible or rigid foams. In addition, combinations of reactive hydrogen atoms of the urethane group with an isocyanate can be taken advantage of to achieve cross-linking of the polymer and hence stiffness of the foam.
Small amounts of water can be added so that they combine with the iocyanate group to form an amine. The amine reacts with the isocyanate to form urea which then reacts to cross-link the polymer with additional isocyanate to form biuret-like bridges. Biuret bridges further increase the mechanical strength of the foam.
The foaming reaction can be promoted by conventional catalysts, using the size
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Cells of the foam can be adjusted by adding suitable surfactants such as conventional silicone oil or polyglycol silicone polymer. As examples of the catalysts, mention may be made of n-methylmorpholine, tetramethylbutanediamine, tri-ethylenediamine, tannous octoate and dibutyltin dilaurate.
The foaming of the reactants is carried out in a conventional manner, either by dissolving a blowing agent in the foamable mixture or by adding water to this mixture. On adding water, carbon dioxide is formed for foaming either by the reaction between an isocyanate and water to form an amine or when the water reacts with the urethane bond of the mixture. semi-prepolymer. If the water addition method is not used, conventional halogenated propellants, such as dichlorodifluoromethane, trichloromonofluoromethane, trifluoromonochloromethane, can be added to the mixture for the purpose of foaming. , and their mixtures.
The present invention provides the construction industry with a lightweight panel which is used to construct a house, apartment building, motels and the like. The panels of the present invention can be conveniently handled and quickly installed by a relatively small number of workers. Far more, the overall price of the construction is considerably reduced. Of course, lowering the price is an important factor in the highly competitive construction industry.
The construction panels of the present invention are made of a foamed synthetic resin.
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reinforced, and not only do they reduce: the price of a construction of corresponding dimension, but also provide constructions of longer duration.
The reinforced foam synthetic resin panel has excellent mechanical strength to withstand construction stresses; it has excellent insulating properties leading to a reduction in heating costs:
rage or cooling of the building, excellent resistance to wear, abrasion and weathering, and additional materials can easily be added to give it any desired advantageous properties,
Although the drawings showing the panels of the present invention as being used in the form of a wall, it is evident that these various embodiments are given only as examples of the invention and are not should not be considered as limiting the panels to their use as walls. The panels of the present invention are advantageously used as ceilings, floors, exterior walls and in all cases where building panels are used in general.
Referring to Figure 1, there is shown a wall 10. The wall consisted of a series of reinforced foam synthetic resin wall panels 11 according to the present invention. The panels 11 are fixed to the ceiling support 12 and to the floor support 13 by straight U-shaped brackets 14. The U-shaped consoles 14 are fixed to the support of the floor and the ceiling by screws 15 or by any other suitable fixing means.
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The panel 11 has at the upper and lower ends steps 16 and 17, respectively. The steps 16 and 17 are formed so as to be able to arrange the level panel with the consoles 14 in U-force, as shown in FIG. 2, so as to be flush with them.
Panel 11, as shown in Figures 2 and 3, defines three passages 18, 19 and 21 having identical trapezoidal cross sections. The configuration and the particular number of passages may vary according to the particular wishes of the manufacturer.
The passages give the panel a better quality of soundproofing and advantageously form ducts used to transmit hot air or cooling air into the house. The passages also provide a means for arranging the necessary piping for plumbing, electrical wiring and similar types of installations.
The panel has reinforcing mesh 22, 23 and 24 which are embedded in a mass 20 of foamed synthetic resin. The trellises run the entire length of the panel. The mesh 22 is rectangular and extends around the entire perimeter of the panel and is spaced substantially the same distance inward from all sides of the panel; the mesh 23 surrounds three sides of the trapezoidal passage 21, is fixed to the mesh 22 at 26 and 27 and forms with it a trapezoidal enveloping passage 21 and concentric with respect to the latter;
the mesh 24 surrounds the three sides of the trapezoidal passage 18, is fixed to the mesh 22 on 28 and 29 and forms with it a trapezoidal enveloping passage 18 and
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concentric with the latter, and the lattices 22, 23 and 24 form a trapezoidal passage 19 which is concentric with the latter.
A typical reinforcing mesh is a mesh formed of 6.35 mm steel rods welded with a metal wire, having a mesh opening of between 6.73 and 2.83 mm. Of course, it is obvious that wire mesh is not the only type of reinforcement which can be used. Rods, expanded metal mesh and the like embedded can be used to provide a reinforced foam synthetic resin building panel of the present invention.
The wall panel shown in Figures 1 to 3 has a thin asbestos liner 2) on its faces and a thin asbestos liner 31 around the entire perimeter of the passages 18, 19 and 21. The asbestos liner helps provide heat resistance and fire proof to the wall panel. It is secured to the panel in any suitable manner, i.e., adhered thereto by means of a mold adhesive during the molding of the panel or by any other suitable mechanical fastening means.
Of course, it is obvious that the asbestos coating is not necessary. The outer surface of the sign may form the face of the wall. Synthetic resins are easily dyed prior to preforming, and therefore can form a colored wall which does not need additional plaster or paint coating. However, if you want to coat it with paint or plaster, the synthetic resin foams
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has a surface that allows this primer to be easily performed.
The panels are connected to each other by a tongue and groove connection. Each panel 11 has a tongue 32 and a groove 33. The tongue and the groove extend over the entire length of the panel.
Of course, it is obvious that any suitable type of bonding means can be used to align the panels with one another.
It is not necessary to form passages in the panel. Panels with passageways are preferred because not only do they reduce panel weight and improve soundproofing, but also require less material. However, as shown in FIG. 4, when a solid panel is desired, the passages can be omitted and a solid panel 11 can be obtained. The solid panel has a mass 36 of foamed synthetic resin in which the rods are embedded. reinforcement 37. Of course, it is obvious that one can have recourse, in place of the rods 37, to any of the aforementioned reinforcement means.
Another advantageous aspect of the present invention is shown in Figures 5 and 6. Attached to the load bearing panels 11 of the present invention is a liner 38. This liner can be wood, brick, stone, brick or stone. marble, tile, or any similar material.
The coating is shown as being applied to only one side of the panel and as being attached to the asbestos coating 29. However, this is only given as a guide.
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from aw3ar.ta ,. Therefore, a builder using the panels of the present invention for a wall can apply wood cladding to the wall or wall of a room, while the walls which are formed by means of the same; panels of an adjacent chamber may have a coating of a different type. This is also applicable when the panels of the present invention are used for the exterior walls of the building.
The exterior surface may be provided with a coating of the brick and the interior surface with another coating, for example of wood.
This type of coating allows the builder to apply an inexpensive wood coating or expensive marble coating to a wall at a cost of a fraction of the cost of using the material in any form other than that of. a coating. The covering is attached to the panel in any suitable manner, i.e. it is adhered to it by means of a sdh- sive, it is molded during re-molding of the panel. - neau of the wall, or by any suitable mechanical fixing means.
The coating does not provide mechanical strength to the panel of the present invention, but is used simply to give a good exterior appearance to the panel of the present invention. As will be appreciated, the coating increases slightly. the weight of the panel, but the panel is still significantly lighter than currently used building panels.
Figure 6 shows an additional feature
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J silence of the present invention. A metal or paper pipe 40 can be introduced into the passages for the reasons which will be described later. This pipe can be hollow or filled with polyurethane when the pipes or tubes or columns are only intended to provide support. In this case, excellent results can be obtained by giving the tubes a circular shape due to the strength of a circular column. If desired, the conduits or columns or tubes 40 can be attached to one side of the panel instead of being embedded in the panel.
By using the tubes 40 in this way, the thickness of the panel can be reduced for some applications, thereby reducing the amount of polyurethane required to form the panel, as well as the cost per unit.
Figure 7 shows the embodiment of the present invention in which a molded panel
41 made of foamed synthetic resin has a single rectan lar passage 42. around the perimeter of the passage and concentrically with respect to it is arranged a metal mesh of the reinforcement 43. The faces of the panel and the internal surfaces of the passage have coatings asbestos 44 and 46 respectively.
Referring to Figure 8, there is shown a wall, generally designated by the reference number 110. The wall 110 consists of a series of panels.
111 in reinforced foam synthetic resin, constructed according to the present invention. The panels 111 are attached to the ceiling support 112 and to a floor support 113 by straight U-shaped brackets 114.
The U-shaped brackets 114 are attached to the
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floor and ceiling by any suitable fixing means, such as the screws 115 shown in FIG. 9. The panel 111 has at its upper and lower ends laterally extending steps 116 and 117, respectively. Steps 116 and 117 are formed so that the panel can be disposed level with consoles 114 to form a relatively even surface.
Panel 111, as shown in Figures 9 and 10, is of a solid type construction, rather than a hollow type. The panel has a network or cage comprising a reinforcing mesh 122 embedded in a mass 120 of foamed synthetic resin. The trellises run the entire length of the panel. The trellis
122 is generally resangular in shape and extends around the entire perimeter of the panel and is spaced approximately the same distance inwardly from the longitudinal surfaces of the panel.
The trellis 122, according to the present invention, has a series of lugs 128 extending outwardly. These tabs, 128 are formed by cutting a generally U-shaped cast iron from the mesh and folding the tab outward. The legs are preferably made to extend in the upward direction. load bearing and are curved so as to be perpendicular to the plane of the mesh 122.
As seen in particular in Figure 11, the puttes 128 are formed all around the surface of the truillis 122 and have a tulle dimension which they extend towards the outer side surfaces 129 of the panels 111. , but not to surfaces 129 or) through these lights. The
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legs 128 are curved in two directions so as to provide better locking between mass 120 and mesh 122.
The bending of the tab 128 outwards opens a passage 11 which makes it possible to form a better connection between the two halves of the mass 120 on either side of the mesh 122 and thus to prevent lateral shearing. of the panel 111 in the plane of the trellis 122. This shearing could otherwise occur if the load of the panel 111 between the brackets 116 and
117 was slightly offset from the line connecting these consoles.
The panel shown in Figures 8 to 10 has a thin coating of asbestos 129 on its faces.
The panels are connected to each other by a simple stepped junction. Each panel 111 has a longitudinal stepped edge at 133. Of course, it is obvious that any suitable type of connecting means can be used to align the panels.
111 with each other.
Panel 111 can be formed by taking a suitably sized piece of mesh and cutting a series of U-shaped notches therein. These form tabs which are bent outwards in both directions over a distance less than half the thickness of the wall to be formed. This mesh is then placed in a mold and a plastic, synthetic foam material of the rigid type is placed therein so that it surrounds the mesh. After the foam has hardened, the panel can be removed.
Referring to Figure 12, there is shown a second panel constructed according to the present invention.
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and generally designated by the reference numeral 144. In this case, a series of longitudinally extending tubular shaped walkways 145 are formed using a series of tubular trusses 146. The truss tubes 146 are formed by two semicircular (in cross section) portions having longitudinally extending lips 147 which are joined to form the tubular shape.
Figure 13 shows an alternative, panel 144 ', of panel 144 of Figure 12. In this case, tubes 146' have an initially round shape instead of being formed in two parts. This figure also shows a means for forming the passage 145. It consists of a paper tube 149 which is fitted inside the tube 146 'before the shaping operation which forms the mass 120 of the panel 144'. This paper tube 149 is preferably waterproof, and has a diameter of less than. that of the mesh tube 146 'to allow the foam to partially penetrate the passage 145 and to solidify on both sides of the mesh 146'.
The term "panel" as used herein is intended to encompass ceiling tile as well, as square shaped tiles may be made of polyurethane and reinforced with wire, as previously described. if desired.
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