FR2699424A1 - Hollow fibre filter module using moulded resin discs - Google Patents
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Abstract
Description
Lt invention concerne un module de filtration à fibres creuses et son procédé de fabrication
Elle concerne tout particulièrement des modules de filtration du type comprenant un carter cylindrique contenant un ou plusieurs faisceaux de fibres creuses collés par empotage au carter à l'une de leurs extrémités ou aux deux. La fabrication d'un tel module est effectuée comme suit
- un ou plusieurs écheveaux de fibre sont introduits dans un carter cylindrique, de manière à laisser dépasser les deux extrémités de l'écheveau hors du carter;
- un moule étanche est placé à une première extrémité du carter. Un piquage dans le carter ou dans le moule permet l'injection du matériau d'empotage, généralement un mélange de résine ou colle durcissable.Une fois injectée la quantité nécessaire de colle, on la laisse durcir, généralement par réticulation;
- le moule est ensuite enlevé de la première extrémité et placé si nécessaire à la deuxième extrémité ou l'on procède à la même opération de moulage;
- on coupe l'empotage qui dépasse du carter aux niveaux souhaités, de façon à ouvrir les fibres creuses aux deux extrémités du module ainsi constitué, en assurant une parfaite étanchéité entre les fibres les unes par rapport aux autres, entre la plaque de tète ou l'empotage ainsi formé et l'intérieur du carter.The invention relates to a hollow fiber filtration module and its manufacturing process.
It particularly relates to filtration modules of the type comprising a cylindrical casing containing one or more bundles of hollow fibers glued by potting to the casing at one or both of their ends. The manufacture of such a module is carried out as follows
- one or more skeins of fiber are introduced into a cylindrical casing, so as to allow the two ends of the skein to protrude outside the casing;
- a sealed mold is placed at a first end of the casing. A stitching in the casing or in the mold allows the injection of the potting material, generally a mixture of resin or curable glue. Once injected the necessary quantity of glue, it is allowed to harden, generally by crosslinking;
- the mold is then removed from the first end and placed if necessary at the second end where the same molding operation is carried out;
- the potting which exceeds the casing is cut at the desired levels, so as to open the hollow fibers at the two ends of the module thus formed, ensuring a perfect seal between the fibers relative to each other, between the head plate or the potting thus formed and the interior of the casing.
On assure ainsi une séparation totale entre le compartiment perméat Cou filtrat) et le compartiment concentrat (liquide a filtrer) du module. L'empotage assure également une liaison par adhésion entre les différentes fibres d'une part ainsi qu'entre la masse fibre-résine d'empotage et l'intérieur du carter de support
Lorsque le durcissement ou la réticulation du matériau d'empotage s'accompagne d'un dégagement de chaleur (réaction exothermique), il y a parfois un retrait visqueux de la masse de départ. Ce phénomène est du au passage de l'état liquide à l'état solide du matériau. Le réarrangement de structure se fait parfois avec un gradient de vitesse et les composés du centre de la masse réticulent plus et plus rapidement que ceux se trouvant à la périphérie.This ensures total separation between the permeate compartment (filtrate neck) and the concentrate compartment (liquid to be filtered) of the module. The potting also provides an adhesion connection between the different fibers on the one hand and between the fiber-potting resin mass and the interior of the support casing.
When the hardening or crosslinking of the potting material is accompanied by the generation of heat (exothermic reaction), there is sometimes a viscous shrinkage of the starting mass. This phenomenon is due to the transition from the liquid state to the solid state of the material. The rearrangement of structure is sometimes done with a speed gradient and the compounds of the center of the mass crosslink more and more quickly than those located at the periphery.
Ce phénomène de retrait est maîtrisable; en effet en optimisant la quantité de colle ou de résine, sa composition (nature et pourcentage d'agent durcisseur) et les conditions opératoires d'empotage (température d'injection, température ambiante), on peut limiter la réaction exothermique. L'amplitude du retrait est alors minime et les forces d'arrachement qui s'exercent sur la liaison carter/plaque d'empotage sont faibles par rapport aux forces d'adhésion. This withdrawal phenomenon is manageable; in fact by optimizing the quantity of glue or resin, its composition (nature and percentage of hardening agent) and the potting operating conditions (injection temperature, ambient temperature), the exothermic reaction can be limited. The amplitude of the withdrawal is then minimal and the tearing forces exerted on the casing / potting plate connection are low compared to the adhesion forces.
On sait donc réaliser des modules de ce type nonobstant une série d'adaptations dépendant du volume à assembler, de sa géométrie, des conditions opératoires de moulage mais aussi de la nature du mélange d'empotage utilisé : résines époxy, résines de polyuréthane, du couple résine-durcisseur particulier, etc. We therefore know how to make modules of this type notwithstanding a series of adaptations depending on the volume to be assembled, its geometry, the molding operating conditions but also on the nature of the potting mixture used: epoxy resins, polyurethane resins, specific resin-hardener couple, etc.
La résistance de la plaque de tête ainsi obtenue dépend de sa hauteur, de la nature de la résine d'empotage utilisée et en particulier des propriétés mécaniques intrinsèques de celle-ci ainsi que du taux de transformation ou de réticulation obtenu, les propriétés de la résine changeant en effet en fonction du taux de réticulation. The resistance of the head plate thus obtained depends on its height, on the nature of the potting resin used and in particular on the intrinsic mechanical properties thereof as well as on the conversion or crosslinking rate obtained, the properties of the resin changing indeed according to the rate of crosslinking.
En service, les modules de filtration travaillent sous pression, la pression étant appliquée tant pendant les cycles de filtration que pendant les rétrolavages périodiques permettant de décoller de la surface des fibres les matières solides qui s'y sont déposées. In service, the filtration modules work under pressure, the pressure being applied both during the filtration cycles and during the periodic backwashes, making it possible to remove the solid materials deposited thereon from the surface of the fibers.
La plaque de tête peut subir un vieillissement chimique et/ou mécanique, en raison des propriétés viscoélastiques du matériau final : fluage sous contraintes mécaniques et thermiques (séparées ou simultanées), vieillissement chimique, etc. Cependant, l'influence d'un tel vieillissement sur les propriétés mécaniques de l'empotage reste faible car la hauteur d'empotage est généralement surdimensionnée pour obtenir une bonne étanchéité entre les fibres et pour augmenter la surface d'adhésion entre la plaque d'empotage et le carter. The head plate can undergo chemical and / or mechanical aging, due to the viscoelastic properties of the final material: creep under mechanical and thermal stresses (separate or simultaneous), chemical aging, etc. However, the influence of such aging on the mechanical properties of the potting remains low because the potting height is generally oversized to obtain a good seal between the fibers and to increase the adhesion surface between the plate. potting and the casing.
Les propriétés mécaniques de l'empotage sont donc excellentes et la pression nécessaire pour provoquer la rupture de la plaque de tête est de 10 fois ou plus la pression d'utilisation des modules; pour une plaque d'empotage ayant un diamètre nominal de 300 mm et une hauteur de 50 mm, la pression de rupture est d'environ 39 bars alors que les pressions d'utilisation sont de 2 à 4 bars. The mechanical properties of the potting are therefore excellent and the pressure necessary to cause the rupture of the head plate is 10 times or more the working pressure of the modules; for a potting plate having a nominal diameter of 300 mm and a height of 50 mm, the rupture pressure is approximately 39 bars while the operating pressures are 2 to 4 bars.
Par contre le mouillage de la surface interne du carter par le matériau d'empotage en début d'injection entraîne la formation d'un joint de matériau d'empotage de faible épaisseur. A long terme, le vieillissement chimique et/ou mécanique que subit le joint peut provoquer une amorce de rupture avec le carter. En outre, une pollution de la surface interne du carter avant moulage peut accentuer ce phénomène de rupture en créant dès l'origine une rupture adhésive, c'est-à-dire décollement de la plaque intacte. On the other hand, wetting of the internal surface of the casing by the potting material at the start of injection results in the formation of a seal of thin potting material. In the long term, the chemical and / or mechanical aging that the seal undergoes can cause a crack to begin with the casing. In addition, pollution of the internal surface of the casing before molding can accentuate this phenomenon of rupture by creating from the outset an adhesive rupture, that is to say separation of the intact plate.
En outre lors du fonctionnement sous pression du module, ce dernier se déforme et il y a création d'une ligne de fragilité à l'arrêt de la plaque d'empotage à l'intérieur du carter. In addition, during operation under pressure of the module, the latter deforms and a line of weakness is created when the potting plate stops inside the casing.
il y a donc un risque de rupture de la liaison entre le carter et la plaque de tête, ce qui entraîne un défaut d'étanchéité des modules. there is therefore a risk of rupture of the connection between the casing and the head plate, which leads to a leak in the modules.
Pour assurer un meilleur ancrage de la plaque de tête (empotage) dans le carter, on a songé à adjoindre à la liaison par adhésion un ancrage mécanique en prévoyant à la surface interne du carter des rainures dans lesquelles s'introduit le matériau d'empotage en formant un bossage ou des nervures qui pénètrent dans le matériau d'empotage. To ensure better anchoring of the head plate (potting) in the casing, consideration has been given to adding to the bond by adhesion a mechanical anchoring by providing the internal surface of the casing with grooves into which the potting material is introduced. by forming a boss or ribs which penetrate the potting material.
On constate alors que la rupture de la plaque de tête ne se produit qu'avec application de forces plus élevées qu'en l'absence de rainures et que les ruptures sont essentiellement du type cohésif, c' est-à-dire avec fragmentation de la plaque. On a donc obtenu une meilleure tenue mécanique de la plaque de tête mais subsiste toujours le risque d'une rupture adhésive, laissant subsister les risques de fuites par défaut d'étanchéité. Cette rupture adhésive peut être due à un vieillissement chimique de la liaison adhésive ou à une pollution accidentelle de la surface du carter avant la coulée du matériau d'empotage. It can then be seen that the rupture of the head plate only occurs with the application of higher forces than in the absence of grooves and that the ruptures are essentially of the cohesive type, that is to say with fragmentation of the plaque. A better mechanical strength of the head plate has therefore been obtained, but the risk of adhesive rupture still remains, leaving the risk of leakage due to leakage. This adhesive rupture may be due to chemical aging of the adhesive bond or to accidental pollution of the surface of the casing before the pouring of the potting material.
L'invention résoud donc le problème en fournissant un procédé de fabrication d'un module de filtration à fibres creuses du type décrit précédemment, procédé dans lequel on prévoit un rainurage ou des nervures à la surface interne du carter, au niveau des plaques d'empotage, on applique au niveau des plaques d'empotage une couche de résine durcissable qui, une fois durcie, est plus souple que le matériau d'empotage durci, avec une épaisseur finale supérieure à celle d'une couche d'accrochage, et on procède ensuite aux empotages de la manière habituelle. The invention therefore solves the problem by providing a method of manufacturing a hollow fiber filtration module of the type described above, a method in which grooves or ribs are provided on the internal surface of the casing, at the level of the plates. potting, a layer of curable resin is applied to the potting plates which, once cured, is more flexible than the cured potting material, with a final thickness greater than that of a bonding layer, and then proceed to potting in the usual manner.
Il est également fourni le module de filtration obtenu par ce procédé. The filtration module obtained by this process is also supplied.
Il est bien entendu connu d'utiliser des couches d'accrochage pour améliorer l'adhésion entre deux éléments, mais ces couches d'accrochage sont généralement de faible épaisseur. Au contraire, selon la présente invention, la couche de résine a une épaisseur relativement importante, de l'ordre de 50 à 200 Hm, et elle est à l'état durci plus souple que le matériau d'empotage durci. Ainsi, s'il se produit une rupture adhésive entre la surface interne du carter et la couche de résine souple ou entre la couche de résine souple et le matériau d'empotage, cette couche de résine souple forme un joint entre la rainure et le bossage correspondant de la résine d'empotage < ou entre la nervure et le creux correspondant de la résine d'empotage) lorsque la plaque d'empotage se déplace par rapport à la rainure (ou la nervure > . It is of course known to use bonding layers to improve the adhesion between two elements, but these bonding layers are generally thin. On the contrary, according to the present invention, the resin layer has a relatively large thickness, of the order of 50 to 200 Hm, and it is in the hardened state more flexible than the hardened potting material. Thus, if an adhesive rupture occurs between the internal surface of the casing and the layer of flexible resin or between the layer of flexible resin and the potting material, this layer of flexible resin forms a seal between the groove and the boss corresponding to the potting resin <or between the rib and the corresponding hollow of the potting resin) when the potting plate moves relative to the groove (or the rib>).
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles:
la figure 1 illustre la formation d'un joint lors de la réalisation de l'empotage dans le carter,
la figure 2 représente en vue agrandie la déformation de l'ensemble plaque d'empotage-carter,
la figure 3 représente un mode de réalisation selon la présente invention,
la figure 4 représente un autre mode de rainurage selon la présente invention, et
la figure 5 représente l'utilisation de nervures.Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows, given with reference to the appended figures in which:
FIG. 1 illustrates the formation of a seal when the potting is carried out in the casing,
FIG. 2 shows in enlarged view the deformation of the potting plate-casing assembly,
FIG. 3 represents an embodiment according to the present invention,
FIG. 4 represents another mode of grooving according to the present invention, and
Figure 5 shows the use of ribs.
La figure 1 représente de façon schématique l'une des extrémités d'un module de filtration à fibres creuses. FIG. 1 schematically represents one of the ends of a hollow fiber filtration module.
Un carter 1 contient un faisceau de fibres 2, maintenu dans le carter par une plaque de tête 3 obtenue par coulée d'une résine d'empotage. Le faisceau de fibres creuses 2 peut bien entendu être un faisceau unique ou un ensemble de plusieurs faisceaux élémentaires, comme cela est décrit dans EP-A-0 335 760.A casing 1 contains a bundle of fibers 2, held in the casing by a head plate 3 obtained by casting a potting resin. The bundle of hollow fibers 2 can of course be a single bundle or a set of several elementary bundles, as described in EP-A-0 335 760.
Lors de l'injection de la quantité nécessaire de matériau d'empotage, il se forme par mouillabilité un joint 4 peu épais entre la plaque de tête 3 et le carter 1. Ce joint 4 constitue donc une zone de fragilité, en particulier lors de la déformation du carter tel que représenté schématiquement et de façon amplifiée sur la figure 2, lorsque le module de filtration fonctionne sous pression. La zone 4a constitue alors une amorce de rupture même si par ailleurs la plaque de tête 3 possède d'excellentes propriétés mécaniques. Ceci est dû à la faible résistance au pelage que possèdent les résines actuellement sur le marché. When injecting the necessary quantity of potting material, a thin seal 4 forms between wettability between the head plate 3 and the casing 1. This seal 4 therefore constitutes a zone of weakness, in particular during the deformation of the casing as shown schematically and in an amplified manner in FIG. 2, when the filtration module operates under pressure. Zone 4a then constitutes an initiation of rupture even if, moreover, the head plate 3 has excellent mechanical properties. This is due to the low peel strength of the resins currently on the market.
Des essais ont été réalisés en utilisant des plaques de tête ou d'empotage réalisées avec des jeux de rainures à la surface interne du carter. Dans un carter de diamètre nominal 300 mm dont la paroi a une épaisseur de 5 mm, on pratique trois rainures 5a, 5b, 5c de section rectangulaire, d'une longueur de 4 mm et d'une profondeur de 1,5 mm, espacées de 7 mm Ccf. figure 4). Tests have been carried out using head or potting plates produced with sets of grooves on the internal surface of the casing. In a casing with a nominal diameter of 300 mm, the wall of which has a thickness of 5 mm, three grooves 5a, 5b, 5c of rectangular section, with a length of 4 mm and a depth of 1.5 mm, are spaced apart. 7 mm Ccf. figure 4).
Le carter est en résine d'ester vinylique et le matériau d'empotage est une résine époxy bi ou multicomposants classique.The casing is made of vinyl ester resin and the potting material is a conventional bi-component or multi-component epoxy resin.
On réalise des plaques de tête de deux hauteurs différentes, soit 30 mm et 50 mm. Une fois le durcissement de la résine d'empotage terminé, on cherche à décoller la plaque de tête du module sous presse. Pour ce faire, on dépose une plaque d'acier sur la plaque de tête et on applique une force (exprimée en tonnes). Head plates of two different heights, 30 mm and 50 mm, are produced. Once the curing of the potting resin is complete, an attempt is made to peel off the head plate of the module under press. To do this, a steel plate is placed on the head plate and a force is applied (expressed in tonnes).
TABLEAU 1
Essais de décollement entre carter et plaque de tête
Essai tuteur de Force appliquée Type de Rainures n plaque (min) tonnes rupture
1 50* 32 cohésive non 2 50* 37 cohésive oui 3 50** 26 adhésive non
adhésive 4 50** 29 + oui
cohésive 5 50* 14 adhésive non
adhésive 6 50f 19 + oui
cohésive * Mélange d'empotage effectué manuellement ** mélange d'empotage effectué mécaniquement.TABLE 1
Separation tests between casing and head plate
Stress test of applied force Type of grooves n plate (min) tonnes breaking
1 50 * 32 cohesive no 2 50 * 37 cohesive yes 3 50 ** 26 adhesive no
adhesive 4 50 ** 29 + yes
cohesive 5 50 * 14 adhesive no
adhesive 6 50f 19 + yes
cohesive * Manual potting mix ** mechanically potting mix.
Dans tous les cas la surface du carter correspondant à l'emplacement de la plaque d'empotage a été dégraissée à l'éthanol, dépoussiérée et séchée. In all cases, the surface of the casing corresponding to the location of the potting plate has been degreased with ethanol, dedusted and dried.
On observe qu'en présence de rainures, les ruptures sont cohésives (fragmentation de la plaque) et que même si la liaison plaque-carter est rompue localement par rupture adhésive, il est nécessaire d'appliquer des forces plus élevées pour obtenir la rupture cohésive
Le risque de rupture adhésive par vieillissement chimique ou du fait d'une pollution préalable de la surface interne du carter n'est toutefois pas exclu et si subsiste alors l'ancrage mécanique de la plaque dans les rainures, on se trouve confronté à des problèmes d'étanchéité à plus ou moins long terme.It is observed that in the presence of grooves, the ruptures are cohesive (fragmentation of the plate) and that even if the plate-casing connection is broken locally by adhesive rupture, it is necessary to apply higher forces to obtain the cohesive rupture
The risk of adhesive rupture by chemical aging or due to prior pollution of the internal surface of the casing is however not excluded and if there then remains the mechanical anchoring of the plate in the grooves, we are faced with problems. more or less long term.
Pour éviter cet inconvénient, on forme sur une zone correspondant substantiellement à la zone d'empotage une couche de résine ayant à l'état durci une plus grande souplesse que la résine d'empotage durcie et avec une épaisseur finale supérieure à celle d'une couche d'accrochage classique. Il existe donc ainsi entre la plaque d'empotage et le carter une couche de résine souple qui, si elle vient à se décoller soit de la face interne du carter soit de la plaque d'empotage, constitue un joint qui lors d'éventuels déplacements de la plaque par rapport au carter est coincée dans les zones de contact entre les rainures et les bossages de la plaque, en assurant ainsi une étanchéité. To avoid this drawback, a layer of resin is formed on a zone corresponding substantially to the potting zone having, in the hardened state, greater flexibility than the hardened potting resin and with a final thickness greater than that of a classic bonding layer. There is thus thus between the potting plate and the casing a layer of flexible resin which, if it comes to come off either from the internal face of the casing or from the potting plate, constitutes a seal which during possible displacements of the plate with respect to the housing is wedged in the contact zones between the grooves and the bosses of the plate, thus ensuring a seal.
Exemple I
Réalisation d'une couche de résine.Example I
Resin coating.
Sur un carter en résine d'ester vinylique ayant un diamètre nominal de 300 mm, on procède à un rainurage comme décrit précédemment. Après grattage à la toile émeri de la surface devant recevoir la couche de résine (par exemple de l'ordre de 5 cm), pour obtenir une surface rugueuse, et élimination des poussières formées par insufflation d'air comprimé, on nettoie la surface avec un tissu imbibé d'éthanol et on la fait sécher. On applique ensuite une couche de résine de polyuréthane a l'aide d'un pinceau large. On effectue plusieurs passages pour faire pénétrer la résine dans toutes les surfaces accessibles et obtenir l'épaisseur voulue. La résine de polyuréthane peut être remplacée par une résine époxy plus souple que la résine utilisée pour couler la plaque de tête. Une résine ayant une dureté
Shore D égale ou inférieure à 70 convient particulièrement.On a vinyl ester resin casing having a nominal diameter of 300 mm, grooving is carried out as described above. After scraping the surface to receive the resin layer with emery cloth (for example of the order of 5 cm), to obtain a rough surface, and removing the dust formed by blowing in with compressed air, the surface is cleaned with a cloth soaked in ethanol and dried. Then apply a layer of polyurethane resin using a wide brush. Several passages are made to allow the resin to penetrate all the accessible surfaces and obtain the desired thickness. The polyurethane resin can be replaced by a softer epoxy resin than the resin used for casting the head plate. A resin with hardness
Shore D equal to or less than 70 is particularly suitable.
Après application de la couche de polyuréthane ou de résine époxy, on ferme le module de manière à ce qu'il soit parfaitement étanche et à l'abri d'une éventuelle pollution. On laisse se faire la réticulation de la couche à la température ambiante. En général, trois à quatre jours sont nécessaires avant que l'on ne procède à 1'empotage d'un faisceau dans le carter. After applying the layer of polyurethane or epoxy resin, the module is closed so that it is perfectly sealed and protected from possible pollution. The layer is allowed to crosslink at room temperature. In general, three to four days are necessary before a bundle is potted in the casing.
On réalise l'empotage en utilisant la résine époxy décrite dans le tableau 1 ci-dessus, en coulant la plaque avec un débit de 100 g/mn pendant 51 mn. La quantité totale de résine injectée est de 5100 g et la hauteur totale d'empotage est de 47 mm. The potting is carried out using the epoxy resin described in table 1 above, by pouring the plate with a flow rate of 100 g / min for 51 min. The total quantity of resin injected is 5100 g and the total potting height is 47 mm.
La durée de gélification du produit est d'environ 36 h et 2 jours suffisent pour assurer une bonne réticulation. The gelation time of the product is approximately 36 h and 2 days are sufficient to ensure good crosslinking.
Exemple Il
Simulation de vieillissement
On prépare un module de filtration en utilisant le mode opératoire de l'exemple précédent, mais en faisant intervenir entre la réalisation de la couche de résine molle et la réalisation des plaques de tête, une étape de pollution par application d'une huile silicone de manière à mouiller légèrement la surface interne du carter. Dans de telles conditions, on ne peut pas considérer qu'il y a adhésion entre la couche de résine molle et la plaque de résine époxy.Example II
Simulation of aging
A filtration module is prepared using the operating method of the previous example, but by involving, between the production of the soft resin layer and the production of the head plates, a pollution step by application of a silicone oil of so as to slightly wet the internal surface of the housing. Under such conditions, it cannot be considered that there is adhesion between the soft resin layer and the epoxy resin plate.
Cependant, des essais réalisés après avoir laissé les plaques de tête durcir pendant une semaine, montrent que le système reste étanche jusqu'a 6 bars de pression interne (valeur nettement supérieure à celle utilisée normalement en service). However, tests carried out after having allowed the head plates to harden for a week, show that the system remains tight up to 6 bars of internal pressure (value much higher than that normally used in service).
Une autre forme de rainures peut être utilisée et est représentée sur la figure 3. Il s'agit en fait d'un simple évidement 5 de forme arrondie dont la couche de résine molle 6 épouse la forme. Another form of grooves can be used and is represented in FIG. 3. It is in fact a simple recess 5 of rounded shape whose soft resin layer 6 follows the shape.
La surface interne du carter peut aussi comporter des nervures 7, venues de moulage ou rapportées. The internal surface of the casing can also include ribs 7, molded or added.
Le nombre et la forme des rainures ou nervures sont indifférents. The number and shape of the grooves or ribs are indifferent.
De préférence encore la dimension de la couche 6 selon l'axe longitudinal du carter est supérieure à la dimension correspondante de la plaque de tête 3, en évitant ainsi de faire coïncider la limite de la couche 6 avec la zone de faiblesse 4a constituée par le joint 4 entre la plaque de tête et le carter, la plus grande souplesse de la couche 6 diminuant la fragilité de la liaison en cet endroit critique. More preferably, the dimension of the layer 6 along the longitudinal axis of the casing is greater than the corresponding dimension of the head plate 3, thus avoiding making the boundary of the layer 6 coincide with the zone of weakness 4a constituted by the joint 4 between the head plate and the casing, the greater flexibility of the layer 6 reducing the brittleness of the connection at this critical location.
On voit donc que s'il advenait par vieillissement une rupture adhésive entre la plaque et le carter, la couche 6 constituerait un joint souple qui se trouve coincé entre l'évidement 5 du carter et le bossage 3a correspondant de la plaque de tête, assurant ainsi l'étanchéité. Pour aboutir à une rupture de la liaison entre la plaque de tête et le carter, il faut alors atteindre la rupture cohésive de la plaque or celle-ci nécessite des pressions nettement plus élevées. It can therefore be seen that if there were an adhesive rupture between the plate and the casing due to aging, the layer 6 would constitute a flexible seal which is wedged between the recess 5 of the casing and the corresponding boss 3a of the head plate, ensuring thus sealing. To lead to a rupture of the connection between the head plate and the casing, it is then necessary to achieve the cohesive rupture of the plate, but this requires significantly higher pressures.
La présence de la couche 6 a l'avantage supplémentaire que l'on peut réaliser le module dans des conditions de propreté moins contraignantes qu'auparavant, où il fallait réaliser les empotages dans des conditions de propreté rigoureuses pour éviter des ruptures adhésives. L'exemple Il précédent montre que l'on abtient de bons résultats méme en cas d'une pollution accidentelle importante. The presence of layer 6 has the additional advantage that the module can be produced under conditions of cleanliness that are less restrictive than before, where it was necessary to carry out potting under conditions of rigorous cleanliness to avoid adhesive ruptures. The preceding example II shows that good results are obtained even in the event of significant accidental pollution.
La nature de la couche 6 est variable. On peut par exemple utiliser des élastomères connus pour leur grande souplesse, comme les colles à base de polyuréthane qui adhérent bien sur des résines d'esters vinyliques et sur des résines époxy. Pour des raisons pratiques, les carters utilisés à l'heure actuelle sont essentiellement en résine d'esters vinyliques qui sont acceptés dans le domaine alimentaire (application au traitement de l'eau). The nature of layer 6 is variable. One can for example use elastomers known for their great flexibility, such as polyurethane adhesives which adhere well to vinyl ester resins and to epoxy resins. For practical reasons, the casings used at present are essentially made of vinyl ester resin which are accepted in the food sector (application to water treatment).
On peut également utiliser comme matériau pour la couche 6 des résines époxy réticulées à l'aide de durcisseurs aliphatiques. De telles résines donnent après réticulation des résines plus souples que celles obtenues avec des durcisseurs cycliques. It is also possible to use, as material for layer 6, epoxy resins crosslinked using aliphatic hardeners. Such resins give more flexible resins after crosslinking than those obtained with cyclic hardeners.
Des matériaux de même nature que la résine utilisée pour l'empotage peuvent également être utilisés, par exemple une résine épcxy ayant une chaîne macromoléculaire plus longue qui sera plus souple après réticulation. Materials of the same nature as the resin used for potting can also be used, for example an epoxy resin having a longer macromolecular chain which will be more flexible after crosslinking.
On peut même à la rigueur utiliser le même mélange que pour la plaque d'empotage. En effet, le fait d'avoir réticulé une faible quantité de résine donne au produit final un degré de réticulation plus faible. La couche est donc moins réticulée et a une plus grande souplesse et en outre conserve un grand nombre de sites réceptifs libres et sert de très bon promoteur d'adhésion entre la plaque d'empotage et le carter. It is even possible to use the same mixture as for the potting plate. Indeed, the fact of having crosslinked a small quantity of resin gives the final product a lower degree of crosslinking. The layer is therefore less crosslinked and has greater flexibility and also retains a large number of free receptive sites and serves as a very good adhesion promoter between the potting plate and the casing.
Il est entendu que d'autres formes de rainures peuvent être utilisées et que d'autres couples de matériaux pour la couche 6 et pour la plaque d'empotage 3 peuvent être utilisés, pour autant que la couche 6 soit plus souple que la résine de la plaque d'empotage. It is understood that other forms of grooves can be used and that other pairs of materials for the layer 6 and for the potting plate 3 can be used, provided that the layer 6 is more flexible than the resin. the potting plate.
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| Publication number | Publication date |
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| FR2699424B1 (en) | 1995-02-03 |
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