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-PIEGES 'MOULEES 'ET 'PROCEDE POUR: LEURFABRICATION.
-La présente invention concerne des procédés pour fabriquer des pièces moulées feuilletées, au moyen de matières fibreuses inorganiques et de résines, ainsi que les produits ainsi obtenus.
Quoiqu'on ait déjà proposé d'appliquer des résines à des matières fibreuses inorganiques comme des feuilles en fibres d'asbeste et fibres de verre, pour en faire des pièces utilisables,on a rencontré des difficultés à produire des pièces ayant à la fois de bonnes qualités physiques et un bel aspect extérieur, tout en ayant un bas prix de reviento Il a été difficile d'obtenir avec des matières fibreuses inorganiques des pièces à surface uni- forme sans traces de structure fibreuse, à moins d'opérations trop poussées ou spécialisées et, par conséquent, une forte augmentation du prix. La fabri- cation de tissus en fibre de verre est très coûteuse, de sorte que ces tissus ne sont utilisés que pour des applications spéciales qui justifient un coût extrêmement élevé.
Bien d'autres problèmes se posent) quand on veut fabriquer économiquement des pièces avec des feuilles en matières fibreuses inorganiques sur lesquelles sont appliquées des résines.
L'invention a pour buts de procurer - principalement un procédé de moulage de feuilles en fibres inor- ganiques feutrées irrégulièrement, c'est-à-dire de façon hétérogène, sur les- quelles sont appliqués certains polymères thermoplastiques, en lamelles rigi- des à surfaces unies nécessitant un minimum d'opérations et de travail; - une pièce lamellée composée de fibres inorganiques feutrées irrégulièrement et de certains polymères thermoplastiques; - un panneau de porte d'armoire frigorifique dur et rigidee de forme déterminée, fait de fibres de verre irrégulièrement feutrées et de po-
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lymères thermoplastiques.
Pour bien faire comprendre 1-'invention, on.se référera à la des- cription détaillée, donnée ci-dessous, de plusieurs formes d'exécution repré- sentées, à titre d'exemple, aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue de face, partiellement en coupe., d'appa- reils pour 1-imprégnation de la matière feutrée.
La figure 2 est une vue en perspective d'une pile de feuillets.
La figure 3 est une coupe transversale verticale d'une presse de moulage
La figure 4 est une coupe partielle d'une pièce feuilletée mon- trant une forme d'exécution de l'invention; et
La figure 5 est une coupe partielle d'une pièce feuilletée montrant une autre forme d'exécution de l'invention.
Suivant la présente invention, il est possible de fabriquer de façon simple et rapide des plaques feuilletées rigides ayant une surface unie sans trace de fibresde couleur et d'opacité déterminées, au moyen de feuil- les de fibres inorganiques feutrées et de certains polymères thermoplastiques.
On peut préparer des feuilles de fibres de verre ou d'asbeste irrégulièrement feutrées, plus économiquement que toute autre forme de feuille composée de telles fibres. Le prix d'un feutre de fibre de verre, par exemple, est ordi- nairement environ le tiers du prix d'un tissu de verre. Quoiqu'un feutre de fibres de verre n'a pas l'extrême solidité et les propriétés physiques du tis- su de verre., les propriétés physiques du feutre de fibres de verre convien- nent aux fins de la présente invention. Des plaques feuilletées faites au moyen de feutre de fibres de verre conformément à l'invention sont supérieu- res:, à de nombreux points de vue, aux produits feuilletés cellulosiques;, com- me le papier ou le tissu de coton imprégnés de résines.
Le feutre de fibres de verre ordinaire préparé sous sa forme la plus économique est un produit irrégulier relativement grossier, présentant des noeuds de courtes fibres de verre qui se remarqueraient nettement s'il , était enrésiné et moulé suivant les procédés courants. On a découvert qu'on peut fabriquer des plaques feuilletées à surface unie et ayant de bonnes qua- lités physiques, au moyen de feutre de fibres de verre ordinaire, de la fa- çon suivante. Des feuilles de feutre de fibres inorganiques ordinaires, et particulièrement de fibres de verre., sont traitées avec certains polymères thermoplastiques et on réunit un certain nombre de ces feuilles grossière- ment feutrées pour en former l'âme ou le corps d'une plaque feuilletée.
Sur cette âme, on applique une feuille de parement constituée par une feuille irrégulièrement feutrée de fibres inorganiques monofilamen- taires sensiblement continues, de beaucoup plus petit diamètre que les fi- bres de verre du feutre constituant l'âme, et préparée de façon à être exemp- te de noeuds et à avoir un aspect relativement uniforme. Cette dernière ma- tière est un article courant du commerce et a été employée somme matière de séparation dans les batteries.
Elle a une texture plus fine,, plus régulière d'épaisseur et d'aspect que le feutre grossier de fibres souries. Ce feutre uniforme est traité avec une résine thermoplastique et une quantité relati- vement importante d'un pigment solide finement divisé avant d'être appliqué comme feuille de parement sur l'âme.
Plus précisément, on utilise dans la présente invention comme po- lymère thermoplastique à appliquer aux feutres de fibres inorganiquesles
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ples de polymères thermoplastiques de ce genre on peut citer les suivants g polystyrène, méthacrylate de polyméthyle, méthacrylate de polybutyle, acétate
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de polyvinyle copolymères de chlorure de vinyle-acétate de vinyle, copoly- mères de chlorure de vinylidène-acétate de vinyle, et polyéthylène. Le poids moléculaire choisi pour le polymère dépendra de la dureté relative que doit avoir le "contre-plaqué" finalement obtenu. On peut ajouter au polymère thermoplastique des plastifiants, mais en général il en faut très peu. On peut, si on le désire, utiliser des mélanges de deux ou plusieurs polymères thermoplastiques.
Des résultats particulièrement satisfaisants ont été obtenus avec du polystyrène et du méthacrylate de polyméthyle.
Le polymère thermoplastique peut être appliqué de différentes manières sur les feuilles de fibres inorganiques irrégulièrement feutrées, mais l'expérience a montré qu'il est très intéressant et économique de le faire par trempage dans une dispersion de polymère thermoplastique. La quan- tité de polymère à appliquer peut être facilement réglée en variant la quan- tité d'eau de la dispersion. Les feuilles peuvent cependant être traitées en appliquant le polymère thermoplastique par pistolage application au rou- leau ou par d'autres moyens semblables.
On préfère utiliser des dispersions aqueuses de polymère thermo- plastique parce qu'il n'y a pas de danger d'incendie comme avec un dissolvant organique, et à cause du prix moindre des dispersions aqueuses, comparé à ce- lui de solutions contenant des solvants ou des véhicules organiques coûteux.
La figure 1 montre la façon d'enduire de polymère des feuilles de feutre de fibres de verre ou autres fibres inorganiques. Une bobine d'a- limentation de feutre de verre 10 se déroule et la feuille 12 passe dans un récipient d'imprégnation 14 pour recevoir la dispersion de résine thermoplas- tique 16, par exemple une dispersion à 50 % de polystyrène. Le feutre de fi- bres de verre recueille la quantité voulue de dispersion et il est inutile de prévoir des rouleaux de compression. Le feutre traité passe dans un four 18 pourvu d'un élément chauffant 20 ou l'équivalent, servant à chauffer la dispersion appliquée et à évaporer le véhicule liquide, eau ou équivalent.
Les vapeurs du véhicule liquide sortent du four par une conduite 22. Quand la feuille traitée 24 sort du four elle consiste en feutre de verre portant 60 à 90 % de son poids de polystyrène ou autre polymère thermoplastique.
La feuille 24 est ensuite refroidie jusqu'à ce que le polymère appliqué ne soit plus collant et qu'on puisse manipuler la feuille traitée ou la couper en tronçons, si on le désire, pour le stockage ou les opérations suivantes.
On prépare, dans des appareils semblables à celui de la figure 1,'les feuilles de parement du "contre-plaqué" de l'invention, en partant de feuilles de feutre de fibres inorganiques à texture fine ne présentant pas de noeuds. On applique à ces feuilles 60 à 90 % en poids d'un polymère thermoplastique., de préférence le polymère ayant servi à imprégner Pâme du "contre-plaqué".
Le polymère thermoplastique appliqué à la feuille de parement est mélangé avec 10 % à 60 % de son poids ( 6 à 54 parties de pigment pour 100 parties de feutre de verre) d'un pigment finement divisé ou un colorante ou les deux, de manière à donner au "contre-plaqué" final une couleur et une opacité déterminées. Dans certains cas on a utilisé un pigment aussi bien dans le polystyrène des feuilles d'âme que dans celui du parement. Ainsi appliquée, la quantité de pigment peut être de 5 % du poids total du polystyrène. On peut cependant utiliser de plus fortes quantités de pigment, allant jusqu'à 50 % du poids du polystyrène. Le pigment ou colorant est simplement mélangé dans la dispersion aqueuse du polymère thermoplastique et la suspension est prête à l'usage.
Il est préférable d'utiliser avec le polymère thermoplastique des pigments de finesse colloïdale (moins de 20 microns de diamètre de particule) ou des colorants solubles. Conviennent somme pigment le bioxyde de titane., l'oxyde de zinc, le lithopone, le chromate de zinc et le noir de fumée. On peut évidemment utiliser des pigments donnant toute coloration désirée. Plu- sieurs pigments peuvent de plus être introduits dans une même composition.
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La figure 2 du dessin représente une phase suivante de la fabri- cation d'un "contre-plaqué" conformément à l'invention. Plusieurs couches ou feuilles 24 constituées uniquement de feutre irrégulier de fibres de verre courtes avec du polystyrène ou un autre polymère thermoplastique, sont su- perposées de manière à constituer une âme 30. On applique sur une face de 1' âme 30 une feuille 32 composée d'un feutre uniforme de fibres de verre conti- nues, monofilamentaires, imprégné de polystyrène avec un pigment comme le bio- xyde de titane. Pour donner un exemple concret, l'âme 30 est faite de feuil- les 24 en feutre de verre grossier imprégné de 80 % de son poids de polysty- rène dans une dispersion aqueuse.
La feuille de parement 32 comprend 100 par- ties de feutre de fibres de verre, 75 parties en poids de polystyrène et 25 parties en poids de bioxyde de titane comme pigment. Les feuilles 32 et 34 sont de même longueur.
Si on devait soumettre l'empilage de feuilles de résine et de ver- re à température normale, à la pression et au chauffage d'une presse de mou- lage, la température du moule devant seule amener la résine thermoplastique à se ramollir et à fluer sous l'effet de la pression, il faudrait un temps très long pour que la chaleur du moule pénètre jusqu'au coeur. Dans de nombreux cas, à moins de précautions sérieuses, la résine thermoplastique tendrait à quitter la surface sous l'effet de la pression;, laissant une face extérieure fibreuse sans résine, avant que l'ensemble de la résine thermoplastique ne fonde et ne se soude en un bloc résineuxo
La présente invention utilise un procédé meilleur et plus rapide pour le moulage.
Comme la figure 3 le montre, l'empilage 30-32 est placé entre les deux plaques métalliques de presse 34 qui ont la forme voulue. Des plaques en acier inoxydable-d'une épaisseur d'environ 1/16 pouce (1,6 mm) se sont avérées très satisfaisantes. On remarquera qua chaque plaque métallique de presse 34 a un bord plat 36 et une partie concave 38. L'assemblage 30-32- 34 est porté rapidement à une température entre 150 F et 200 F (66 à 93 C) en un temps de l'ordre d'une minute. On peut utiliser dans ce but un four à air forcé, une batterie de lampes infra-rouges, un chauffage à induction ou un autre four. Sans les plaques de presse 34, l'empilage de feutre de fibres de verre et de résine serait flasque et difficile à manipuler.
L'ensemble 30-32-34 chauffé à une température entre 150 F et 200 F (66 à 93 C) est retiré du four de chauffage et placé dans une presse chauf- fée (voir fige 3) dont les plateaux de moulage 40 et 42 s'adaptent aux pla- ques de presse'34. Les faces de moulage se trouvent à une température d'en- viron 400 F à 450 F (204 à 232 C) et sont rapprochées de manière à appliquer à l'empilage 30-32 une pression de 100 à 2000 psi (7 à 140 kg/cm2) ou plus.
Avec ces températures et pressions;, le polymère thermoplastique se ramollit et coule à travers tout le feutre de verre et se soude ou s'unit en un "con- tre-plaqué" solideo L'expérience a montré qu'un temps de moulage de 1 à 5 mi- nutes convient;, la durée étant d'autant plus longue que les températures et les pressions sont plus basses. La matière ne pourra séjourner plus de 10 mi- nutes dans la presse 39 de crainte de voir le polymère se décolorero
On a constaté qu'à la sortie de la presse 39, les plaques métal- liques de presse adhèrent fortement au "contre-plaqué" chaud. Après la sor- tie de presse, on laisse refroidir le "contre-plaqué" chaud et ses plaques adhérentes, à la température du local.
L'emploi de plaques de presse très ri- gides en acier inoxydable, acier nickelé ou chromé ou aluminium d'une épais- seur de 1/32 pouce (0,8 mm) ou plus est avantageux;, parce que les plaques em- pêchent le "contre-plaqué" de gauchir ou de se déformer pendant le refroidis- sementa A une température de local de 80 F (27 C), l'ensemble refroidira à une température de 100-110 F (38 à 43 C) en 15 à 30 minutes. A cette tempé- rature, les plaques métalliques de presse 34 se détacheront brusquement du "contre-plaqué" mouléa avec un bruit sec caractéristique; on pourra facile- ment séparer les plaques de la matière moulée et les réutiliser.
Le "contre-plaqué" et ses plaques enlevés chauds de la presse peu-
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vent être placés dans un dispositif de refroidissement comportant, par exem- ple, de grosses plaques métalliques froides? ce qui permet un refroidissement rapide. Les plaques de presse 34 peuvent être assez minces dans cecas et consister par exemple, en minces feuilles métalliquesou en fine tôle d'acier chromé .
Comme la figure 4 le montre, on obtient ainsi un "contre-plaqué" à surface unie 32 sans trace de structure fibreuse.
Dans de nombreux cas, les deux faces du contre-plaqué doivent avoir un fini convenable. On peut donc appliquer sur chaque face de l'âme 30 une feuille de parement 32. Le tout étant moulé dans une presse suivant le procédé préférés se présente sous la forme d'un "contre-plaqué" 50 ayant deux faces lisses, représenté en coupe transversale sur la figure 5 du des- sino
Les deux faces du "contre-plaqué" renforcé obtenu sont unies et exemptes de toute trace de structure fibreuse.,
Les "contre-plaqués" de la présente invention conviennent pour de nombreuses applications de construction et de décoration., et particulière- ment comme panneaux intérieurs de portes d'armoires frigorifiques.
Jusqu'ici, ces panneaux ont été faits presque exclusivement en feuilles de papier impré- gnées de diverses résines comme les résines phénoliques. Comme la cellulose est hydrophile, ces panneaux changent de dimensions par absorption d'humidi- té, ce qui entraîne des inconvénients.
Un panneau perfectionné d'armoire frigorifique a été fabriqué conformément à la présente invention de la façon suivante. L'âme était faite de deux épaisseurs de feutre de verre grossier d'une épaisseur théorique non comprimée d'environ 30 millièmes de pouce (0,75 mm) pesant 1,5 oz par yard carré (51 grammes par mètre carré) que l'on a imprégnées de 70 % de leur poids de polystyrène, par trempage dans une émulsion aqueuse de polystyrène avec 49 % de particules solides. Les feuilles imprégnées ont été séchées à une température d'environ 280 F (138 C) pendant une demi-heure environ.
On a préparé une feuille de parement épaisse de 10 millièmes de pouce (0,25 mm) consistant en un feutre séparateur de batterie en fibres de verre monofila- mentaires, que l'on a imprégné avec une émulsion aqueuse de polystyrène contenant environ 15 % en poids de bioxyde de titane comme pigment à l'état finement divisé et 50 % de polystyrène.
Cette feuille de parement a aussi été séchée à environ 280 F (1380C). Les feuilles d'âme et de parement ont été superposées entre deux plaques d'acier,inoxydable concaves épaisses de 1/16 pouce (1,6 mm) et l'assemblage a été chauffé à une température de 175 F (80 C), et placé dans une presse dont les faces de moulage étaient portées à une température de 400 F (204 C). Les faces de moulage épousaient la forme con- cave de la feuille 32. Le moule étant fermée on a appliqué à l'empilage une pression de 1200 psi (85 kg/cm2) pendant 3 minutes. On a ensuite rouvert la presse et laissé refroidir l'ensemble chaude après l'avoir sortie pendant en- viron quinze minutes, jusque ce que les plaques se détachent d'elles-mêmes.
On a obtenu un panneau dur et rigide d'une épaisseur de 1/16 pouce (1,6 mm) avec un bord non déformé et le milieu concave du côté de la face pigmentée.
Les panneaux peuvent avoir des épaisseurs allant de 1/32 à 1/4 pouce (0,8 à 6,4 mm) ou plus. La surface du panneau était bien unie et blanche, sans trace visible de fibresIl n'y avait sur la face pigmentée aucune partie sortante ou rentrante, foncée ou claire,, comme on en voyait sur la face opposée.
Le "eontre-plaqué" a été refroidi dans la presse avant de le sor- tir. Dans un cas,après moulage de 3 minutes sous une pression d'environ 1000 psi (70 kg/cmê), le moule a été refroidi à l'eau et on a laissé le "con- tre-plaqué" dans la presse pendant 15 minutes avant de l'enlever. On a obte- nu ainsi 'un excellent panneau d'armoire frigorifique, o
Le panneau ainsi fabriqué s'est avéré très résistant à tout chan- gement de dimensions dans des conditions de forte humidité.
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On remarquera qu'on peut fabriquer de nombreuses autres pièces en "contre-plaqué" conformément à l'invention. Toutes ces pièces ont un bel aspect extérieur et de bonnes qualités physiques.
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une pièce feuilletée rigide et dure caractérisé en ce qu'on applique à une première feuille composée de fibres inorganiques feutrées de façon hétérogène c'est-à-dire irrégulièrement, une dispersion d'un polymère thermoplastique d'un composé ayant le groupe - HC = C# dans un support liquide volatil, la dispersion étant appliquée en une quantité suffisante pour déposer sur la feuille de 60 % à 90 % de son poids de polymère thermoplastique, on sèche la première feuille pour enlever le véhicule liquide volatil, on applique à une seconde feuille composée de fibres inorganiques monofilamentaires relativement continues et irrégulière- ment feutrées, sans noeuds et ayant un aspect uniforme, une seconde dispersion comprenant le polymère thermoplastique,
un pigment colorant finement divisé solide et un véhicule liquide volatil, la seconde dispersion étant appliquée en une quantité suffisante pour déposer sur la seconde feuille de 60 % à 90 % de son poids de polymère et depigment colorant, on sèche la seconde feuille pour éliminer le véhicule liquide volatile on empile les feuilles entre des plaques métalliques de presse, au moins une seconde feuille étant appliquée sur une couche de premières feuilles, les premières feuilles traitées for- mant l'âme et les secondes feuilles traitées formant parement pour un empi- lage de feuilles,on chauffe l'ensemble des feuilles et des plaques métal- liques de presse à une température entre 150 F et 200 F (66 à 93 C),
on com- prime l'empilage de feuilles sous pression pendant 10 minutes au maximum et à une température d'environ 400 F à 450 F (204 à 232 C) à laquelle le poly- mère thermoplastique flue entre les fibres inorganiques et se soude en une masse qui enrobe la matière fibreuse et a une surface unie,, colorée et opa- que, on refroidit et on détache les plaques de presse métalliques de la pièce feuilletée.
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-TRAPS 'MOLDED' AND 'PROCESS FOR: THEIR MANUFACTURING.
The present invention relates to processes for making laminated molded parts, using inorganic fibrous materials and resins, as well as the products thus obtained.
Although it has already been proposed to apply resins to inorganic fibrous materials such as asbestos fiber and glass fiber sheets to make usable parts, difficulties have been encountered in producing parts having both dimensions. good physical qualities and a good exterior appearance, while having a low cost. It has been difficult to obtain with inorganic fibrous materials parts with a uniform surface without traces of fibrous structure, unless operations are too extensive or specialized and, consequently, a sharp increase in price. The manufacture of fiberglass fabrics is very expensive, so these fabrics are only used for special applications which justify an extremely high cost.
Many other problems arise when it is desired to economically manufacture parts with sheets of inorganic fibrous materials to which resins are applied.
The invention aims to provide - mainly a method of molding sheets of inorganic fibers irregularly felted, that is to say in a heterogeneous manner, on which certain thermoplastic polymers are applied, in rigid lamellae. with smooth surfaces requiring a minimum of operations and labor; - a laminated piece composed of irregularly felted inorganic fibers and certain thermoplastic polymers; - a hard and rigid refrigerated cabinet door panel of specific shape, made of irregularly felted glass fibers and po-
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thermoplastic lymers.
In order to make the invention fully understood, reference will be made to the detailed description given below of several embodiments shown, by way of example, in the accompanying drawings.
Figure 1 is a front view, partially in section, of apparatus for 1-impregnation of the felted material.
Figure 2 is a perspective view of a stack of leaflets.
Figure 3 is a vertical cross section of a molding press
FIG. 4 is a partial section of a laminated piece showing an embodiment of the invention; and
FIG. 5 is a partial section of a laminated part showing another embodiment of the invention.
According to the present invention, it is possible to easily and quickly manufacture rigid laminated sheets having a smooth surface without traces of fibers of determined color and opacity by means of sheets of felted inorganic fibers and certain thermoplastic polymers.
Sheets of irregularly felted glass or asbestos fibers can be prepared more economically than any other form of sheet composed of such fibers. The price of a fiberglass felt, for example, is usually about one-third the price of a glass fabric. Although a glass fiber felt does not have the extreme strength and physical properties of glass fabric, the physical properties of glass fiber felt are suitable for the purposes of the present invention. Laminated sheets made from glass fiber felt in accordance with the invention are superior in many ways to cellulosic laminates, such as paper or cotton fabric impregnated with resins.
Ordinary glass fiber felt prepared in its most economical form is a relatively coarse, irregular product, exhibiting knots of short glass fibers which would be conspicuous if it were resined and molded by conventional methods. It has been found that laminated sheets having a smooth surface and having good physical qualities can be made using ordinary glass fiber felt in the following manner. Felt sheets of ordinary inorganic fibers, and particularly glass fibers, are treated with certain thermoplastic polymers and a number of these coarsely felted sheets are joined to form the core or body of a laminated plate. .
To this core, a facing sheet is applied consisting of an irregularly felted sheet of substantially continuous monofilament inorganic fibers, of much smaller diameter than the glass fibers of the felt constituting the core, and prepared so as to be free from knots and having a relatively uniform appearance. The latter material is a common item of commerce and has been used as a separation material in batteries.
It has a finer texture, more regular in thickness and appearance than the coarse felt of smiled fibers. This uniform felt is treated with a thermoplastic resin and a relatively large amount of a finely divided solid pigment before being applied as a facing sheet to the core.
More precisely, the thermoplastic polymer to be applied to felts of inorganic fibers is used in the present invention.
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Ples of thermoplastic polymers of this kind include the following g polystyrene, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, acetate
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of polyvinyl vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, vinylidene chloride-vinyl acetate copolymers, and polyethylene. The molecular weight chosen for the polymer will depend on the relative hardness that the "plywood" finally obtained must have. Plasticizers can be added to the thermoplastic polymer, but generally very little is required. Mixtures of two or more thermoplastic polymers can be used, if desired.
Particularly satisfactory results have been obtained with polystyrene and polymethyl methacrylate.
The thermoplastic polymer can be applied in various ways on the sheets of irregularly felted inorganic fibers, but experience has shown that it is very interesting and economical to do this by soaking in a dispersion of thermoplastic polymer. The amount of polymer to be applied can be easily controlled by varying the amount of water in the dispersion. The sheets can, however, be treated by applying the thermoplastic polymer by roller spraying or by other similar means.
It is preferred to use aqueous dispersions of thermoplastic polymer because there is no danger of fire as with an organic solvent, and because of the lower cost of aqueous dispersions, compared to that of solutions containing organic solvents. solvents or expensive organic vehicles.
Figure 1 shows how to coat felt sheets of glass fibers or other inorganic fibers with polymer. A glass felt feed reel 10 unwinds and sheet 12 passes through impregnation vessel 14 to receive the thermoplastic resin dispersion 16, eg, 50% polystyrene dispersion. The fiberglass felt collects the desired amount of dispersion and there is no need for compression rollers. The treated felt passes through an oven 18 provided with a heating element 20 or the like, serving to heat the applied dispersion and to evaporate the liquid vehicle, water or the like.
The vapors of the liquid vehicle exit the oven through a pipe 22. When the treated sheet 24 leaves the oven it consists of glass felt bearing 60 to 90% of its weight of polystyrene or other thermoplastic polymer.
Sheet 24 is then cooled until the applied polymer is no longer tacky and the treated sheet can be handled or cut into chunks, if desired, for storage or subsequent operations.
The facing sheets of the "plywood" of the invention are prepared in apparatuses similar to that of FIG. 1, starting from felt sheets of fine-textured inorganic fibers having no knots. 60 to 90% by weight of a thermoplastic polymer is applied to these sheets, preferably the polymer used to impregnate the "plywood" core.
The thermoplastic polymer applied to the facing sheet is mixed with 10% to 60% by weight (6 to 54 parts of pigment per 100 parts of glass felt) of a finely divided pigment or a colorant or both, so to give the final "plywood" a determined color and opacity. In some cases a pigment has been used both in the polystyrene of the core sheets and in that of the facing. Thus applied, the amount of pigment may be 5% of the total weight of the polystyrene. However, larger amounts of pigment can be used, up to 50% of the weight of the polystyrene. The pigment or dye is simply mixed into the aqueous dispersion of the thermoplastic polymer and the suspension is ready for use.
It is preferable to use with the thermoplastic polymer pigments of colloidal fineness (less than 20 microns in particle diameter) or soluble dyes. Suitable pigments are titanium dioxide, zinc oxide, lithopone, zinc chromate and carbon black. It is obviously possible to use pigments giving any desired coloration. Several pigments can also be introduced into the same composition.
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Figure 2 of the drawing shows a next phase in the manufacture of "plywood" according to the invention. Several layers or sheets 24 made only of irregular felt of short glass fibers with polystyrene or other thermoplastic polymer, are superimposed to form a core 30. A sheet 32 composed of a core 30 is applied to one face of the core 30. a uniform felt of continuous, monofilament glass fibers, impregnated with polystyrene with a pigment such as titanium dioxide. To give a concrete example, the core 30 is made of sheets 24 of coarse glass felt impregnated with 80% by weight of polystyrene in an aqueous dispersion.
The facing sheet 32 comprises 100 parts of glass fiber felt, 75 parts by weight of polystyrene and 25 parts by weight of titanium dioxide as a pigment. Sheets 32 and 34 are of the same length.
If one were to subject the stack of sheets of resin and glass to normal temperature, pressure and heating of a molding press, the temperature of the mold alone having to cause the thermoplastic resin to soften and to flow under the effect of the pressure, it would take a very long time for the heat of the mold to penetrate to the heart. In many cases, unless serious precautions were taken, the thermoplastic resin would tend to leave the surface under pressure; leaving a fibrous outer face without resin, before all of the thermoplastic resin had melted and dissolved. soda in a resinous block
The present invention uses a better and faster process for molding.
As Figure 3 shows, the stack 30-32 is placed between the two metal press plates 34 which have the desired shape. Stainless steel plates - about 1/16 inch (1.6 mm) thick have been found to be very satisfactory. Note that each metal press plate 34 has a flat edge 36 and a concave portion 38. The assembly 30-32- 34 is brought rapidly to a temperature between 150 F and 200 F (66 to 93 C) over a period of time. order of one minute. A forced-air oven, a battery of infrared lamps, an induction heater or another oven can be used for this purpose. Without the press plates 34, the stack of fiberglass felt and resin would be flabby and difficult to handle.
The assembly 30-32-34 heated to a temperature between 150 F and 200 F (66 to 93 C) is removed from the heating furnace and placed in a heated press (see fig 3) with the molding plates 40 and 42 adapt to press plates'34. The mold faces are at a temperature of about 400 F to 450 F (204 to 232 C) and are brought together so as to apply to the stack 30-32 a pressure of 100 to 2000 psi (7 to 140 kg / cm2) or more.
With these temperatures and pressures, the thermoplastic polymer softens and flows through all the glass felt and welds or unites into a solid "plywood". Experience has shown that a molding time of 1 to 5 minutes is suitable; the duration being longer the lower the temperatures and the pressures. The material can not stay more than 10 minutes in the press 39 for fear of seeing the polymer discolouration.
It has been found that upon exiting press 39, the metal press plates adhere strongly to the hot "plywood". After exiting the press, the hot "plywood" and its adhering plates are allowed to cool to room temperature.
The use of very stiff press plates of stainless steel, nickel-plated or chrome-plated steel or aluminum with a thickness of 1/32 inch (0.8 mm) or more is advantageous ;, because the press plates prevent "plywood" from warping or deforming during coolinga At a room temperature of 80 F (27 C), the assembly will cool to a temperature of 100-110 F (38 to 43 C) in 15 to 30 minutes. At this temperature, the metal press plates 34 will abruptly detach from the molded "plywood" with a characteristic popping sound; the plates can easily be separated from the molded material and reused.
The "plywood" and its plates removed hot from the press can
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be placed in a cooling device comprising, for example, large cold metal plates? which allows rapid cooling. The press plates 34 can be quite thin in this case and consist, for example, of thin metal sheets or thin sheet of chromed steel.
As shown in Figure 4, this results in a smooth surface "plywood" 32 with no trace of fibrous structure.
In many cases, both sides of the plywood must be properly finished. A facing sheet 32 can therefore be applied to each face of the core 30. The whole being molded in a press according to the preferred method is in the form of a "plywood" 50 having two smooth faces, shown in cross section in figure 5 of the drawing
The two sides of the reinforced "plywood" obtained are united and free from any trace of fibrous structure.,
The "plywoods" of the present invention are suitable for many construction and decorating applications, and particularly as interior panels of refrigerated cabinet doors.
Heretofore, these panels have been made almost exclusively from sheets of paper impregnated with various resins such as phenolic resins. Since cellulose is hydrophilic, these panels change dimensions by absorption of moisture, which causes drawbacks.
An improved refrigerated cabinet panel has been fabricated in accordance with the present invention as follows. The core was made of two plies of coarse glass felt with a theoretical uncompressed thickness of about 30 thousandths of an inch (0.75 mm) weighing 1.5 oz per square yard (51 grams per square meter) than the 70% of their weight was impregnated with polystyrene, by soaking in an aqueous emulsion of polystyrene with 49% of solid particles. The impregnated sheets were dried at a temperature of about 280 F (138 C) for about half an hour.
A 10 thousandths of an inch (0.25 mm) thick facing sheet was prepared consisting of monofilament glass fiber battery separator felt, which was impregnated with an aqueous polystyrene emulsion containing about 15%. by weight of titanium dioxide as a finely divided pigment and 50% polystyrene.
This siding sheet was also dried at about 280 F (1380C). The core and face sheets were layered between two 1/16 inch (1.6 mm) thick concave, stainless steel plates and the assembly was heated to a temperature of 175 F (80 C), and placed in a press whose mold faces were heated to a temperature of 400 F (204 C). The mold faces conformed to the concave shape of sheet 32. With the mold closed, the stack was applied a pressure of 1200 psi (85 kg / cm2) for 3 minutes. The press was then reopened and the hot assembly allowed to cool after taking it out for about fifteen minutes, until the plates came off on their own.
A hard and rigid panel of 1/16 inch (1.6 mm) thickness was obtained with an undeformed edge and the middle concave on the pigmented face side.
Panels can have thicknesses ranging from 1/32 to 1/4 inch (0.8 to 6.4 mm) or more. The surface of the panel was smooth and white, with no visible trace of fibers. There was no protruding or reentering, dark or light part on the pigmented side, as seen on the opposite side.
The "plywood" was cooled in the press before being taken out. In one case, after molding for 3 minutes under a pressure of about 1000 psi (70 kg / cm 2), the mold was cooled with water and the "plywood" was left in the press for 15 minutes. minutes before removing it. An excellent refrigeration cabinet panel was thus obtained, o
The panel thus manufactured was found to be very resistant to any change in dimensions under conditions of high humidity.
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It will be appreciated that many other parts can be made from "plywood" in accordance with the invention. All these pieces have a good exterior appearance and good physical qualities.
CLAIMS
1. A method of manufacturing a rigid and hard laminated part characterized in that a first sheet composed of heterogeneously felted inorganic fibers, that is to say irregularly, is applied to a dispersion of a thermoplastic polymer of a compound having the group - HC = C # in a volatile liquid carrier, the dispersion being applied in an amount sufficient to deposit on the sheet from 60% to 90% of its weight of thermoplastic polymer, the first sheet is dried to remove the vehicle volatile liquid, to a second sheet composed of relatively continuous and irregularly felted monofilament inorganic fibers, without knots and having a uniform appearance, is applied a second dispersion comprising the thermoplastic polymer,
a finely divided solid coloring pigment and a volatile liquid vehicle, the second dispersion being applied in an amount sufficient to deposit on the second sheet from 60% to 90% of its weight of polymer and coloring pigment, the second sheet is dried to remove the volatile liquid vehicle the sheets are stacked between metal press plates, at least a second sheet being applied to a layer of first sheets, the first treated sheets forming the core and the second treated sheets forming the facing for stacking sheets, all the sheets and metal press plates are heated to a temperature between 150 F and 200 F (66 to 93 C),
the stack of sheets is compressed under pressure for a maximum of 10 minutes and at a temperature of about 400 F to 450 F (204 to 232 C) at which the thermoplastic polymer flows between the inorganic fibers and welds together. a mass which envelops the fibrous material and has a smooth, colored and opaque surface, the metal press plates are cooled and peeled from the laminated part.