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La présente invention est relative à un procédé de moulage d'une feuille imprégnée de résine à la surface de laquelle sont incrustées de petites particules solides, et à l'objet ainsi obtenu.
Pour de nombreuses applications, il est désirables de préparer un stratifié résineux thermoduroi dont une surface porte des particules solides en saillie, en partie incrustées dans le stratifié.
Pour mouler des feuilles imprégnées de résine en stratifiés de la forme désirée et vulcaniser les résines, il est nécessaire de mouler la ou les feuilles à des températures élevées et sous de hautes pressions entre deux plateaux rigides en acier ou en fonte. Pendant cette opération de moulage, on a tenté d'incruster de petites particules solides dans la surface de la feuille de façon que des parties extérieures de ces parti- cules restent exposées. A cause des pressions de moulage élevée$
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appliquées par les plateaux, ces particules se brisaient et
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s enfonçaient dans la feuille. D'autres difficultésontcons3stéàéviter que les particules solides soient complètement recouvertes par la résine liquéfiée entourant les particules.
Les parties des particules qui devaient.normalement rester exposées étaient ainsi noyées dans .la masse du,stratifié et le produit final présentait une hauteur uniforme.
Un but de l'invention est'de'procurer un .procédé de moulage d'une feuille imprégnée de.résine.dont une surface est recouverte de petites particules.solides incrustées, une partie appréciable de ces particules.. étant à nu., dans lequel on utilise..
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un plateau de caoutchouc Ppual.q1J.,e la résine nlen:toure.le.s.paFL1+ cules qu'en partie pendant l'opération de moulage.
Un autre but de. l'invention est de procurer- une feuille imprégnée de résine vulcanisée et moulée, dont-une¯surface est recouverte de petites particules solides individuellement et solidement incrustées dans la feuille, des parties appréciables de ces particules étant à nu.
On comprendra bien l'invention par la description faite ci-dessus d'une forme d'exécution illustrative, avec référence au dessin annexé dont la figure unique est ne coupe transversale partielle à grande échelle d'une partie.d'une feuille stratifiée comportant plusieurs feuilles imprégnées de résine, soudées par chauffage sous pression, montrant les particu- les incrustées dans une des surfaces de la feuille, avec une partie appréciable des particules à nu.
L'invention procure un procédé permettant de mouler une feuille imprégnée de résine présentant d'inombrables petites parti- cules solides très rapprochées incrustées dans une surface de la feuille et dont une partie appréciable est à nu. Ce procédé utilise pour l'opération de moulage un plateau en caoutchouc ou en-matière élastomère entre la surface de la feuille re- couverte de particules et le plateau en acier du moule. La nature
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élastique du caoutchouc lui permet de jouer le rôle d'un milieu intermédiaire de transmission de la pression de telle sorte que la répartition de la pression de moulage permet à la résine de n'entourer les particules qu'en partie en s'écoulant.
Les parties extérieures des particules pénètrent dans la surface du caoutchouc du plateau pendant le moulage et sont ainsi laissées à nu lorsque le'stratifié vulcanisé est retiré du moule.
A titre d'exemple, on imprègne une matière fibreuse en feuilles par exemple de la toile, de la toile à sac ou du papier d'une résine liquide sous la forme d'un vernis de façon à établir un rapport de résine de 1,65 à 1,85 Le rapport de résine est le poids de la feuille plus le poids de la résine, divisé par le poids de la feuille non traitée. Ce vernis initial est séché jusqu'à ce qu'il ne soit plus collant. Ensuite, on procède généralement à une deuxième application pour amener le rapport total de résine jusque 2,30 Alors que cette se- conde application du vernis de résine est encore humide, on répartit régulièrement de petites particules solides du type, de la grosseur et de la forme choisiesà la surface de la feuille.
La feuille est alors séchée pour évaporer le solvant de la résine et faire évoluer la résine jusqu'à un point où les particules adhèrent à la feuille. Les feuilles préparées de cette manière peuvent être moulées immédiatement ou emmagasinées et moulées plus tard.
Le produit moulé final de l'invention peut comprendre plusieurs feuilles constituant une masse stratifiée. Pour obtenir une masse stratifiée avec une résine thermodurcissable on place une feuille imprégnée de résine au stade B, dont une surface est recouverte comme décrit ci-dessus et qu'on a découpée à la grandeur voulue, sur une pile de feuilles imprégnées de résine au stade B et superposées mais non recouvertes de
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particules. Sur la surface de la feuille recouverte de particu- les de la pile, on place un plateau de caoutchouc de mêmes dimensions. La pile de feuilles imprégnées de résine et le plateau de caoutchouc sont alors placés entre les deux plateaux d'acier d'un moule et chauffés sous pression pour amener la résine au stade final C d'infusibilité.
L'objet vulcanisé est retiré du moule et le plateau de caoutchouc est détaché de la surface incrustée de particules. Ces particules sont incrustées dans la surface de l'objet vulcanisé de telle sorte que 30 à 70% de la surf ace des parties extérieures des particules soient exposées. Bien entendu, le même procédé de moulage peut s'appliquer à une feuille moulée en une seule couche et au moulage de feuilles imprégnées d'une résine thermoplastique.
Les résines utilisées dans la présente invention peuvent être n'importe quelle résine thermoplastique ou thermodurcissable appropriée comme une résine de polystyrène, polyéthylène, phénoli- que, époxy, mélamine, polyester, etc.., le type de résine dépendant des applications de l'objet achevé.
Les dimensions des particules à incruster dans la feuille moulée dépendent également de la fonction de l'objet achevé et peuvent généralement correspondre à un crible de 20 à 60 mailles (8 à 24 mailles par cm de longueur) bien que des granulométries plus grandes et plus petites puissent être utilisées. Des particules abrasives, par exemple de carbure de silicium et d'oxyde d'aluminium peuvent être incrustées dans une feuille imprégnée de résine pour servir au sablage. Toutefois, l'in- vention peut également s'appliquer à l'incrustation de perles de verre dans des feuilles devant servir à réfléchir la lumière, par exemple pour des écrans de cinéma, des panneaux publicitaires, etc.. Si des particules abrasives sont Incrustées dans l'objet moulé de l'invention, celui-ci peut servir entre autres à sabler de l'acier.
Du papier de sable ordinaire aurait une très courte durée de vie dans de telles conditions, car les particules
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abrasives seraient rapidement arrachées de l'adhésif. La durée abrasive d'un objet moulé de l'invention est fortement accrue parce que des parties importantes des particules abrasives sont, profondément et solidement ancrées dans la surface de l'objet moulé.
La fig. 1 du dessin représente une feuille moulée 10 dans laquelle une résine thermodurcissable a été amenée à l'état final infusible C par chauffage sous pression. La.. feuille moulée 10 comprend des feuilles 12 formant le corps du moulage et une feuille superficielle 14 recouverte de particules, toutes ces feuilles étant imprégnées d'une résine 16 qui a coulé pendant l'opération de moulage de façon à entourer en partie les particules 18.
Ces particules 18 sont individuellement et solidement incrustées dans la feuille 10, environ 50% de la surface de leurs parties extérieures étant à nu. 'Bien entendu, les deux cotés d'une feuille peuvent présenter des surfaces incrus- tées de particules ; il suffit pour cela de placer une seconde feuille superficielle couverte de particules sur l'autre côté de la pile assemblée avant de mouler et d'utiliser un second plateau de caoutchouc de la même manière que le premier.
N'importe quel caoutchouc ou élastomère susceptible de résister aux températures de pressions de l'opération de moulage peut être employé pour le plateau. Du caoutchouc chloré, par exemple du néoprène, donne de bons résultats avec des résines phénoliques qui vulcanisent à une température de 160 à 175 C et sous une pression de 700 à 2.000 livres/pouce carré (50 à 140 kg/cm2). Pour des résines qui vulcanisant à des températures plus élevées, des élastomères de silicone doivent , être employés. Pour obtenir les meilleurs résultats, le caoutchouc des plateaux doit avoir une dureté de 45 à 85 à l'échel- le du scléromètre Shore A. La feuille de caoutchouc doit avoir au moins 1/16 de pouce (1,6 mm) d'épaisseur.
Des feuilles de caoutchouc d'une épaisseur de 1/8 à 1/4 de pouce (3,2 à 6,4 mm) sont excellentes pour la mise en oeuvre de l'invention,
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mais des feuilles de caoutchouc encore plus épaisses peuvent être employées.
REVENDICATIONS @
1.- Procédé de moulage d'un objet imprégné de résine dont une surface est recouverte de petites particules solides incrustées et en partie à nu, caractérisé en ce qu'on imprègne une feuille d'un vernis de résine synthétique liquide, on répartit sur la feuille une couche uniforme des petites parti- cules solides alors que le vernis est encore humide, on fait sécher la feuille, on place la feuille recouverte de particu- les et un plateau de caoutchouc appliqué sur sa surface dans un moule, et on chauffe la feuille sous pression pour obtenir un objet moulé dans lequel la résine entoure en partie les particules de façon à les incruster solidement dans l'objet tout en lais- sant à nu une partie appréciable des particules.
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The present invention relates to a method of molding a sheet impregnated with resin on the surface of which small solid particles are encrusted, and to the object thus obtained.
For many applications it is desirable to prepare a thermoset resinous laminate having a surface with protruding solid particles, partially embedded in the laminate.
In order to mold resin impregnated sheets into laminates of the desired shape and vulcanize the resins, it is necessary to mold the sheet (s) at high temperatures and under high pressures between two rigid steel or cast iron platens. During this molding operation an attempt has been made to embed small solid particles in the surface of the sheet so that outer parts of these particles remain exposed. Due to the high molding pressures $
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applied by the trays, these particles broke and
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sank into the leaf. Other difficulties are to prevent the solid particles from being completely covered by the liquefied resin surrounding the particles.
The parts of the particles which should normally remain exposed were thus embedded in the mass of the laminate and the final product exhibited a uniform height.
An object of the invention is to provide a .process for molding a sheet impregnated with.resin, one surface of which is covered with small solid particles encrusted, an appreciable part of these particles being exposed., in which we use ..
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a rubber tray Ppual.q1J., e the resin nlen: toure.le.s.paFL1 + cules only partially during the molding operation.
Another goal of. the invention is to provide a molded vulcanized resin-impregnated sheet having a surface covered with small solid particles individually and firmly embedded in the sheet, appreciable portions of these particles being exposed.
The invention will be clearly understood from the description given above of an illustrative embodiment, with reference to the appended drawing, the sole figure of which is a partial cross-section on a large scale of a portion of a laminated sheet comprising several resin impregnated sheets, welded by heating under pressure, showing the particles embedded in one of the surfaces of the sheet, with an appreciable portion of the particles exposed.
The invention provides a method of molding a resin impregnated sheet having innumerable closely spaced small solid particles embedded in a surface of the sheet and a substantial portion of which is exposed. This process uses for the molding operation a rubber or elastomeric material plate between the surface of the particulate sheet and the steel plate of the mold. Nature
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The elasticity of the rubber allows it to act as an intermediate pressure transmission medium such that the distribution of the molding pressure allows the resin to surround the particles only in part while flowing.
The outer portions of the particles penetrate the rubber surface of the platen during molding and are thus left bare when the vulcanized laminate is removed from the mold.
For example, a fibrous material in sheets, for example canvas, sackcloth or paper, is impregnated with a liquid resin in the form of a varnish so as to establish a resin ratio of 1, 65 to 1.85 The resin ratio is the weight of the sheet plus the weight of the resin divided by the weight of the untreated sheet. This initial varnish is dried until it is no longer tacky. Then a second application is usually made to bring the total resin ratio to 2.30 While this second application of the resin varnish is still wet, small solid particles of the type, size and size are evenly distributed. the shape chosen on the surface of the sheet.
The sheet is then dried to evaporate the solvent from the resin and cause the resin to evolve to a point where the particles adhere to the sheet. Sheets prepared in this manner can be molded immediately or stored and molded later.
The final molded product of the invention may comprise several sheets constituting a laminate mass. To obtain a mass laminated with a thermosetting resin, a sheet impregnated with stage B resin, one surface of which is covered as described above and which has been cut to the desired size, is placed on a stack of sheets impregnated with resin at the stage B. stage B and superimposed but not covered with
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particles. On the surface of the particle-covered sheet of the stack, a rubber plate of the same dimensions is placed. The stack of resin impregnated sheets and the rubber platen are then placed between the two steel platens of a mold and heated under pressure to bring the resin to the final stage C of infusibility.
The vulcanized object is removed from the mold and the rubber plate is peeled from the particle encrusted surface. These particles are embedded in the surface of the vulcanized object such that 30 to 70% of the surface of the outer parts of the particles is exposed. Of course, the same molding process can be applied to a sheet molded in a single layer and to the molding of sheets impregnated with a thermoplastic resin.
The resins used in the present invention can be any suitable thermoplastic or thermosetting resin such as polystyrene, polyethylene, phenolic, epoxy, melamine, polyester, etc., the type of resin depending on the applications of the resin. completed object.
The dimensions of the particles to be embedded in the molded sheet also depend on the function of the finished object and can generally correspond to a screen of 20 to 60 mesh (8 to 24 mesh per cm of length) although larger and larger particle sizes. small can be used. Abrasive particles, for example silicon carbide and aluminum oxide can be embedded in a resin-impregnated sheet for use in sandblasting. However, the invention can also be applied to the encrustation of glass beads in sheets to be used to reflect light, for example for cinema screens, advertising panels, etc. If abrasive particles are present. Embedded in the molded object of the invention, it can be used, among other things, to sand steel.
Ordinary sandpaper would have a very short life under such conditions, as the particles
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abrasives would quickly pull away from the adhesive. The abrasive life of a molded object of the invention is greatly increased because large portions of the abrasive particles are deeply and firmly embedded in the surface of the molded object.
Fig. 1 of the drawing shows a molded sheet 10 in which a thermosetting resin has been brought to the final infusible state C by heating under pressure. The molded sheet 10 comprises sheets 12 forming the body of the molding and a surface sheet 14 covered with particles, all of these sheets being impregnated with a resin 16 which has flowed during the molding operation so as to partially surround the particles. particles 18.
These particles 18 are individually and firmly embedded in the sheet 10, approximately 50% of the surface of their outer parts being exposed. Of course, both sides of a sheet can have surfaces encrusted with particles; it suffices to place a second surface sheet covered with particles on the other side of the assembled stack before molding and to use a second rubber plate in the same way as the first.
Any rubber or elastomer capable of withstanding the pressure temperatures of the molding operation can be used for the plate. Chlorinated rubber, for example neoprene, works well with phenolic resins which vulcanize at a temperature of 160 to 175 C and a pressure of 700 to 2,000 pounds / square inch (50 to 140 kg / cm2). For resins which vulcanize at higher temperatures, silicone elastomers should be employed. For best results, the rubber of the trays should have a hardness of 45 to 85 on the Shore A sclerometer scale. The rubber sheet should be at least 1/16 of an inch (1.6 mm) thick. thickness.
Sheets of rubber 1/8 to 1/4 inch (3.2 to 6.4 mm) thick are excellent for practicing the invention,
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but even thicker rubber sheets can be used.
CLAIMS @
1.- A method of molding an object impregnated with resin, one surface of which is covered with small solid particles encrusted and partly bare, characterized in that a sheet is impregnated with a varnish of liquid synthetic resin, it is distributed over the sheet an even layer of the small solid particles while the varnish is still wet, the sheet is dried, the particle-covered sheet and a rubber tray applied to its surface are placed in a mold, and heated the sheet under pressure to obtain a molded article in which the resin partially surrounds the particles so as to embed them firmly in the article while leaving an appreciable part of the particles exposed.