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La présente invention a pour objet un procédé continu pour la fabrication de feuilles ondulées de plastique renfor- cé, en particulier de fibres de verre et de résine polyester.
L'invention a aussi pour objet une machine pour la réa- lisation de ce procédé. On a déjà proposée pour la fabrica- tion continue de stratifiés ondulés do matière plastique ren- forcée, des machines dans lesquelles la matrice continue ser- vant à imprimer les ondulations au stratifié se compose de deux trains sans fin dont chacun comprend une série de rou- leaux parallèles qui ont le même rayon et le même pas que les ondulations. Toutefois, le produit obtenu avec ces machines apparaît riche en soufflures, et présente une épaisseur et des ondulations non uniformes, avec une forme différente du centre aux bords du stratifié.
Le but principal de la présente invention est de fournir un procédé et une machine permettant d'obtenir des stratifiés ondulés de plastiques renforcés qui soient exempts des défauts ci-dessus.
On a trouvé que, si l'on dispose les chaînes porteuses, relativement aux éléments façonneurs, de manière à obtenir le minimum de déformation par suite d'efforts de flexion imposés aux éléments façonneurs. par la contraction des films flexi- bles qui les couvrent, on assure ainsi l'uniformité des ondu- lations, aussi bien sur les bords qu'au contre du stratifié.
On a trouvé aussi qu'il est opportun que le stratifié soit fermement supporté en chaque point par au moins une surface métallique des éléments façonneurs, ceci afin de modérer le déroulement exothermique de la réaction de polymérisation.
Il est opportun aussi que les éléments façonneurs assurent le soutien du stratifié, y compris dans la portion de liaison; en particulier, cette liaison, au lieu d'être droite, est réalisée au moyen de deux arcs qui ont un grand rayon, de
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sorte que la tension du stratifié le fait adhérer aussi à ces liaisons.
Une plus grande uniformité d'épaissuer est ainsi assurée.
La présente invention envisage aussi que l'on puisso fa- cilement remplacer les éléments façonneurs par des éléments d'une autre forme, en retirant ceux-ci par un côté do la ma- chine sans démonter entièrement les trains.
On décrira la présente invention ci'.dessous en se réfé- rant au dessin schématique ci-joint. lies fig. 1, 2 et 3 ensemble sont une vue de la machina en coupe longitudinale centrale.
La fig. 4 est une vue du système de montage d'une bobina (rouleau), on coupe longitudinale.
La fig. 5 montre une coupe longitudinale et une coupe transversale des récipients destinés à la résine d'imprégna- tion.
La fig. 6 est' une vue latérale de deux éléments façon- neurs.
La fig. 7 est une vue en coupe longitudinale de quatre éléments faqonneurs portés par les chaînes respectives des deux trains.
Si l'on considère les figures 1, 2 et 3, qui représen- tent, dans leur ensemble, une coupe centrale longitudinale de la machine, on réalise le procédé de base en faisant pas, ser une nappe de fibres de verre 2 et des feuilles de cellu lose régénérée, 3, 3' entre les rouleaux assembleurs 1, 1', et en faisant arriver deux filets de résine, 5 et 5', du ré- servoir 4; la nappe de fibres de verre ainsi imprégnée passe alors à travers la chambre de polymérisation 6 où elle se trouve enfermée, et où elle est façonnée et durcie.
Suivant une description plus détaillée, la f ig. 1 montre le rouleau de nappe 7 porté par le support 8 qui présente
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deux postes de soutien 9 et 9', pour le rouleau de nappe 7, et qui a son pivot en 10, afin de permettre la liaison, en cours de travail, entre l'extrémité de la feuille du rouleau 7 et le début de la feuille du rouleau 11, suivant la trajet indiqué par le trait pointillé.
Afin de faciliter l'opération de raccordement que l'on peut effectuer soit avec des adhésifs, soit par couture, on a prévu une table support 12. Quand le racoordement a été ef- fectué, on enlève la table support 12 et on amène le nouveau rouleau 11 dans sa position de travail, en faisant tourner, le support 8 des rouleaux autour de son pivot 10.
De cette façon, on évite le gaspillage de temps et de matières qui se produirait s'il fallait arrêter la machine pour chaque changement de rouleaux. Il est entendu qu'au lieu d'alimenter la machine avec des rouleaux préparés séparé- ment, on pourrait alimenter la machine continuellement au moyen d'une autre machine placée en série et fabriquant une feuille continue de fibres de verre ou d'un autre type, par les procédés connus pour leur fabrication respective.
On ob- tient la tension de la feuille qui se déroule du rouleau en la faisant passer autour d'un châssis d'enroulement constitué par deux cylindres lisses 14, 141, supportés rigidement par un châssis 13 qui pivote en 15, de sorte qu'en faisant tour- ner ce châssis, on peut régler comme on le désire l'angle de contact entre la feuille et les cylindres, et donc la ten- sion de la feuille. De toute façon, la disposition doit être telle que la feuille soit pratiquement verticale dans la por- tion 16 qui précède immédiatement l'entrée entre les rouleaux d'imprégnation 1, 1'.
Immédiatement avant de passer entre les rouleaux assem- bleurs, la feuille de fibres est chauffée par des radiateurs à infra-rouge 17, 17', du type à éléments linéaires de radia-
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@ leur, dont on peut faire varier la puissance convenablement, de 300 à 1500 W par métre linéaire, en fonction de la matière et de la vitesse de travail.
L'action de ces radiateurs est très importante si l'on veut obtenir un stratifié exempt de soufflures et présentant une bonne transparence, car de cette façon, on élimine lteau qui est toujours retenue à la surface des fibres de verre, et par suite, on obtient un meilleur mouillage des fibres, ce mouillage étant aussi facilité par le fait que la résine qui doit pénétrer entre les fibres est fluidifiée par la cha- leur de la nappe chaude.
Le film de cellulose régénérée se déroule des rouleaux 18, laie de façon similaire à ce que l'on a décrit pour la nappe de fibres, mais il faut tenir compte du fait que le film de cellulose régénérée doit être soumis à une tension plus forte que celle de la nappe de verre, et par suite les axes des rouleaux sont freinés par des moyens connus, non repré- sentés sur la figure ; lesfouilles de cellulose régénérée passent alors autour de châssis d'enroulement 19, 19' simi- laires à ceux décrits pour le déroulement de la nappe de fi- bres, avant de s'enrouler sur les rouleaux d'imprégnation 1 et 1'.
Par suite de la grande longueur des rouleaux de cellulose régénérée, les dispositifs servant à raccorder le rouleau de travail ne sont pas nécessaires.
Afin d'assurer un déroulement parfait de la cellulose régénérée, il faut éviter toute excentricité ot toute flexion des rouleaux.
Dans ce but, ils sont de préférence montés sur des axes qui bloquent le noyau de roulement au moyen de joints à expan- sion dont l'un sa trouve aussi au milieu de l'axe, de manière à éviter la flexion du noyau du rouleau.
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Ce système de montage des rouleaux est représenté sur la fig. 4, sur laquelle les bagues de caoutchouc 20, 20', 20", comprimées par les écrous 21, 21' (la bague 20' par l'entre- toise 24) jouent aussi le rôle de joints antre l'axe 22 et le noyau 23 du rouleau, de moyens de centrage et de supports la- téraux et centraux.
Egalement pour assurer un déroulement parfait du film de cellulose régénérée, toute la portion dans laquelle le film de cellulose régénérée est exposé à l'air avant d'entrer dans la chambre de polymérisation est renfermée dans la chambre 25, maintenue par des moyens appropriés à une humidité relative proche de celle où les rouleaux de cellulose régénérée ont été préparés. Cependant, afin de corriger les défauts locaux éventuels qui sont souvent présents dans les rouleaux de cel- lulose régénérée, il existe deux barres 26, 26' sur lesquelles on peut fixer des lampes à infra-rouge 27, 27', dans les posi- tions voulues.
L'imprégnation de la couche fibreuse de renforcement se fait entre les rouleaux métalliques 1, 1' qui ont un diamètre oompris entre 300 et 400 mm; ils sont du type rigide qui ca- ractérise ces rouleaux de compression, et ils sont munis des mécanismes usuels pour régler la distance relative.
On peut refroidir ces rouleaux intérieurement avec de l'eau pour permettre de travailler à la empérature ambiante, même avec des résines à courte vie. les cylindres 1, l' sont actionnés par un moteur électri- que dont la vitesse est automatiquement réglée en fonction de celle de l'appareil onduleur et de la tension désirée, grâce au "dispositif palpeur" 29.
La hauteur des cylindres est légèrement inférieure à celle de la cellulose régénérée, afin d'éviter qu'ils ne soient en contact avec la résine.
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La résine va du réservoir 4 aux rouleaux en passant par les gouttières ouvertes 28 qui permettent un nettoyage facile.
Le réservoir 4 est construit do façon telle que l'on peut aus- si y effectuer la préparation de la résine et sa désaération sous vide, après le mélange, et il est élevé en position de travail par un palan, non représenté sur la figure, qui sert aussi à faire mouvoir les rouleaux. Le réservoir est muni d'un filtre qui empêche le passage do corps étrangers éventuels, et d'un régulateur de débit appropriée
Afin d'obtenir l'imprégnation la plus satisfaisante, les, deux filets de résine 5, 5' qui se forment des deux côtés de la nappe descendante', doivent de préférence être aussi hauts que possible.
La machine est donc munie de deux récipients, dont cha- cun est formé par deux joues 34, 34', comme le montre la fig.5.
Chaque joue est façonnée très exactement suivant la cour- bure des cylindres; deux ressorts 32 les maintiennent espacées, chacune appliquée contre son cylindre; à l'endroit de la sépa- ration entre les deux joues, une membrane flexible 31 dialcool polyvinylique ou de toute autre matière insoluble dans la ré- sine, rend l'ensemble étanche à la résine. La membrane 31 est prolongée par une languette 33, qui permet l'étanchéité au delà de la ligne de contact des cylindres.
De cette manière, il n'y a pas de difficultés à travail- ler même avec des résines plus fluides, que lion utilise de préférence afin d'obtenir une meilleure imprégnation.
Après l'imprégnation et l'assemblage avec la cellulose régénérée, on fait avancer la matière horizontalement d'une certaine distance, avant son entrée dans la chambre de polymérisation.
Pendant ce trajet, elle court sur une table d'inspection 35, dont le plan supérieur de verre dépoli, éclairé uniformé-
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@ ment de bas en haut, perme@ un contrôle facile de l'imprégna- tion. La talbe d'inspection est aussi légèrement plus étroite que la feuille de oellulose régénérée. Bile pivote en 36, afin d'être facilement enlevée du stratifié si ce-lui-ci se brisait.
Les deux rouleaux 37, 37', supportent le stratifié sur ce par- cours, évitant ainsi qu'il ne glisse sur la table d'inspec- tion.
Le.couple suivant de rouleaux d'étirage, 38, 38'sert à amener le stratifié bien tendu au dispositif bordeur 39.
Les rouleaux d'étirage, ainsi qu'ils sont couramment uti- lisés dans les machines textiles, sont constitués par des cy- lindres portant une double vis dont l'origine est au centre et tournant 'dans le sens voulu pour déplacer les rides éventuel- les vers lés bords. Le dispositif bordeur 39 sert à empêcher la résine de s'échapper par les bords et il est représenté sous la forme d'un dispositif en lui-même connu, qui applique un ruban adhésif plié,40, sur les bords du stratifié.
Cependant, on peut réaliser ce dispositif plus simple- ment, bien qu'avec une sécurité moindre, en repliant les bords de la feuille de cellulose régénérée, ou en appliquant des ru- bans cellulosiques non adhésifs suffisamment larges.
Le stratifié entre alors dans la chambre de polymérisa- tion 6; celle-ci est divisée en trois zones, 41, 42, 43, main- tenues à des températures différentes.
Les raisons de la division de la chambre 6 en trois zones sont essentiellement au nombre de deux: la première découle du fait que l'on obtient un' stratifié doué d'une meilleure transparence et de meilleures propriétés si le chauffage du stratifié est effectué graduellement; la deuxième raison vient du fait qu'il est commode de limiter l'appareil de façonnoment continu 44, 44' à la zono où il est nécessaire, donc à la zone intermédiaire où la matière est durcie, car cet appareil est
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l'une des parties les plus coûteuses de la machine.
La première zona, 41, joue donc un rôle de préchauffage, la deuxième zone, 42, est la zone de polymérisation proprement dite, et la troisième, 43, est la zone de durcissement final ou zone de recuit.
La température de ces trois zones varie essentiellement en fonction du type de résine et de catalyseur; à titre d'exem ple, on peut dire que, pour les résines polyesters les plus communément utilisées, mélangées à 1-2 % de peroxyde de benzoy- le comme catalyseur, la température de la première zone est de 70 - 80 C, celle de la deuxième zone de 80-90 0, et celle de la troisième zone de 95-100 C. On a trouvé qu'il est com- mode de chauffer ces trois zones au moyen d'une circulation d'air forcée, en circuit fermé, l'air étant aspiré par le ven- tilateur 45, traversant l'échangeur de chaleur 46 et étant alors introduit dans les trois sections 41, 42, 43 et chacune de ces sections recevant la quantité d'air nécessaire, grâce aux volets à air, 47, 47', 47".
Une disposition appropriée des conduits de refoulement et d'aspiration permet une distribution transversale et ver- ticale uniforme de température dans les chambres.
Les humidifieurs 48, 48t maintionnent dans la chambre 41, 42 le degré d'humidité désiré, afin d'empêcher le recroquevil- lement de la cellulose régénérée, et ils sont réglés automa- tiquement par des régulateurs d'humidité appropriés (non re- présentés sur les figures), placés dans ces chambres.
La température de l'air est aussi réglée automatiquement par un thermostat (non représenté) placé après l'éohangour de chaleur 46.
Le réglage de température dans les chambres 41, 42, 43 est effectué au moyen d'air froid insufflé dans chaque chambre par des ventilateurs 49, 49', 49", dont chacun est actionné
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par un thermostat (non représorté) placé dans la chambre res- pective.
De cette façon, on obtient une réaction immédiate aux variations de température qui peuvent se produire par suite de la nature exothermique de la réaction. de polymérisation.
Dans la zone 41, le stratifié est apporté par une série de rouleaux 50, disposés de manière à former une trajectoire légèrement arquée, de sorte que la stratifié est sûrement sup- porté par chaque rouleau.
A l'entrée et à la sortie de la zone 41, on a prévu deux couples de rouleaux d'étirage, 51, 51' et 52, 52', similaires à ceux que l'on a déjà décrits,dans le but d'éviter que la contraction de la cellulose régénérée, due à l'air plus seo de la chambre 41,-ne puisse causer la formation de rides. La chambre de polymérisation 42 contient l'appareil façonneur.
Ltappareil 44, 44' produit un stratifié présentant des ondula- tions perpendiculaires à la direction d'avance du stratifié..
Comme on le voit sur la fig. 6, chacune des.voies 44, 44' est formée par deux chaînes à rouleaux 55, 55' et 56, 56', dont les maillons portent des languettes pour la liaison des éléments' façonneurs 54 et 54'; ces chaînes sont communément utilisées pour la construotion de transporteurs.
Les rouleaux de chaîne courent sur des guides 57, 57' et 58, 58' et s'adaptent à des roues dentées appropriées portées par les axes 59, 59' et 60, 60' aux bouts de leur parcours; les axes 60 et 60' sont des axes moteurs et assurent l'avance des trains. Les guides 58, 581 et les supports dos axes 59' et 60' sont fixés rigidement à la machine, les guides 57, 57: et les supports des axes 59 et 60 font partie d'une charponte indépendante (non représentée), que l'on peut déplacer verti- oalement au moyen de vis, afin de régler étroitement la dis- tance entre les éléments façonneurs.
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Chacune des languettes (fig. 7) portées par les maillons des chaînes 55, 55' et 56, 56 est munie de deux trous 62, 62' dans lesquels s'engagent les pivots 63, 64 portés par les élé- ments façonneurs 54, 54'.
On peut donc facilement débrancher les éléments façon- neurs et les remplacer par dautres de forme différente, en les retirant par un côté de la machine, sans qu'il soit néces- saire de démonter complètement les voies. Un dispositif de libération (non représenté mais de type connu) empoche le dé- tachement fortuit des éléments façonneurs.
La position des chaînes relativement aux éléments façon- neurs est établie de telle manière qu'elles supportent ces éléments de façon telle, qu'il se produise un minimum de défor- mation par suite d'efforts de flexion imposés aux éléments façonneurs* par la contraction de la cellulose régénérée; les pivots 63, 64 sont donc placés à une distance de la ligne mé- diane qui correspond à environ 3/10 de la hauteur maximum du stratifié.
Cela assure l'uniformité de forme des ondulations, tant aux bords qu'au centre du stratifié.
La forme des éléments façonneurs dépend de la forme que l'on désire communiquer aux ondulations du stratifié.
Cependant, on a observé qu'il est avantageux que les conditions suivantes soient satisfaites,-- le stratifié doit être fermement supporté en chaque point par une surface métallique des éléments façonneurs, et cela a pout but de modérer le dé- roulement exothermique de la réaction de polymérisation,
Pour réaliser le type le plus courant d'ondulations qui est constitué par des portions circulaires reliées entre elles} il est opportun, comme le montre la fig. 7, que les éléments façonneurs assurent aussi le soutien, du stratifié dans la portion de liaison; au lieu d'être droits, on les réalise
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donc avec deux arcs qui ont un grande rayon, de sorte que la tension du stratifié le fait adhérer aussi à cesliaisons.
On assure ainsi une plus grande uniformité d'épaisseur.
Les éléments façonneurs sont faits de tôle emboutie; cependant, on pourrait aussi les réaliser avec des profilés appropriés.
Les axes 60, 601 sont actionnés par un moteur électrique do vitesse variable (non représenté), à une vitesse telle que le séjour total du stratifié dans les trois chambres varie de 15 minutes à 1 heure environ.
La chambre de durcissement final ou de recuit, 43, est traversée par le stratifié supporté par les rouleaux 53, 53' qui présentent des supports de même pas que le stratifié et se déplaçant à une vitesse périphérique égale à la vitesse de translation du stratifié, de sorte qu'il n'est pas soumis à des efforts de tension, ni de flexion, tant qu'il n'a pas encore atteint sa solidité mécanique maximum.
Le stratifié durci, une fois sorti de la chambre de dur- cissement final, avance à nouveau librement pendant deux ou trois minutes,dans l'air, afin de se refroidir avant d'être soumis au rognage des bords.Dans cette zone (fige 3),le stratifié est encore supporté par des rouleaux 61, 611, si- milaires aux rouleaux 53, 53'.
Sur la fig. 3, on voit d'abord le dispositif de coupe longitudinale qui est constitué par les disques abrasifs 65 placés sur les côtés du stratifié et actionnés chacun par un moteur séparée et montés sur un bras oscillant 66, de sorte qutils peuvent s'approcher du stratifié ou s'en éloigner à volonté.
Chaque disque est protégé par un appareil protecteur 67, en même temps que par la trémie 68 reliée au ventilateur d'échappement 69, qui évacue la poussière produite par le ro-
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gnage des cotes.
Ensuite, vient le dispositif de récupération de la cellu- lose régénérée, constitué par deux humidifieurs 70, 70', les rouleaux 71, 72, 73 et 71', 72', 73', et les dispositifs d'en- roulement 74, 74', commandés au moyen d'accouplements à fric- tion d'un type connu .(non représenté).
Ensuite, vient la table d'inspection 75, constituée par une plasue de verre dépoli éclairée convenablement et unifor- mément de bas en haut, et sur laquelle un opérateur peut exé- cuter les opérations suivantes: détection des défauts, mesu- res, divisions. Pour ce dernier usage, immédiatement après la table d'inspection se trouve un dispositif coupeur trans- versal, constitué aussi par un disque coupeur 76 actionné par le moteur 77 et coulissant sur un guide transversal 78 ; un dispositif (non représenté), d'un type connu pour les proces- sus similairessynchronise l'avance du disque sur le'guide et l'avance du guide dans le sens de l'avance du stratifié, afin d'obtenir une coupe exactement perpendiculaire aux bords du stratifié.
Enfin, il y a le dispositif d'enroulement 79, également commandé par un accouplement à friction approprié.
Dans le cas des stratifiés ondulés, le renforcement le plus utilisé est constitué par une nappe fibreuse, en parti- oulier de fibres de verre,
Suivant la présente invention, avec le procédé et la machine décrits ci-dessus, on peut utiliser une feuille fi- breuse de n'importe quelle nature et de n'importe quelle tex- ture, en particulier des tissus de verra ou d'autres fibres naturelles ou artificielles, ou des nappes de fibres, des cartons ou des papiers faits de l'une de ces fibres;on peut aussi utiliser des réseaux métalliques de divers types.
Les résines les plus largement utilisées sont celles
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formées de polyesters linéaires non saturés et de monomères polymérisables,. habituellement appelées résines polyesters; cependant, on peut utiliser à cet effet n'importe quelle ré- sine qui a la propriété de polymériser sous l'action de ca- talyseurs appropriés et/ou de la chaleur, sans dégager de produite volatils, et sans application de pression.
On peut ajouter aux résines des charges, colorants et pigments,suivant les effets désirés.