METHODE DE REALISATION EN CONTINU DE PANNEAUX
ET DE STRUCTURES EN MATERIAU COMPOSITE A FORT
CONTENU DE CHARGE.
La présente invention concerne des méthodes pour réaliser en continu des feuilles laminées composites renforcées par des fibres.
Elle concerne plus particulièrement une méthode spéciale de réalisation
de telles feuilles dans lesquelles est incorporé un pourcentage relativement élevé de charge particulaire peu onéreuse et non-inflammable.
La structure souhaitable et les autres caractéristiques physiques des matériaux à base de résine renforcée par des fibres sont bien connues, et leurs avantages ont été démontrés par une utilisation extensive dans une grande diversité d'industries. Pourtant, ces matériaux n'ont été que peu acceptés dans l'industrie du bâtiment comme substituts de matériaux de construction classique, essentiellement à cause de leur coût élevé et de celui de leur mise en oeuvre, en utilisant des techniques existantes d'assemblage de la matrice de résine avec des fibres de renforcement et d'autres ingrédients agrégés. De plus, les exigences de la réglementation de la construction, en ce qui concerne l'intégrité structurale, l'imperméabilité à l'humidité, et l'ininflammabilité ont eu un effet de dissuasion.
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pour des parois, des plafonds, des toits et d'autres composants d'éléments d'habitation, construits en matériau à base de résine renforcée par des fibres, simplement en utilisant des panneaux préfabriqués du genre des stratifiés ("sandwichs") comportant un élément central maintenu par un
liant, ou de façon analogue, entre une paire de feuilles formant un. revêtement extérieur. Il est de plus possible d'obvier au coût élevé, à l'inflammabilité relative et à la production de fumées qui caractérisent les constituants résineux de tels panneaux en utilisant un pourcentage relativement élevé de charge particulaire bon-marché, telle qu'une terre, ou tout
autre matériau de charge qu'on puisse trouver dans la zone dans laquelle
les éléments d'habitation doivent être construits. On possède à ce sujet
une bonne littérature documentaire, mais l'emploi d'une forte proportion
de matériau de charge permet difficilement d'obtenir l'imperméabilité à l'humidité et un bon mouillage des fibres. Il en est résulté que les
économies procurées par l'emploi d'un fort contenu de charge ont été compensées
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panneaux. Plus précisément, des panneaux structuraux dans lesquels est incorporée une proportion de charge relativement modérée et/ou élevée ont été réalisés jusqu'ici en employant de fortes pressions de moulage, ces pressions étant d'autant plus élevées que la proportion de charge augmentait. On préparait typiquement une mixture de moulage dans des malaxeurs à fort cisaillement, et on le transférait dans un moule auquel
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à préparer un laminé résineux non traité, et à pousser le traitement jusqu'à obtenir un état partiellement polymérisé, puis à couper le laminé en morceauxet à le transférer dans un moule dans lequel il est traité par la chaleur et la pression.
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ou en quantité de laminés à base de résine renforcée par des fibres, et ne comportant pas de matériau de charge particulaire, sont connues de par la technique antérieure. On peut se référer par exemple, aux brevet des EtatsUnis d'Amérique N[deg.] 3 071 180 et 3 109 763 accordés à Joseph S. Finger et
al. Bien que les enseignements de cette technique antérieure s'appliquent admirablement à la production de fibres de verre renforcée par des résines, ils ne permettent pas du tout d'obtenir une faible proportion de vides,
une bonne imperméabilité à l'humidité, ni une bonne intégrité structurale, quand le pourcentage en poids de la charge par rapport au poids total du laminé est relativement élevé, excédant, par exemple 20 %. La technique antérieure ne suggère, de plus, aucune solution aux problèmes associés à
la manipulation d'un mélange très visqueux de résine liquide et de
matériau de charge, particulièrement pour l'obtention d'une bonne répartition des ingrédients dans toute la structure du panneau résultante ou pouvant
être réalisée.
On avait par conséquent besoin de techniques améliorées
pour l'assemblage des ingrédients et pour la formation de panneaux structuraux à base de matériaux résineux renforcés par des fibres, et pouvant incorporer un pourcentage relativement élevé de charge, pour
réduire les prix, et pour obtenir aussi le degré requis d'ininflammabilité exigé pour les éléments d'habitation, tout en conservant une bonne
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Selon la présente invention, les problèmes associés jusqu'ici avec une production en quantité de panneaux composites en résine renforcée par une forte proportion de charge fibreuse sont pratiquement résolus par un procédé continu, dans lequel un mélange de matériau de charge relativement bon-marché, de résine liquide, et d'une proportion relativement faible de produits d'addition à faible viscosité sont prémalaxés, et déposés de façon continue, et uniformément, sur la largeur de la surface d'un élément porteur se déplaçant linéairement de façon continue, cet élément ayant de préférence la forme d'une feuille pratiquement continue en mylar, ou en
tout autre matériau flexible convenable, résistant et imperméable, qui accompagne le matériau composite formé jusqu'à ce que la résine soit suffisamment traitée pour lui donner une rigidité suffisante facilitant son transfert par des moyens de traction vers d'autres étages du traitement.
Pendant le malaxage, la proportion de produits d'addition de viscosité relativement faible, tels que du méthacrylate de méthyle, à la résine peut varier légèrement pour régulariser la viscosité
de la mixture dans une gamme de viscosités relativement élevée.
L'uniformité d'épaisseur, et la commande en profondeur de la mixture
sur le porteur sont obtenues par corrélation de la vitesse linéaire du
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au-dessous d'un guide, ou lame d'arasage réglable.
Après le dépôt de la mixture formant une couche matricielle sur le porteur, une configuration uniforme et orientée au
hasard de fibres de verre de renforcement est déposée sur la surface de cette matrice. La réalisation d'une telle configuration/ fibres est préférablement faite par découpage de tarons de verre à brins multiples ou d'autres matériaux de renforcement fibreux, chaque toron comportant un grand nombre de filaments individuels constituant de façon générale, un assemblage toronné, de sorte que, lors du découpage, les filaments individuels ou discrets aient tendance à se séparer les uns des autres.
On augmente cette séparation en faisant tomber les morceaux de toronnage découpés sur différents moyens d'agitation, tels qu'un batteur rotatif, puis en faisant tomber les filaments dans une conduite d'air à circuit ouvert, de façon à ce que les fibres séparées, en atteignant la matrice, soient complètement séparées et soient submergées, dans celle-ci,
de façon omnidirectionnelle. On devra noter qutuu mouillage complet des éléments de fibre séparés est important pour obtenir la rigidité et l'imperméabilité requisespour le laminé, ou panneau fini. On a trouvé à cet égard que, bien que la charge particulaire introduite dans la résine matricielle ait une tendance à augmenter la viscosité, jusqu'à une consistance bourbeuse, la charge augmente la capacité de mouillage de la résine du fait de la migration des particules de charge dans les interstices de vide entre les fibres.
Après l'application des fibres, la matrice et le3 fibres sont recouvertes d'une chape en matériau flexible, de manière à faciliter le traitement ultérieur et la manipulation du produit composite assemblé mais non encore traité, bien que mis en sandwich entre le porteur
et la chape. Un supplément de matériau de charge et de matrice peut être aussi ajouté avant de recouvrir le produit composite non traité de la chape supérieure flexible. Si le procédé comporte une telle adjonction de charge, celle-ci est essentiellement déposée sous forme particulaire, directement au-dessus des fibres, après quoi une couche de chape de mixture résinecharge est déposée sur la surface inférieure de la chape flexible supérieure.
Après l'application de la chape supérieure aux ingrédients assemblés, on exécute sur le matériau composite sandwiché et
non traité, une opération de malaxage en le faisant passer à travers une série de rouleaux malaxeurs. Bien que de tels rouleaux puissent prendre
la forme d'une série de jeux supérieurs et inférieurs, exerçant successivement des pressions variables sur le matériau, il est préférable que ces rouleaux contraignent celui-ci à suivre une trajectoire ondulée,de façon à ce que
la matrice soit pétrie ou travaillée, en occupant alors tous les interstices situés entre les fibres.
Après l'opération de malaxage, l'assemblage passe dans un four de traitement préliminaire dans lequel la température de l'assemblage composite est suffisamment élevée pour que les constituants volatils soient contraints de migrer vers le haut, et de former des bulles sous la chape flexible supérieure. Ces produits volatils sont extraits latéralement de l'assemblage au moyen de lames ou de racloirs d'essuyage disposés angulairement. Après quoi, l'assemblage passe à travers un ou plusieurs fours de traitement dans lesquels la température est plus élevée, de façon à
traiter complètement la résine. Après que la résine ait été traitée,
la couche porteuse inférieure en mylar ou en matériau analogue, ainsi
que la chape supérieure en matériau semblable, sont enlevées,et le
matériau composite traité relativement rigide passe à travers des
rouleaux tracteurs qui fournissent la force de traction requise pour effectuer le transfert des porteurs et du matériau composite assemblé
dans les étages de traitement successifs mentionnés ci-dessus.
On compte donc parmi les buts de la présente invention , l'élaboration d'un procédé continu pour la réalisation de panneaux, ou de formes à coté ouvert, en résine renforcée par des fibres contenant un pourcentage élevé de charge inerte peu coûteuse, l'élaboration d'un tel procédé prenant en compte les problèmes associés à la manipulation de mixtures très visqueuses de résine et de charge ; l'élaboration d'un tel procédé aboutissant à une distribution omnidirectionnelle uniforme de fibres
de renforcement dans la résine ; l'élaboration d'un tel procédé permettant d'obtenir une pénétration complète de la résine dans toute l'épaisseur du panneau composite réalisé ; l'élaboration d'un tel procédé assurant l'éli-
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l'élaboration d'un procédé permettant de réaliser des panneaux structuraux ou des formes à côté ouvert de diverses épaisseurs et avec des proportions variées pour la répartition résine-charge dans leur épaisseur.
D'autres buts et d'autres domaines d'application
de la présente invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite avec référence à la planche de dessins ci-annexée,
sur laquelle :
- la fig. 1 est une vue schématique qui représente les étapes successives du procédé de réalisation continue de la présente invention ;
- les fig. 2 à 4 inclusivement sont des vues en section transversale agrandie prises au cours des étapes successives de la réalisation et désignées respectivement, sur la fig. 1, par des lignes de coupe de numérotation correspondante ; <EMI ID=8.1> un panneau réalisé par la méthode de la présente invention, sur laquelle
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a été superposée une courbe de distribution de résine ;
- la fig. 7 est une vue en perspective représentant une forme préférée de toron de fibres de verre utilisée pour obtenir dans le laminé une distribution de fibres séparées orientées au hasard ; et
- la fig. 8 est une vue en coupe partielle agrandie représentant un composant de paroi de bâtiment dans lequel sont incorporés des panneaux
ou des formes réalisées selon la présente invention.
Sur la figure 1, des dessins, les étapes successives
du procédé utilisé pour mettre en oeuvre la présente invention sont représentées de façon générale, comme comprenant une cuve, ou réservoir, de mélange 10, servant à recevoir des proportions variables de résine non traitée, de
charge particulaire, ainsi qu'une petite proportion de produits d'addition,
ou agents, de faible viscosité. Bien que ces constituants, ainsi que d'autres, soient décrits ci-dessous avec plus de détails, il suffira de noter, pour obtenir une compréhension générale de l'ensemble de la méthode, que la mixture est extraite de la cuve 10 par une pompe 12, et déchargée par la pompe dans l'un ou l'autre d'une paire de collecteurs de distribution 14 et 16, sous la commande de vannes 18, 20 et 22 montées dans le système de canalisations 24 communiquant avec la pompe de décharge 12. La mixture est fournie par le collecteur 14, par exemple. à travers une série de tubulures associées 26,
à une boîte de brassage 28 placée au-dessus de la surface continue supérieure d'une feuille porteuse imperméable 30. Bien que le porteur 30 puisse être constitué par une courroie sans fin,par exemple, en matériau imperméable convenable, on préfère que le porteur soit constitué, essentiellement,
par une feuille continue en mylar, ou en matériau analogue, tirée de façon continue d'une bobine de stocke remplaçable 32.
La conformation structurale de la boite de brassage 28 ainsi que d'autres composants du dispositif qui pourraient être utilisés pour mettre en oeuvre la méthode de la présente invention sont décrits complètement dans une demande de brevet aux Etats-Unis n[deg.] 397.780, déposée le 17 septembre 19 aux noms de Buddy L.Duft, Steven I. Feher et Linerate Patag, et intitulée :
"Dispositif de Réalisation de Panneau et de Forme Composite". Bien qu'une compréhension plus complète du dispositif puisse être obtenue en se
référant à cette demande en instance, il suffira pour bien comprendre la <EMI ID=10.1>
est spécifiquement variable en fonction de l'épaisseur du panneau composite fini et d'autres de ses caractéristiques, corme on l'expliquera ci-dessous avec plus de détails.
Après le dépôt d'une couche de matrice 36, sur le porteur 30, cette matrice passe sous une cheminée, ou conduit 38 de distribution de fibres, qui envoie sur la couche de matrice un flux de fibres de renforcement discrètes orientées au hasard. Des fibres de verre conviennent particulièrement bien comme fibres de renforcement, mais on peut aussi utiliser, selon la présente invention, des fibres de matières organiques, telles que du jute ou
du sisal, avec d'excellents résultats, ces matières étant de plus, peu coûteuses dans de nombreuses régions du monde. Pour obtenir une distribution optimale ainsi que le mouillage des fibres séparées par le constituant de résine de la matrice 36, on préfère que les fibres soient préparées par découpage pratiquement continu de longueurs dans un toron de verre 40. Les caractéristiques physiques d'un tel toron de verre apparaissent très clairement sur la fig. 7, sur laquelle on peut voir que le toron comporte une pluralité de brins uniformément torsadés 42, et que chacun de ceux-ci est constitué par un
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d'un toron de verre de ce type est importante pour plusieurs raisons. Premièrement, il représente une forme de fibres de verre aisément disponible commercialement et économique. Deuxièmement, chaque filament 44 peut être coupé exactement à la même longueur an moyen d'un couteau rotatif 46, relativement simple, qui peut être synchronisé avec la vitesse de défilement du porteur
de façon à assurer qu'une quantité précise de fibres de verre soit coupée
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une bonne mesure de mémoire élastique qui tend à les ramener dans leur configuration droite ou linéaire, de sorte que, lorsque les brins 42 et les fibres 44 sont coupés dans les torons de verre 40, il se produit une séparation inhérente des fibres. Les fibres séparées conservent aussi une légère torsion, ou nonlinéarité qui contribue à l'obtention dans la matrice et dans le panneau composite fini en cours de réalisation d'une orientation omnidirectionnelle des fibres séparées.
Afin d'assurer une séparation complète des fibres 44 après qu'elles aient été coupées, les longueurs de coupe de la mèche tombent <1> sur une barre batteuse 43 placée à une hauteur suffisante au-dessus du niveau du porteur 30 et de la matrice 36, de telle façon que la chute des fibres dans l'air, après qu'elles aient été culbutées par la barre batteuse, aboutisse à une configuration de fibres orientées au hasard uniforme. Cette dernière séparation des fibres par chute dans l'air peut être encore augmentée par
un léger courant d'air tourbillonnant, dirigé vers le haut, et provenant
d'un jeu d'ajutages disposés sur un collecteur de distribution 50 placé
près de l'extrémité inférieure de la cheminée ou conduit 38. L'état des
fibres 44 dans la matrice 36, après leur dépôt, est représenté schématiquement sur la Fig. 3.
Pour réaliser certains types de feuilles ou formes composites, ainsi qu'on l'expliquera plus tard, et pour des raisons qui
seront mieux explicitées ci-dessous, tous les constituants du panneau composite
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de distribution de fibres 38. Au cas où on désirerait un plus grand pourcentage de charge, il ne serait pas possible de l'obtenir effectivement lors
du mélangeage de la charge dans la cuve 10, à cause des viscosités excessives qui résulteraient du mélangeage de toute la charge dans cette cuve.
Une charge supplémentaire peut cependant être ajoutée par dépôt direct
au moyen d'un distributeur de charge 52. La charge de ce distributeur, si on l'utilise, sera constituée préférablement par des particules plus grossières que celles de la charge mélangée à la résine dans la cuve 10. Elle est dispersée par centrifugation, par un tambour rotatif mesureur 54 et après avoir traversé. une auge vibrante 56, elle tombe directement sur les fibres 44, après le dépôt de celles-ci sur la matrice 36. En plus de l'augmentation de la proportion de charge dans le panneau composite fini, le dépôt d'une charge grossière par le distributeur 52 a tendance à entraîner les fibres 44 sur la matrice 36 et,
par conséquent, à améliorer les caractéristiques de mouillage des fibres par
la résine. Dans le cas où de la charge est surajoutée au composite au moyen du distributeur 52, une couche de recouvrement de matrice résine-charge est ajoutée au composite par dépôt d'une telle couche sur la face interne d'une charge flexible et continue 58, par l'intermédiaire d'une botte de brassage 60, identique à tous égards à la botte de brassage 28, alimentée
par le collecteur 16, en passant par des tubulures de décharge 62 dirigées vers le bas.
Si aucune charge grossière supplémentaire n'est déposée sur le composite de matrice et de fibres supporté par le porteur
et passant sous la cheminée 38, la chape supérieure 58 est simplement extraite d'une bobine d'alimentation 64, entraînée sur une poulie de tension 66, et amenée ainsi en contact avec l'assemblage composite représenté sur la
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qu'aucune quantité de matrice résine-fibres ne sera fournie à la botte de brassage 60.
Pour assurer un mouillage complet des constituants fibreux et particulaires par le composant résine du composite à réaliser, après que la chape supérieure 58 ait été élimée en contact avec les ingrédients du composite de façon à les mettre en "sandwich" entre une paire de feuilles relativement imperméables, résistantes et flexibles, telles que des feuilles de mylar ou d'un matériau analogue, l'assemblage traverse un poste de malaxage désigné de façon générale, sur les dessins , par la référence 68. La forme particulière prise par les moyens de malaxage peut-comporter, comme on l'a représenté sur la Fig. 1, un jeu de rouleaux supérieurs et inférieurs en chicanes que le matériau doit traverser en suivant une trajectoire ondulée.
Cette forme particulière des moyens de malaxage est souhaitable en ce qu'elle assure un degré relativement élevé de travail physique., ou de malaxage du matériau, et en ce qu'elle fournit une barrière pour tout air qui pourrait avoir été entraîné dans la mixture avant son recouvrement par la chape 58. L'opération de malaxage peut toutefois être exécutée par d'autres moyens. tels que des jeux successifs de rouleaux supérieurs et inférieurs; chacun d'eux exerçant sur le composite une pression différente ; ces rouleaux tournent à une vitesse périphérique inférieure à la vitesse de défilement
du composite en ce point, de manière à effectuer sur.le matériau une action de raclage. Un dispositif de ce dernier type est représenté sur la demande
en instance mentionnée plus haut n[deg.] 397.780, déposée le 17 septembre 1973-Après leur passage sur les rouleaux de malaxage;
les ingrédients du composite ainsi travaillés forment un mélange homogène
de résine, de fibres et de charge. Afin d'assurer une extraction supplémentaire d'air et d'autres composants volatils, et particulièrement de ceux qui sont produits par la polymérisation de la résine thermodurcissable, on fait
passer le composite à travers un four de traitement préliminaire 70 dans lequel la température du composite est élevée à une valeur inférieure à
celle qui est nécessaire pour le traitement de la résine. Du fait de cette élévation préliminaire de la température, les composants volatils migrent
vers la surface supérieure du composite et se placent en-dessous de la chape supérieure 58 en formant des bulles. comme on l'a effectivement représenté sur la Fig. 1. Ces composants volatils peuvent être simplement extraits par une action de balayage effectuée par des lames ou racloirs. inclinés et opposés. comme on l'a représenté sur la Fig. 1. L'action de balayage peut aussi
servir à conformer les feuilles avec des ouvertures d'un côté, comme on peut le voir sur la demande mentionnée plus haut n[deg.] 397.780. De telles formes
à côté ouvert peuvent comprendre un panneau avec corrugations longitudinales. des canelures, des sections transversales en L, et d'autres formes analogues obtenues du fait de l'état analogue à un gel du composite pendant et après
son passage dans le four de traitement préliminaire 70. Après balayage
des produits volatils et pour réaliser les formes ci-dessus, on fait passer le matériau composite à travers un four de traitement final 76 et on obtient à
la sortie de celui-ci une feuille plate ou conformée de matériau composite relativement rigide. Après ce traitement final, le porteur inférieur 30
et la chape supérieure 58 sont retirés afin de pouvoir resservir, et on fait passer le panneau rigide entre des rouleaux de traction (non représentés)
ou un dispositif analogue, qui fournit la force motrice nécessaire pour
faire avancer les porteurs et les matériaux composites à travers les étages
de traitement décrits précédemment. Au-delà des moyens de traction, des opérations de finissage, telles que le dressage des bords la préparation
de surface et le découpage final en longueur de panneaux sont effectués par des moyens non représentés, qui n'influent pas sur la méthode de la présente
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On peut employer pour manipuler ettraiter de
la manière décrite ci-dessus plusieurs types spécifiques divers de constituants, avec des proportions variables de résine, de charge et de fibres
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cialement disponible, telle que, par exemple, la résine Diamond-Shamrock,
Dion 6240. Le type de charge utilisable peut être très varié, la charge spécifique à choisir dépendant largement du matériau particulaire, noninflammable et non-organique le moins cher disponible dans la région où
la méthode est mise en oeuvre. Le matériau de charge choisi doit être chimiquement inerte en présence des autres composants de la mixture et en particulier de la résine. Par exemple, des charges pouvant être ajoutées
dans la cuve de malaxage 10, et ayant subi avec succès des épreuves de vérification, comprennent l'alumine, sous-produit bon-marché du raffinage
de minerai d'aluminium, passant à travers des tamis de 750 à 1500 mailles
par centimètre carré, ou bien une qualité de carbonate de calcium disponible commercialement sous le nom de marque "Vicron" sous forme particulaire de dimensions de grains analogue. La charge à introduire par la cheminée 52
peut être du sable relativement grossier (dimension de mailles 30) dans
le cas où une plus forte proportion de charge doit être employée.
Les deux types ci-dessus mentionnés de charges mélangées à la résine dans la cuve 10 différent d'une manière significative ; en fait, la résine n'est pas du tout absorbée par les particules d'alumine, tandis que les particules de vicron, bien qu'elles soient inertes, sont des absorbants de résine. L'effet de cette différence est que la viscosité de la mixture résine-charge sera plus grande si on utilise une charge absorbante
que si on utilisait une charge non-absorbante. Du fait que le taux de production ainsi que le mouillage des fibres de verre sont affectés par la viscosité,
des moyens de réglage de la viscosité sont désirables. Cette fonction est admirablement remplie, selon la présente invention, par l'addition dans la
cuve de malaxage 10 de petits pourcentages variables d'un diluant de la
résine, tel que du méthacrylate de méthyl, de l'acétone ou du styrène.
On préfère, parmi ces diluants, le méthacrylate de méthyl à cause de sa disponibilité et de sa non-inflammabilité, suffisantes pour qu'il soit
possible de l'utiliser avec sécurité sans précautions extraordinaires.
.Par comparaison, l'acétone est tès inflammable, tandisque le styrène n'est <EMI ID=17.1>
méthyle. On peut ajouter de plus, dans la cuve 10. d'autres agents tels que
des produits retardateurs de feu et de fumée, des matériaux formant écran ultraviolet, etc., en quantités inférieures à 1%, en poids, du poids total
du composite.
On peut aussi faire varier dans de grandes limites les proportions de plusieurs constituants en fonction de la rigidité
et de l'imperméabilité du panneau composite à réaliser, ainsi que suivant
les conditions climatiques dans lesquelles la méthode est mise en oeuvre.
Ainsi qu'il est presque évident, le facteur le plus déterminant de la rigidité du panneau composite fini est la proportion de fibres de verre dans le composite.
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à 10 cm, tout en conservant une rigidité convenable plus les plus courtes longueurs, et en évitant les problèmes de manipulation et de mouillage associés aux plus longues fibres.
L'effet principal des variations de la proportion
de charge se fait sentir dans le prix, dans la perméabilité ou imperméabilité à l'humidité, dans l'inflanmabilité et dans la production de fumées.
La proportion de charge dans la résine, ainsi que les agents ajoutés dans
la cuve de malaxage 10 auront aussi un effet significatif sur la viscosité
de la mixture et sur la possibilité qui en résulte d'obtenir les taux de production souhaités, ainsi qu'un mouillage complet des fibres de verre par
le constituant résine. On a trouvé, selon la présente invention, qu'on obtient une économie maximale, en ce qui concerne à la fois la teneur en charge
et le taux de production, lorsque le mélange de la charge aux agents résinediluants-additifs est fait sur la base d'une proportion de un pourra, Ainsi, en ce qui concerne les limites de pourcentages, admissibles on pense que le pourcentage en poids de fibres de verre dans le matériau composite à réaliser peut varier de 5 % pour les panneaux composites pour lesquels les exigences
de rigidité sont minimales, jusqu'à 40 %, qui est plus que convenable pour
des matériaux de structure, le pourcentage de charge et de résine-diluantsagents additifs variant de 47,5 % à 30 % en proportions égales. Un pourcentage de char�., en poids par rapport au composite entier, inférieur à 20 %
est indésirable, tant au point de vue du coût qu'à celui de la protection
contre le feu.
La viscosité de la mixture de la cuve est maintenue entre les limites de 100 à 180 kilopoises en faisant varier la quantité
de diluant de résine entre un et cinq pour cent en poids par rapport au composite fini, avec une variation correspondante de la proportion de résine.
La viscosité de la mixture variera aussi avec la température ambiante sous laquelle la méthode est mise en oeuvre. Les limites de viscosité susdites peuvent par exemple, être respectées avec des additions de diluant variant entre 1 % etl-l/2%, si la méthode est utilisée à la température d'une pièce ou à
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température ambiante descend à 13[deg.]C environ, la proportion de diluant doit être augmentée jusqu'à environ 5 % en poids du composite fini. Les additifs
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fluidifiant, et une proportion inférieure à un pour cent aurait sur la quantité de charge un effet qui pourrait être utilisé pour maintenir un processus continu du genre envisagé dans les limites de viscosité tolérables. On peut par conséquent, se rendre compte qu'on peut s'accommoder de variations de température relativement friandes en faisant varier le pourcentage de diluant. On peut, bien sur, tolérer des variations de température plus grandes en fournissant de la chaleur à la cuve et au système de distribution, mais
avec un coût plus élevé.
L'exemple suivant d'essai de vérification apportera une contribution à une compréhension plus claire de la présente invention
pour obtenir la rigidité requise, nécessaire pour un panneau composite exemplaire, on a choisi un pourcentage de 20% en poids de fibres de verre
par rapport au poids total du composite. Le verre utilisé dans cet exemple
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de 1 000 filaments individuels (44). La proportion de verre choisie a été maintenue par synchronisation de la rotation du couteau 46 avec le déplacement linéaire du porteur 30, et les fibres de verre ont été coupées en longueurs
<EMI ID=22.1> (constituant 80 % en poids du composite fini) ont été ajustées de façon à comprendre 36 % de résine Dion 6240 à inflammation retardée, 1% de diluant
ou fluidifiant et 45 % de charge sous forme de Vicron passant dans un tamis de
80 mailles au cm . La résine, la charge et les agents ont été mélangés
dans la cuve 10 jusqu'à obtention d'une consistance uniforme à la température de la pièce et la couche de matrice 36 a été déposée sur le porteur 30 avec une épaisseur uniforme ..de 2mm. La viscosité de la matière au moment du dépôt
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introduit de sable par la cheminée 52, ni fait passer de résine par le collecteur
16. La température du matériau composite a été élevée dans le four de traitement préliminaire dans un domaine de 70 à 90[deg.]C et une température de traitement
final de 125[deg.]C a été atteinte dans le four 76. On a constaté que le matériau composite résultant était extrêmement uniforme partout, et riche en résine
à la surface en contact avec le porteur inférieur 30, probablement
à cause d'une migration de charge dans les interstices de fibres de verre.
La distribution de la résine dans un échantillon est représentée sur la Fig. 5 des dessins, sur laquelle on voit qu'elle varie depuis près de 100 % à la surface extérieure, ou surface faisant face au porteur 30, jusqu'à un
état pauvre en résine à la surface supérieure, avec une proportion moyenne
de résine de 36 %.
Dans d'autres essais, dans lesquels de la charge sableuse était ajoutée par la cheminée 52, et une coude en cape de matrice déposée sur la chape supérieure 58, on a trouvé que la distribution de
la résine à travers l'épaisseur du matériau composite correspondait à la
courbe de distribution de résine représentée par exemple sur la Fig. 6.
Dans ces circonstances, le centre du matériau composite était pauvre
en résine, tandisque les deux faces en étaient riches.
On peut apprécier à quel point la distribution de résine obtenue à travers le matériau composite est désirable en se référant
à la Fig.8 des dessins, sur laquelle on a représenté un assemblage de
panneaux composites formant une structure comportant un noyau avec corruga-
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par exemple à l'aide d'un liant. On pourra donc apprécier que le côté riche en résine du panneau composite décrit ci-dessus à propos de la Fig. 7 pourra être utilisé pour les enveloppes 80 et 82 de façon à réaliser une structure pratiquement imperméable à l'eau. Le panneau utilisé pour le noyau à corrugations
78 pourra être, par comparaison, plus perméable à l'eau,, et par conséquent contenir une plus grande proportion de charge. On peut donc voir que la distribution de résine à travers le panneau composite réalisé suivant la méthode de la présente invention peut être utilisée avantageusement dans
un composant de structure tel que celui qui est représenté sur la Fig. 8.
On peut obtenir de plus pour le matériau composite réalisé des rigidités et
des porosités diverses, de manière à optimaliser à la fois le coût des
matières et celui du travail de fabrication dans la réalisation d'un panneau composite devant satisfaire à certaines spécifications pour des besoins
de construction particuliers.
On peut donc se rendre compte que la présente invention fournit une méthode extrêmement efficace de fabrication en
continu de panneaux composites en résine renforcée, ou d'autres formes de structures, dans lesquelles une charge particulaire inerte bon marché constitue plus de 20 % en poids des matériaux du composite. De plus, tous ceux
qui possèdent l'expérience de ce genre de technique se rendront compte
que des modifications et/ou des variations peuvent être apportées à cette méthode sans qu'on sorte de l'esprit véritable et du domaine de la présente invention. Il est par conséquant stipulé expressément que la description précédente se rapporte seulement à une réalisation préférée, non limitative,
et que l'esprit véritable et le domaine de la présente invention sont déterminés par référence aux revendications ci-annexées.
REVENDICATIONS
1. Méthode de réalisation en continu de feuilles ou de formes à côté ouvert comprenant un matériau composite de résine renforcée par des fibres et contenant une charge particulaire inorganique non inflammable, dans une proportion supérieure à 20 % du poids du composite, caractériséeen ce qu'elle comporte les étapes consistant à mélanger une résine non-traitée et une charge particulaire pour former un matériau matriciel visqueux mais uniformément fluide, déposer ledit matériau matriciel sur une surface porteuse en mouvement permanent pour former sur ladite surface porteuse une couche matricielle d'épaisseur uniforme ; déposer sur ladite couche matricielle des fibres de renforcement séparées et orientées au hasard ;
recouvrir ladite couche matricielle et les fibres d'une chape flexible continue pour stratifier ledit matériau de matrice et de fibres entre ladite chape et ledit porteur ; malaxer ledit matériau stratifié pour remplir les interstices desdites fibres dans ledit matériau matriciel ; régulariser la viscosité de ladite matrice avec de faibles pourcentages variables de diluant de résine pendant ladite étape de mélangeage pour assurer un mouillage complet desdites fibres séparées par ladite résine après ladite étape de malaxage ; élever la température de ladite matrice et des fibres stratifiées pour en éliminer les constituants volatils ;
et élever davantage la température dudit matériau pour traiter ladite résine.
<EMI ID=25.1>