Cette invention concerne un appareil permettant de produire
en continu une feuille de matiére plastique rayée, notamment une
feuille de matière plastique comportant des raies adjacentes pra
tiquement parallèles d'une grande variété de formes et de couleurs
selon diverses combinaisons. L'invention est particulièrement
adaptée à la production de feuilles en matiére plastique thermo
durcissable. La feuille de matiére plastique produite est renforcée
par des fibres et peut être opaque ou translucide, avec des raies de
couleur opaques ou translucides.
Les raies formées sont toujours
plus étroites que la feuille de matiére plastique et se différencient
de la raie adjacente suivante par au moins l'un des aspects sui
vants: couleur, translucidité ou opacité, etc.
L'appareil de cette invention est une amélioration de l'appareil
décrit dans le brevet E.U.A. N" 3716431.
L'appareil de l'invention fournit en continu une feuille rayée,
comprenant une résine, selon un procédé dans lequel on dépose
une résine durcissable liquide entre des surfaces mobiles et on
durcit ladite résine entre lesdites surfaces par l'action de la cha
leur, de la lumière ou d'un autre type d'énergie rayonnante, avec
ou sans application de pression.
La production continue de matériau en feuille, et en particulier de matériau en feuille de matière plastique, est en outre décrite dans le brevet E.U.A. N" 2784763, par exemple. Dans ce procédé de la technique antérieure, on produit une feuille composite en déplaçant longitudinalement une feuille continue formant une surface inférieure, en déposant sur cette feuille continue une résine liquide thermodurcissable, en plaçant dans la résine liquide un matériau de renforcement en filaments, en déplaçant l'air dans le matériau de renforcement par la résine liquide, puis en recouvrant le mélange de résine liquide et de matériau de renforcement par une feuille continue supérieure,
en appliquant une pression à la feuille continue supérieure et à la feuille continue inférieure pour consolider le mélange de résine liquide et de matériau de renforcement et en formant ainsi une feuille composite, en dépla çant la feuille composite longitudinalement dans une zone de chauffage, ce qui provoque le durcissement de la résine, et, pendant le déplacement dans ladite zone de chauffage, en fixant ensemble les surfaces opposées de la feuille composite et en lui donnant la forme désirée dans le sens longitudinal.
Le brevet E.U.A. N" 2927623 décrit un appareil permettant de
produire en continu une feuille composite de matière plastique
renforcée. L'appareil de ce brevet fonctionne en utilisant une feuille superficielle porteuse, en pellicule de cellulose comme la
Cellophane, sur laquelle on dépose une quantité mesurée d'une résine durcissable sous forme liquide que l'on étend uniformément à l'aide d'une lame racleuse. Les parties formant les bords de la feuille sont relevées de manière à limiter la résine à la partie centrale de la feuille. Des filaments coupés de matériau fibreux sont introduits sur la résine et sont simultanément tassés et comprimés dans la résine par plusieurs fils s'étendant sur toute la longueur de la feuille.
Pendant que les fibres libres sont maintenues tassées par ces fils, on dépose sur le mélange de résine et de fibres une feuille superficielle de couverture, on colle ensemble les bords opposés de la pellicule superficielle pour former un tube plat contenant le mélange de résine et de fibres, et on fait passer cette feuille composite entre des rouleaux qui chassent l'air par écrasement et qui déterminent l'épaisseur de la feuille. On fait ensuite passer la feuille ainsi formée dans des fentes de largeur fixe pendant le durcissement de la résine, que l'on effectue de préférence en faisant passer les feuilles dans un four.
Une fois que la résine est durcie, on peut découper les bords longitudinaux de la feuille continue, et on découpe à la longueur désirée la feuille qui est formée de filaments coupés de matériau fibreux, comme des fibres de verre, noyés dans une matrice de résine synthétique durcie.
Le brevet E.U.A. N" 3077000 décrit une amélioration, par rapport à la préparation d'un matériau en feuille à profil longitudinal décrit dans le brevet E.U.A. N" 2784763, comprenant un appareil permettant de fournir un matériau en feuille formé en continu à profil transversal.
Des lignes, raies et différents dessins ont été placés sur des articles en feuille à l'aide de stencils, par impression ou par divers autres moyens. Il existe certains matériaux sur lesquels l'impression n'est pas satisfaisante et auxquels on ne peut pas adapter des stencils. Les dessins peuvent être peints ou déposés de toute autre façon sur la surface d'un panneau après production de ce panneau, mais un tel procédé est une opération supplémentaire coûteuse et donne généralement un dessin qui peut facilement se déchirer ou s'écailler du panneau. On a également fabriqué des panneaux en insérant un papier ou un autre matériau en feuille sur lequel se trouve un dessin imprimé.
Le matériau en feuille inséré est coûteux, le procédé permettant de l'insérer est coûteux, et l'absence de pénétration totale et d'intégration dans le panneau en matière plastique permet l'absorption de l'eau et la formation de trouble.
Il est indiqué de fournir un moyen par lequel on puisse facilement placer des raies adjacentes de couleur sur une feuille, formée en continu, de matière plastique renforcée, en faisant couler une peinture, une laque, etc., par des ouvertures resserrées adjacentes, sur l'une des feuilles, et en durcissant partiellement la ou les raies adjacentes ainsi formées avant l'addition de la résine durcissable et des fibres.
Le but de cette invention est de fournir un appareil permettant de produire en continu une feuille de matière rayée dans lequel on peut ajuster facilement la taille, le nombre, la couleur et la disposition des raies et avec lequel on peut facilement produire des raies parallèles contiguës. Un autre but est de fournir un appareil à à montage facile qui soit de construction simple et économique.
L'appareil de la présente invention fournit une feuille en matière plastique comportant des raies, formées par des matériaux liquides, faisant partie intégrante de la feuille de telle manière que ces raies ne peuvent pas se décoller de la feuille ni s'écailler. Un trouble interne ou une séparation des raies ne peut pas avoir lieu.
L'invention a pour objet un appareil permettant de produire en continu une feuille de matière plastique rayée comprenant un moyen destiné à fournir une feuille porteuse souple mobile, un moyen destiné à déposer une résine liquide sur la feuille porteuse, un moyen destiné à déposer un matériau de renforcement fibreux sur la résine liquide et à enfoncer le matériau de renforcement dans la résine liquide, un moyen destiné à placer une feuille de couverture souple sur la résine liquide et le matériau de renforcement, un moyen de formage, un moyen destiné à tirer les feuilles souples, la résine partiellement durcie se trouvant entre elles, dans le moyen de formage, et un moyen de durcissement placé près du moyen de formage destiné à durcir pratiquement totalement la résine pendant qu'elle se déplace dans ledit moyen de durcissement,
caractérisé en ce que l'appareil comprend au moins trois glissières de séparation adjacentes placées de manière amovible et coulissante pour courir sur la feuille porteuse mobile, l'extrémité avant desdites glissières de séparation aboutissant à une coucheuse à lame placée juste au-dessus de ladite feuille porteuse, et un moyen permettant de fournir en continu des matériaux liquides, formant des rayures contrastantes, entre lesdites glissières de séparation sur la surface de ladite feuille porteuse.
Lors de la première étape de fonctionnement, cet appareil dépose au moins deux revêtements de couleur ou d'opacité différentes, ayant une épaisseur déterminée et une largeur déterminée particulière, sur la feuille porteuse, de sorte qu'ils forment des raies contrastées adjacentes longitudinales par rapport à la direction de tirage des feuilles souples. On peut utiliser plusieurs rayures adjacentes pour former divers dessins géométriques dans la feuille rayée finie. Les glissières de séparation forment des racles de rétention latérale, tandis que la coucheuse à lame effectue le raclage pour la production de chaque rayure.
L'appareil de cette invention est prévu pour fournir une feuille rayée comportant au moins deux raies adjacentes en appliquant au moins deux matériaux liquides contrastants, provenant de sources de liquides, sur la feuille porteuse, ayant un mouvement relatif dans une direction prédéterminée par rapport à une surface de l'appareil en contact avec la feuille porteuse, à l'aide d'au moins trois glissières de séparation aboutissant à angle droit à une coucheuse à lame, les glissières de séparation étant ajustées pour courir sur la surface de ladite feuille porteuse de manière à délimiter des zones de ladite surface, entre les glissières de séparation et la coucheuse à lame, dans lesquelles on peut déposer le matériau liquide pour former les rayures, le matériau liquide passant sous la coucheuse à lame par suite du mouvement de la feuille porteuse,
les glissières de séparation extérieures formant de préférence un angle vers l'extérieur à leur extrémité aval par rapport à la direction du mouvement de la feuille porteuse pour empêcher ou minimiser les fuites du matériau liquide transversalement.
L'épaisseur des rayures appliquées de cette manière dépend essentiellement du réglage de la coucheuse à lame par rapport à la surface de la feuille porteuse, de la viscosité du matériau liquide formant les rayures et de la vitesse du mouvement de la feuille porteuse. Un réglage représentatif de la lame racleuse est un réglage qui donnerait un intervalle compris entre 0,025 et 2,5 mm, par lequel s'écoule le matériau liquide formant les rayures.
La combinaison de glissière de séparation et de lame racleuse est montée d'une manière appropriée permettant de faire varier la distance entre les glissières de séparation adjacentes, et on peut utiliser un nombre quelconque de glissières de séparation.
Les caractéristiques de l'appareil de la pressente invention seront mieux illustrées dans les dessins ci-joints représentant une forme d'exécution de l'invention, dans lesquels:
la fig. 1 est une vue en élévation de côté partiellement en coupe de l'appareil;
la fig. 2 est une vue en perspective d'en haut, partiellement en coupe, de la partie avant de l'appareil;
la fig. 3 est une vue en plan d'en haut partielle, partiellement en coupe, de l'appareil;
la fig. 4 est une vue en coupe prise selon la ligne 4-4 de la fig. 3;
la fig. 5 est une vue en coupe prise selon la ligne 5-5 de la fig. 3;
la fig. 6 est une vue en coupe prise selon la ligne 6-6 de la fig. 3;
la fig. 7 est une vue en coupe prise selon la ligne 7-7 de la fig. 3;
la fig. 8 est une vue en coupe prise selon la ligne 8-8 de la fig. 1;
;
la fig. 9 est une vue en coupe prise selon la ligne 9-9 de la fig. 1;
la fig. 10 est une vue en élévation vue du bout, partiellement en coupe, des moyens permettant la formation de raies;
la fig. 11 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe, des moyens permettant la formation de raies de la fig. 10.
La fig. I est une vue globale en coupe de l'appareil de production d'une feuille rayée sur une feuille porteuse inférieure 1 qui se déroule de la bobine 2 et qui se déplace dans un plan sur la table 3. La feuille porteuse 1 peut être en papier ou en matière plastique d'un type qui peut être enlevé de la feuille rayée et, commodément, elle peut être une pellicule de cellulose comme de la
Cellophane. Si le matériau constituant la feuille porteuse est rétréci par la chaleur comme la Cellophane, on peut le faire passer dans une zone de chauffage avant d'y placer le matériau. Dans cette zone, la chaleur peut être fournie par des lampes 4 du type infrarouge. Sur la feuille porteuse inférieure 1 se déplaçant vers l'avant, on forme en continu des raies adjacentes de matériau durcissable liquide coloré provenant d'entre au moins trois glissières de séparation 5.
Les raies liquides colorées sont de préférence composées de liquides ou pâtes thermodurcissables contenant des colorants ou des pigments contrastants, de viscosité contrôlée, qui sont amenés continuellement entre les glissières de séparation 5 à partir d'un ou plusieurs réservoirs 6 par l'intermédiaire d'une conduite 7.
Un matériau liquide type pour rayures est fait de 70 parties, en poids, de polyester de néopentylglycol, acide orthophtalique, acide maléique mélangé avec du styrène, du méthacrylate de butyle et un agent d'absorption des rayons ultraviolets, 30 parties, en poids, d'un polyester propylèneglycol, acide orthophtalique, acide maléique mélangé à du styrène et à un agent d'absorption des rayons ultraviolets et modifié de manière à réduire la sensibilité à l'inhibition par l'air au cours du durcissement, 8 parties, en poids, d'un plastifiant, 1 partie d'aérogel de silice, 1 partie de résine de silicone, 4-9 parties de pigment, 0,4 partie de perbenzoate de t-butyle et 0,3 partie de peroxyde de méthyléthylcétone.
Les raies colorées sont au moins partiellement durcies à l'aide d'un moyen de thermodurcissement comme un élément de chauffage à infrarouges 8, de sorte qu'elles deviennent insolubles et ne s'écoulent plus. Il est nécessaire, dans cette étape, de geler le matériau des rayures suffisamment pour qu'il ne se mélange pas et ne s'écoule pas quand il est en contact avec la résine constituant la feuille ou avec le matériau formant la rayure adjacente, et, de préférence, on ne durcit pas complètement le matériau formant la rayure jusqu'à ce qu'il soit durci en même temps que la résine formant la feuille. Ensuite, on dépose sur la feuille porteuse 1 se déplaçant vers l'avant, à l'aide d'un moyen d'étalement comme une auge 9, une quantité mesurée de résine polymérisable comme une composition liquide à base de polyester insaturé.
Un polyester liquide type se compose de 100 parties, en poids, de polyester propylème glycol - acide orthophtalique acide maléique, mélangé avec du styrène et du méthacrylate de méthyle comme monomères, et avec un agent d'absorption des rayons ultraviolets, 10 parties d'oxyde d'aluminium hydraté, 0,75 partie de bioxyde de titane, 0,9 partie de peroxyde de benzoyle et 0,3 partie d'hydroperoxyde de cumène. Le composant de renforcement fibreux de la feuille plastique peut être une feuille continue de fibres 10 comme celle préparée en découpant continuellement des fibres de verre et en les déposant de manière aléatoire sur une courroie sans fin dans une chambre sous pression 11, comme on le sait dans la technique.
La nappe de fibres 10 transportée par la courroie 12 est généralement sous la forme d'un empilement peu tassé qui est réparti uniformément sur la largeur de la courroie et que l'on répartit sur la couche de résine et les raies adjacentes qui sont portées par la feuille inférieure 1. Si on le désire, les fils de tension 13, plus complètement décrits dans le brevet E.U.A. N" 2927623, peuvent être utilisés, et ils sont tendus par le rouleau 14 sur le côté supérieur de la pile de fibres portée par la feuille I de manière à presser les fibres dans le polyester liquide jusqu'à une épaisseur uniforme.
Une feuille 15 de couverture, qui est constituée de préférence du même matériau que la feuille porteuse 1, est fournie par une bobine 16 entre des rouleaux preneurs 17 et 17' et peut être préchauffée par un moyen de chauffage comme une lampe à infrarouges 18. Des rayures peuvent être déposées également sur la feuille de couverture 15 en utilisant des moyens analogues à ceux décrits précédemment pour faire cette opération sur la feuille porteuse 1. Ainsi, dans une forme d'exécution, des raies peuvent être déposées sur les deux feuilles souples; dans ce cas, ces raies peuvent être placées en concordance ou non dans la feuille rayée. La surface supérieure de la feuille 15 devient la surface inférieure de la feuille de couverture lorsqu'elle passe entre les rouleaux preneurs 17 et 17'.
On utilise des moyens appropriés pour chasser l'air de la feuille composite ainsi formée, comme il est plus complètement décrit dans le brevet E.U.A. N" 2927623. La feuille composite, composée d'un tube aplati de deux feuilles superficielles à bords scellés contenant la feuille rayée, passe dans un four 19 de formage où elle est formée et durcie. Pendant son passage dans le four, la feuille peut être formée selon une quelconque forme désirée en coupe. On peut effectuer cette opération en faisant passer la feuille entre des éléments ou matrices de formage comme il est plus complètement décrit dans le brevet E.U.A. N" 2927623.
Quand la feuille composite finie sort du four, on peut la découper à la largeur désirée à l'aide de scies 20 d'ébarbage des bords et à la longueur désirée à l'aide d'une scie mobile 21, après quoi les tronçons 22 de la feuille sont transportés à une zone d'empilement. Si on le désire, on peut également prévoir, après le four 19, des moyens permettant d'enlever la feuille porteuse et la feuille de couverture de la feuille rayée, les fibres de verre étant placées en dessous de la surface de la matrice résineuse synthétique durcie dans ladite feuille.
Le mouvement vers l'avant du matériau en feuille dans l'appareil de la fig. 1 s'effectue lentement et uniformément par l'intermédiaire de rails sans fin, de courroies porteuses sans fin, de rouleaux de traction ou d'autres moyens de traction en coopération, bien connus de l'homme de l'art et plus complètement décrits dans le brevet E.U.A. N" 2784763. Le moyen de traction est, de préférence, placé entre les scies 20 et 21.
La fig. 2 est une vue en perspective d'en haut représentant schématiquement les moyens permettant de former initialement les raies et permettant de former la feuille composite, certaines parties étant éclatées. Les glissières de séparation 5 glissent sur la feuille porteuse inférieure I lorsque la feuille porteuse passe sur la surface 3 formant table plate et lisse. On peut déterminer, à l'aide d'une vanne doseuse, l'écoulement du matériau liquide formant les rayures provenant du réservoir 6 vers la surface de la feuille continue porteuse 1 entre les glissières de séparation 5. La raie large 23 et la raie plus étroite 23' sont déposées sur la feuille porteuse inférieure 1 et ne sont pas encore durcies par la chaleur, mais sont suffisamment visqueuses pour garder leur forme.
Le mouvement longitudinal vers l'avant des glissières de séparation 5 est empêché par une lame racleuse appropriée 25 qui est fixée, à chacune de ses extrémités, aux côtés de la table 3 à l'aide d'un tasseau 26.
Sur la fig. 3, qui est une vue en coupe d'en haut prise au-dessus de trois glissières de séparation, on voit les raies 23 et 23', et la glissière de séparation 5' est de préférence maintenue contre la lame racleuse 25 en formant un léger angle avec la perpendiculaire.
Les raies sont formées en déposant un revêtement d'une épaisseur déterminée définie et d'une largeur déterminée particulière sur la feuille porteuse inférieure, de sorte qu'au moins deux raies adjacentes longitudinales sont formées en continu sur la feuille porteuse. On peut utiliser la série de rayures pour former une quelconque variété de dessins géométriques parallèles dans la feuille rayée.
La fig. 6 représente les rayures 23 et 23' telles qu'elles sont produites juste en aval de la lame racleuse.
La fig. 7 représente les rayures 23 et 23' qui se sont écoulées ensemble juste avant d'être partiellement durcies.
La fig. 8 représente les raies 23 et 23' qui ont été partiellement durcies et prises entre la feuille porteuse 1 et la feuille continue de fibres 10.
La fig. 9 représente la feuille composite terminée juste avant le durcissement final. La feuille composite comprend la feuille porteuse inférieure 1, les rayures 23 et 23', la feuille de fibres 10 imprégnée de résine et la feuille porteuse supérieure 15.
La fig. 10 représente une barre 27 comportant des dispositifs de fixation coulissants sur lesquels sont fixées les glissières de séparation 5.
La fig. 1 1 représente une vue de côté de la même partie de l'appareil que celle représentée sur la fig. 10.
Pour produire des structures de polyester renforcé par des fibres et à rayures, on soumet un mélange comprenant essentiellement: 1) au moins un ester polymère linéaire organique contenant une insaturation éthylénique récurrente, 2) au moins un monomère organique à insaturation éthylénique polymérisable par addition, et 3) des fibres de renforcement, à des conditions de polymérisation supplémentaires permettant de fournir une structure à base de polyester renforcée par des fibres, durcie et rayée.
Les esters polymères insaturés que l'on peut utiliser pour la
résine formant la feuille et le matériau formant les rayures comprennent ceux préparés en condensant, dans des conditions de
polymérisation: 1) un diacide carboxylique à insaturation éthylé
nique avec un diol ne contenant pas d'insaturation éthylénique, 2) un diacide carboxylique ne contenant pas d'insaturation éthylé
nique avec un diol à insaturation éthylénique ou, plus couram
ment, 3) un mélange de diacides carboxyliques à insaturation
éthylénique et de diacides carboxyliques sans insaturation éthylénique avec un diol ne contenant pas d'insaturation éthylénique.
On peut remplacer, et on le fait souvent, tout ou partie de l'acide par des chlorures de diacyle, des diesters ou des anhydrides stables desdits acides carboxyliques qui sont disponibles.
Parmi les diacides carboxyliques à insaturation éthylénique et leurs dérivés que l'on utilise couramment, on peut mentionner l'acide fumarique, l'acide maléique et son anhydride, l'acide citraconique, l'acide mésaconique, l'acide itaconique et l'acide endométhylènetétrahydrophtalique. Parmi les diacides carboxyliques et leurs dérivés sans insaturation éthylénique que l'on utilise couramment, on peut mentionner l'acide phtalique et son anhydride, l'acide adipique, l'acide sébacique, l'acide isophtalique, l'acide téréphtalique, l'acide malonique et l'acide glutarique.
Un diol à insaturation éthylénique couramment utilisé est le 2butène-1,4-diol, bien que, parmi les diols couramment utilisés sans insaturation éthylénique, on puisse mentionner l'éthylèneglycol, le propyléneglycol, le diéthylèneglycol et le dipropylèneglycol. Comme l'homme de l'art le verra, en faisant varier les proportions et la nature des réactifs saturés et à insaturation éthylénique dans ces condensations, on modifie le nombre de doubles liaisons carbone - carbone pour une longueur donnée de chaîne de polymère qui sont disponibles pour une réticulation par une polymérisation d'addition.
Parmi les composés polymérisables par addition les plus couramment utilisés comme agents de réticulation en combinaison avec les polyesters décrits précédemment, on peut mentionner le styrène, le phtalate de diallyle, le méthacrylate de méthyle et le cyanurate de triallyle. D'autres agents de réticulation à insaturation éthylénique plus ou moins fréquemment utilisés dans ces opérations comprennent l'a-méthylstyrène, le divinylbenzène, le vinyltoluène, le diglycolate d'allyle, l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, le méthacrylate d'éthyle, l'acétate de vinyle, l'acrylonitrile, le maléate de diallyle, le vinylphénol et le carbamate d'allyle. On utilise souvent plus d'un des agents de réticulation précédents dans le même mélange, selon les propriétés désirées pour la feuille rayée et son usage prévu.
En général, leurs caractéristiques physiques sont telles que ces résines donnent un produit clair, transparent ou translucide, par polymérisation, mais, pour fournir de la ténacité et de la résistance, un matériau de renforcement fibreux est de préférence noyé dans ces résines. Pour une feuille de 1,20 m de large, 2,40 m de long et 1,6 mm d'épaisseur, par exemple, 30%, en poids, de la feuille peut être du matériau de renforcement et 70% de la résine, bien que l'on puisse faire varier considérablement les proportions de résine et de fibres.
On peut incorporer un catalyseur de polymérisation dans l'ester polymère insaturé. Les catalyseurs de polymérisation appropriés sont les peroxydes comme le peroxyde de benzoyle, le peroxyde d'acétyle, le peroxyde de t-butyle, le peroxyde de di-tbutyle, le peroxyde de méthyléthylcétone, le peroxyde de lauryle, le peroxyde de cumène, le peroxyde de cyclohexane, etc.; les composés azoïques comme l'azobisisobutyronitrile, etc. On utilise également souvent des accélérateurs ou agents d'amorçage comme le naphténate de cobalt, l'acide phénylphosphinique, l'acide ptoluènesulfonique et certaines amines tertiaires comme la diméthylaniline.
La réaction de polymérisation ou de durcissement du composé monomère peut également être amorcée par de l'énergie rayonnante comme la lumière, les rayons X ou un rayonnement nucléaire que l'on peut ou non utiliser en conjonction avec des agents d'amorçage et agents d'activation chimiques qui sont tous bien connus de l'homme de l'art.
La résine que l'on préfère utiliser dans la fabrication de la feuille rayée produite à l'aide du présent appareil est une résine de faible viscosité qui imprégnera facilement le matériau de renforcement et qui, par exposition à la chaleur, se durcira dans un état infusible, dense et dur. Pour des raisons de transparence, une résine stable à la lumière et limpide est indiquée. Dans des buts décoratifs, une résine faiblement colorée que l'on peut teinter par addition de pigments ou colorants est désirable. Pour des raisons de clarté, une résine qui a un indice de réfraction très proche de celui du matériau de renforcement est désirable. On peut trouver toutes ces caractéristiques dans une famille de résines appelées polyesters qui sont durcissables, on le sait, par le procédé de polymérisation.
Les fibres de renforcement sont, de préférence, incorporées additionnellement dans le mélange de polyesters insaturés. On peut utiliser une quelconque fibre de renforcement appropriée, comme par exemple l'amiante, le Nylon, les fibres cellulosiques et les autres fibres minérales et organiques. On préfère des fibres de renforcement de verre, en particulier au point de vue du rapport résistance/prix. Les fibres de verre sont disponibles pour des structures de renforcement, sous forme de toiles, de fils, de nappes, de fibres coupées, de fibres parallèles, de voiles de verre et de fibres en vrac.
Le choix de la forme particulière selon laquelle on utilisera les fibres de verre et de leur quantité par rapport aux autres ingrédients dans le mélange est particulièrement large et constitue un moyen supplémentaire permettant de faire varier les propriétés de la feuille rayée, en plus de la possibilité de faire varier les proportions et la nature spécifique du polyester et des agents de réticulation respectivement.
Une nappe de verre est composée d'un certain nombre de couches de faisceaux de fibres de verre, se croisant de manière aléatoire et liées lâchement par de la résine. Une toile de verre ou d'autres fibres tissées peuvent également être utilisées dans l'appareil permettant de fabriquer une feuille rayée.
On peut incorporer des charges comme des pigments, des argiles, du mica, de la silice, du talc, dans le mélange de polyester insaturé et de fibres avant le durcissement.
Le matériau utilisé pour les feuilles souples supérieure et inférieure doit être fin, non poreux, peu coûteux et suffisamment résistant pour porter la résine et le matériau fibreux de renforcement dans tout l'appareil de formation de la feuille sans se briser.
On a trouvé qu'un film de cellulose, c'est-à-dire de Cellophane, satisfait ces exigences, bien qu'il soit totalement réalisable d'utiliser d'autres matériaux comme une pellicule d'acétate et cellulose, une pellicule de chlorure de polyvinyle, une pellicule du copolymère chlorure de vinyle - acétate de vinyle, et une pellicule de polyéthyléne par exemple, qui, comme la Cellophane, se sépare
ront de la feuille de résine durcie, ou une pellicule de polyester et une pellicule de fluorure de polyvinyle, plus complètement décrites dans les brevets E.U.A. N0 3284277 et NO 3257266, qui
adhéreront à la résine, donnant une bonne stabilité aux conditions
atmosphériques et d'autres propriétés désirables à la résine.
On peut appliquer des agents de décollement ou d'enlèvement,
par exemple des agents tensio-actifs, aux feuilles souples ou les incorporer dans les composés monomères pour faciliter la séparation de la feuille rayée finie durcie de ces feuilles mobiles.
On verra que le mouvement des surfaces mobiles, bien qu'elle restent pratiquement parallèles, peut, avec avantage, être réglé de sorte que les surfaces sont amenées légèrement plus proches quand elles passent dans la région où la polymérisation a lieu. De cette façon, il est possible de suivre le retrait de la masse en polymérisation, c'est-à-dire de la feuille.
Les éléments ou matrices de formage de profil complémentaire peuvent être placés à quelques dizaines de centimètres l'un de l'autre et la largeur des éléments dans le sens du déplacement de la feuille peut être de l'ordre de 2,5 cm. L'élément inférieur est monté de manière fixe et l'élément supérieur peut être élevé ou abaissé par un mécanisme approprié.
La feuille rayée réalisée ici est utile de diverses manières, en particulier comme matériau dans la construction de murs, cloisons, portes, lucarnes, clôtures, toitures de cours intérieures, fenêtres, etc.
This invention relates to an apparatus for producing
continuously a striped plastic sheet, in particular a
plastic sheet with adjacent stripes pra
tically parallel in a wide variety of shapes and colors
in various combinations. The invention is particularly
suitable for the production of thermoplastic sheets
curable. The plastic sheet produced is reinforced
by fibers and can be opaque or translucent, with stripes of
opaque or translucent color.
The lines formed are always
narrower than the plastic sheet and differentiate
of the next adjacent line by at least one of the following aspects
vants: color, translucency or opacity, etc.
The apparatus of this invention is an improvement of the apparatus
described in E.U.A. No. 3716431.
The apparatus of the invention continuously provides a striped sheet,
comprising a resin, according to a process in which one deposits
a liquid curable resin between moving surfaces and
hardens said resin between said surfaces by the action of heat
their, light or some other type of radiant energy, with
or without applying pressure.
The continued production of sheet material, and in particular of plastic sheet material, is further described in U.S. Patent No. No. 2784763, for example. In this prior art process, a composite sheet is produced by longitudinally moving a continuous sheet forming a lower surface, depositing on this continuous sheet a thermosetting liquid resin, placing in the liquid resin a material. filament reinforcement, moving air into the reinforcing material by the liquid resin, then covering the mixture of liquid resin and reinforcing material with a top continuous sheet,
applying pressure to the upper continuous sheet and the lower continuous sheet to consolidate the mixture of liquid resin and reinforcing material and thereby forming a composite sheet, moving the composite sheet longitudinally into a heating zone, thereby causes the resin to harden, and, during movement in said heating zone, securing the opposing surfaces of the composite sheet together and giving it the desired shape in the longitudinal direction.
The E.U.A. N "2927623 describes an apparatus for
continuously producing a plastic composite sheet
reinforced. The apparatus of this patent operates using a carrier, cellulose film surface sheet such as
Cellophane, on which is deposited a measured quantity of a curable resin in liquid form which is spread uniformly using a scraper blade. The parts forming the edges of the sheet are raised so as to limit the resin to the central part of the sheet. Chopped filaments of fibrous material are introduced onto the resin and are simultaneously packed and compressed into the resin by several threads extending the entire length of the sheet.
While the loose fibers are held tight by these threads, a cover surface sheet is placed on the mixture of resin and fibers, the opposite edges of the surface film are glued together to form a flat tube containing the mixture of resin and fiber. fibers, and this composite sheet is passed between rollers which expel the air by crushing and which determine the thickness of the sheet. The sheet thus formed is then passed through slots of fixed width during curing of the resin, which is preferably carried out by passing the sheets through an oven.
Once the resin is cured, the longitudinal edges of the continuous sheet can be cut away, and the sheet which is formed of chopped filaments of fibrous material, such as glass fibers, embedded in a resin matrix, is cut to the desired length. synthetic hardened.
The E.U.A. No. 3077000 discloses an improvement over the preparation of a longitudinal profile sheet material disclosed in U.S. Patent No. 2784763, comprising an apparatus for providing a continuously formed transverse profile sheet material.
Lines, stripes and various designs have been placed on sheet articles using stencils, printing or various other means. There are certain materials on which the impression is not satisfactory and to which stencils cannot be adapted. The designs can be painted or otherwise deposited on the surface of a panel after production of that panel, but such a process is an expensive additional operation and generally results in a design which can easily tear or peel off the panel. Panels have also been made by inserting paper or other sheet material on which there is a printed design.
The inserted sheet material is expensive, the method of inserting it is expensive, and the lack of full penetration and integration into the plastic panel allows water absorption and clouding.
It is intended to provide a means by which adjacent streaks of color can be easily placed on a continuously formed sheet of reinforced plastic material, by flowing paint, lacquer, etc., through adjacent narrow openings, onto. one of the sheets, and partially curing the adjacent stripe (s) thus formed before the addition of the curable resin and the fibers.
The object of this invention is to provide an apparatus for continuously producing a sheet of striped material in which the size, number, color and arrangement of the stripes can be easily adjusted and with which one can easily produce contiguous parallel stripes. . Another object is to provide an easily assembled apparatus which is simple in construction and economical.
The apparatus of the present invention provides a plastic sheet having stripes, formed by liquid materials, integral with the sheet such that these stripes cannot peel from the sheet or flake off. Internal cloudiness or line separation cannot take place.
The invention relates to an apparatus for continuously producing a striped plastic sheet comprising means for providing a movable flexible carrier sheet, means for depositing a liquid resin on the carrier sheet, means for depositing a fibrous reinforcing material on the liquid resin and for embedding the reinforcing material in the liquid resin, a means for placing a flexible cover sheet on the liquid resin and the reinforcing material, a forming means, a means for pulling flexible sheets with the partially cured resin lying between them in the forming means and a curing means placed near the forming means for substantially fully curing the resin as it moves through said curing means,
characterized in that the apparatus comprises at least three adjacent partition slides removably and slidably placed to run over the movable carrier sheet, the front end of said partition slides terminating in a blade coater positioned just above said carrier sheet, and means for continuously supplying liquid materials, forming contrasting stripes, between said separation slides on the surface of said carrier sheet.
During the first stage of operation, this apparatus deposits at least two coatings of different color or opacity, having a determined thickness and a particular determined width, on the carrier sheet, so that they form adjacent longitudinal contrasting stripes by in relation to the pulling direction of the flexible sheets. Several adjacent stripes can be used to form various geometric designs in the finished striped sheet. The separation slides form side retention scrapers, while the blade coater performs the scraping for the production of each scratch.
The apparatus of this invention is intended to provide a striped sheet having at least two adjacent stripes by applying at least two contrasting liquid materials, from liquid sources, to the carrier sheet, having relative movement in a predetermined direction with respect to the carrier sheet. a surface of the apparatus in contact with the carrier sheet, using at least three separation slides terminating at right angles to a blade coater, the separation slides being adjusted to run over the surface of said carrier sheet so as to delimit areas of said surface, between the separation slides and the blade coater, in which the liquid material can be deposited to form the stripes, the liquid material passing under the blade coater as a result of the movement of the sheet carrier,
the outer partition slides preferably forming an outward angle at their downstream end with respect to the direction of movement of the carrier sheet to prevent or minimize leakage of liquid material transversely.
The thickness of the scratches applied in this way depends primarily on the setting of the blade coater relative to the surface of the carrier sheet, the viscosity of the liquid material forming the scratches and the speed of movement of the carrier sheet. A representative setting of the scraper blade is one which would give an interval between 0.025 and 2.5 mm, through which the liquid material forming the scratches flows.
The combination of separation slide and scraper blade is mounted in a suitable manner to vary the distance between adjacent separation slides, and any number of separation slides can be used.
The characteristics of the apparatus of the present invention will be better illustrated in the accompanying drawings showing an embodiment of the invention, in which:
fig. 1 is a partially sectioned side elevational view of the apparatus;
fig. 2 is a perspective view from above, partially in section, of the front part of the apparatus;
fig. 3 is a partial top plan view, partially in section, of the apparatus;
fig. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3;
fig. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 3;
fig. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 3;
fig. 7 is a sectional view taken along the line 7-7 of FIG. 3;
fig. 8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. 1;
;
fig. 9 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1;
fig. 10 is an end elevational view, partially in section, of the means for forming lines;
fig. 11 is a side elevational view, partially in section, of the means for forming lines of FIG. 10.
Fig. I is an overall sectional view of the apparatus for producing a striped sheet on a lower carrier sheet 1 which unwinds from the reel 2 and which moves in a plane on the table 3. The carrier sheet 1 may be in paper or plastic of a type which can be removed from the scratched sheet and, conveniently, it can be a cellulose film such as cellulose.
Cellophane. If the carrier sheet material is heat shrunk such as Cellophane, it can be passed through a heating zone prior to placing the material there. In this zone, the heat can be supplied by lamps 4 of the infrared type. On the lower carrier sheet 1 moving forward, adjacent streaks of colored liquid curable material are continuously formed from between at least three separator slides 5.
The colored liquid lines are preferably composed of thermosetting liquids or pastes containing contrasting dyes or pigments, of controlled viscosity, which are continuously supplied between the separating slides 5 from one or more reservoirs 6 by means of a pipe 7.
A typical liquid stripe material is made of 70 parts, by weight, of neopentyl glycol polyester, orthophthalic acid, maleic acid mixed with styrene, butyl methacrylate and UV absorber, 30 parts, by weight, a polyester propylene glycol, orthophthalic acid, maleic acid mixed with styrene and an UV absorber and modified to reduce the sensitivity to air inhibition during curing, 8 parts, in weight, of a plasticizer, 1 part of silica airgel, 1 part of silicone resin, 4-9 parts of pigment, 0.4 part of t-butyl perbenzoate and 0.3 part of methyl ethyl ketone peroxide.
The colored lines are at least partially hardened with the aid of a thermosetting means such as an infrared heater 8, so that they become insoluble and no longer flow. It is necessary, in this step, to freeze the material of the stripes sufficiently so that it does not mix and flow when it is in contact with the resin constituting the sheet or with the material forming the adjacent stripe, and Preferably, the scratch forming material is not fully cured until it is cured together with the sheet forming resin. Then, on the carrier sheet 1 moving forward, using a spreading means such as a trough 9, a measured amount of polymerizable resin such as a liquid composition based on unsaturated polyester is deposited.
A typical liquid polyester consists of 100 parts, by weight, of polyester propylem glycol - orthophthalic acid maleic acid, mixed with styrene and methyl methacrylate as monomers, and with an ultraviolet absorber, 10 parts of hydrated aluminum oxide, 0.75 part of titanium dioxide, 0.9 part of benzoyl peroxide and 0.3 part of cumene hydroperoxide. The fibrous reinforcing component of the plastic sheet can be a continuous sheet of fibers 10 like that prepared by continuously cutting glass fibers and depositing them randomly on an endless belt in a pressure chamber 11, as is known. in the art.
The web of fibers 10 transported by the belt 12 is generally in the form of a loosely packed stack which is distributed uniformly over the width of the belt and which is distributed over the resin layer and the adjacent stripes which are carried by the lower sheet 1. If desired, the tension wires 13, more fully described in US Pat. No. 2927623, can be used, and they are stretched by roll 14 on the upper side of the stack of fibers carried by sheet I so as to press the fibers into the liquid polyester to a uniform thickness.
A cover sheet 15, which is preferably made of the same material as the carrier sheet 1, is provided by a spool 16 between take-up rolls 17 and 17 'and can be preheated by heating means such as an infrared lamp 18. Stripes can also be deposited on the cover sheet 15 by using means similar to those described above to perform this operation on the carrier sheet 1. Thus, in one embodiment, stripes can be deposited on the two flexible sheets. ; in this case, these stripes may or may not be placed in concordance in the striped sheet. The upper surface of the sheet 15 becomes the lower surface of the cover sheet as it passes between the take-up rolls 17 and 17 '.
Appropriate means are used to expel the air from the composite sheet thus formed, as is more fully described in the E.U.A. No. 2927623. The composite sheet, composed of a flattened tube of two surface sheets with sealed edges containing the striped sheet, passes through a forming oven 19 where it is formed and cured. During its passage through the oven, the sheet can This can be done by passing the sheet between forming elements or dies as more fully described in US Pat. No. 2,927,623.
When the finished composite sheet comes out of the oven, it can be cut to the desired width using edge trimming saws 20 and to the desired length using a movable saw 21, after which the sections 22 of the sheet are transported to a stacking area. If desired, one can also provide, after the oven 19, means for removing the carrier sheet and the cover sheet from the striped sheet, the glass fibers being placed below the surface of the synthetic resinous matrix. hardened in said sheet.
The forward movement of the sheet material in the apparatus of FIG. 1 is carried out slowly and uniformly by means of endless rails, endless carrier belts, traction rollers or other cooperative traction means, well known to those skilled in the art and more fully described. in the EUA patent No. 2784763. The traction means is preferably placed between saws 20 and 21.
Fig. 2 is a perspective view from above schematically showing the means making it possible to initially form the stripes and making it possible to form the composite sheet, certain parts being exploded. The separation slides 5 slide on the lower carrier sheet I as the carrier sheet passes over the flat, smooth table surface 3. It is possible to determine, by means of a metering valve, the flow of the liquid material forming the stripes from the reservoir 6 towards the surface of the continuous carrier sheet 1 between the separation slides 5. The wide strip 23 and the stripe narrower 23 'are deposited on the lower carrier sheet 1 and are not yet heat hardened, but are viscous enough to retain their shape.
The longitudinal forward movement of the separation slides 5 is prevented by a suitable scraper blade 25 which is fixed, at each of its ends, to the sides of the table 3 by means of a cleat 26.
In fig. 3, which is a top sectional view taken above three separation slides, the stripes 23 and 23 'are seen, and the separation slide 5' is preferably held against the scraper blade 25 forming a slight angle with the perpendicular.
The stripes are formed by depositing a coating of a defined determined thickness and a particular determined width on the lower carrier sheet, so that at least two adjacent longitudinal stripes are formed continuously on the carrier sheet. The series of stripes can be used to form any variety of parallel geometric designs in the striped sheet.
Fig. 6 shows the scratches 23 and 23 'as produced just downstream of the scraper blade.
Fig. 7 shows stripes 23 and 23 'which flowed together just before being partially cured.
Fig. 8 shows stripes 23 and 23 'which have been partially hardened and caught between carrier sheet 1 and continuous fiber sheet 10.
Fig. 9 shows the finished composite sheet just before final curing. The composite sheet comprises the lower carrier sheet 1, the stripes 23 and 23 ', the fiber sheet 10 impregnated with resin and the upper carrier sheet 15.
Fig. 10 shows a bar 27 comprising sliding fixing devices on which the separation slides 5 are fixed.
Fig. January 1 shows a side view of the same part of the device as that shown in FIG. 10.
To produce fiber-reinforced and striped polyester structures, a mixture is subjected essentially comprising: 1) at least one organic linear polymeric ester containing recurrent ethylenic unsaturation, 2) at least one addition polymerizable ethylenically unsaturated organic monomer, and 3) reinforcing fibers, under additional curing conditions to provide a fiber reinforced, cured and striped polyester base structure.
Unsaturated polymeric esters which can be used for
sheet-forming resin and scratch-forming material include those prepared by condensing, under conditions of
polymerization: 1) an ethyl unsaturated dicarboxylic acid
nic with a diol containing no ethylenic unsaturation, 2) a dicarboxylic acid containing no ethyl unsaturation
nique with an ethylenically unsaturated diol or, more commonly,
ment, 3) a mixture of unsaturated dicarboxylic acids
ethylenic and dicarboxylic acids without ethylenic unsaturation with a diol containing no ethylenic unsaturation.
All or part of the acid can be replaced, and often is done, by diacyl chlorides, diesters or stable anhydrides of said carboxylic acids which are available.
Among the ethylenically unsaturated dicarboxylic acids and their derivatives which are commonly used, there may be mentioned fumaric acid, maleic acid and its anhydride, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid and endomethylenetetrahydrophthalic acid. Among the dicarboxylic acids and their derivatives without ethylenic unsaturation which are commonly used, there may be mentioned phthalic acid and its anhydride, adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, malonic acid and glutaric acid.
A commonly used ethylenically unsaturated diol is 2butene-1,4-diol, although among commonly used diols without ethylenic unsaturation include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and dipropylene glycol. As those skilled in the art will see, by varying the proportions and the nature of the saturated and ethylenically unsaturated reactants in these condensations, the number of carbon-carbon double bonds is modified for a given length of polymer chain which are available for crosslinking by addition polymerization.
Among the addition-polymerizable compounds most commonly used as crosslinking agents in combination with the polyesters described above, there may be mentioned styrene, diallyl phthalate, methyl methacrylate and triallyl cyanurate. Other ethylenically unsaturated crosslinking agents more or less frequently used in these operations include α-methylstyrene, divinylbenzene, vinyltoluene, allyl diglycolate, methyl acrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, vinyl acetate, acrylonitrile, diallyl maleate, vinylphenol and allyl carbamate. Often more than one of the foregoing crosslinking agents is used in the same mixture, depending on the properties desired for the striped sheet and its intended use.
In general, their physical characteristics are such that these resins give a clear, transparent or translucent product upon polymerization, but, to provide toughness and strength, a fibrous reinforcing material is preferably embedded in these resins. For a sheet of 1.20m wide, 2.40m long and 1.6mm thick, for example, 30%, by weight, of the sheet can be reinforcing material and 70% resin , although the proportions of resin and fibers can be varied considerably.
A polymerization catalyst can be incorporated into the unsaturated polymeric ester. Suitable polymerization catalysts are peroxides such as benzoyl peroxide, acetyl peroxide, t-butyl peroxide, di-tbutyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, lauryl peroxide, cumene peroxide, cyclohexane peroxide, etc .; azo compounds such as azobisisobutyronitrile, etc. Accelerators or initiating agents such as cobalt naphthenate, phenylphosphinic acid, ptoluenesulfonic acid and certain tertiary amines such as dimethylaniline are also often used.
The polymerization or curing reaction of the monomeric compound can also be initiated by radiant energy such as light, X-rays or nuclear radiation which may or may not be used in conjunction with initiating agents and agents. chemical activations which are all well known to those skilled in the art.
The preferred resin for use in the manufacture of the striped sheet produced using the present apparatus is a low viscosity resin which will readily permeate the reinforcing material and which upon exposure to heat will harden into a state. infusible, dense and hard. For transparency reasons, a light stable and clear resin is indicated. For decorative purposes, a weakly colored resin which can be tinted by the addition of pigments or dyes is desirable. For the sake of clarity, a resin which has a refractive index very close to that of the reinforcing material is desirable. All these characteristics can be found in a family of resins called polyesters which are curable, as is known, by the polymerization process.
The reinforcing fibers are preferably additionally incorporated into the blend of unsaturated polyesters. Any suitable reinforcing fiber can be used, such as, for example, asbestos, nylon, cellulosic fibers and other inorganic and organic fibers. Glass reinforcing fibers are preferred, especially from a strength / cost ratio. Glass fibers are available for reinforcing structures, in the form of webs, yarns, webs, staple fibers, parallel fibers, glass webs and bulk fibers.
The choice of the particular form according to which the glass fibers will be used and of their quantity relative to the other ingredients in the mixture is particularly wide and constitutes an additional means making it possible to vary the properties of the striped sheet, in addition to the possibility to vary the proportions and the specific nature of the polyester and of the crosslinking agents respectively.
A sheet of glass is made up of a number of layers of bundles of glass fibers, randomly crossing each other and loosely bonded with resin. Glass cloth or other woven fibers can also be used in the apparatus for making a striped sheet.
Fillers such as pigments, clays, mica, silica, talc can be incorporated into the mixture of unsaturated polyester and fibers before curing.
The material used for the upper and lower flexible sheets should be thin, non-porous, inexpensive, and strong enough to carry the resin and fibrous reinforcing material throughout the sheet forming apparatus without breaking.
It has been found that a cellulose film, i.e. cellophane, meets these requirements, although it is completely feasible to use other materials such as acetate and cellulose film, cellulose film. polyvinyl chloride, a film of the vinyl chloride - vinyl acetate copolymer, and a film of polyethylene for example, which, like Cellophane, separates
These will be cured resin sheet, or polyester film and polyvinyl fluoride film, more fully disclosed in U.S. Patents. N0 3284277 and NO 3257266, which
will adhere to the resin, giving good stability to the conditions
atmospheric and other properties desirable to the resin.
Peeling or removing agents can be applied,
for example surfactants, to flexible sheets or to incorporate them into the monomeric compounds to facilitate the separation of the cured finished striped sheet from these loose sheets.
It will be seen that the movement of the moving surfaces, although they remain substantially parallel, can advantageously be adjusted so that the surfaces are brought slightly closer as they pass through the region where the polymerization takes place. In this way, it is possible to follow the shrinkage of the polymerizing mass, that is to say of the sheet.
The complementary profile forming elements or dies can be placed a few tens of centimeters from each other and the width of the elements in the direction of movement of the sheet can be of the order of 2.5 cm. The lower element is fixedly mounted and the upper element can be raised or lowered by a suitable mechanism.
The striped sheet made here is useful in various ways, especially as a material in the construction of walls, partitions, doors, dormers, fences, roofs of courtyards, windows, etc.