FR2466483A1

FR2466483A1 - Perfectionnements a la preparation de complexes de matiere plastique et de fibres ne renfermant pas de gaz

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Publication number: FR2466483A1
Application number: FR7925022A
Authority: FR
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Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-02
Filing date: 1979-10-02
Publication date: 1981-04-10
Also published as: US4348248A; DE3037167A1; CA1143613A; GB2062714B; FR2466483B1; GB2062714A

Abstract

Préparation d'un complexe dégazé de matière plastique liquide et de fibres. Les fibres provenant de la découpeuse 5 alimentée en fils par la cantre 1 sont déposées suivant une couche 12 sur la bande 10 portée par le tapis transporteur. Des rampes 21 à 25 déverse sur 12 de la matière plastique provenant d'un appareil de dégazage 13 alimenté en 16. La matière lessive la couche en entraînant les gaz, elle est recueillie par la cuvette 31 et recyclée dans 13. Puis une autre bande 37 est déposée sur la couche dégazée imbibée de matière plastique. Pour ajouter une poudre on dégaze séparément celle-ci et on la mélange à la matière destinée à alimenter la dernière rampe 25. Application à la fabrication de pièces en matière plastique armée de fibres de verre ou autres. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

On sait que les matières plastiques, qu'il s'agisse de ther-

moplastes ou de thermodurcissables, absorbent des quantités de gaz

non négligeables lors de leur fabrication et de leur moulage subsé-

quent. La présence du gaz dans les pièces établies à partir de telles matières constitue un inconvénient majeur, car celui-ci tend à se dégager en créant ainsi au sein de la pièce considérée des bulles microscopiques qui constituent autant de points faibles susceptibles d'amorcer des ruptures ou des fissurations sous des

charges relativement faibles.

Diverses solutions ont été proposées pour assurer le dégazage

des matières plastiques avant leur moulage ainsi que pour les main-

tenir à l'abri de l'air pendant cette opération. Certaines de ces solutions donnent des résultats parfaitement satisfaisants dans

le cas d'une matière homogène. Toutefois des problèmes sérieux se po-

sent encore lorsque la matière considérée renferme des substances fibreuses. Ces substances, qui comportent un rapport surface-volume

très élevé, retiennent par adsorption des quantités de gaz importan-

tes sous la forme d'une couche que la matière plastique à l'état en-

core liquide vient entourer d'une pellicule l'isolant de l'espace à pression réduite destiné à assurer le dégazage. L'expérience montre que cette pellicule est tenace et gêne beaucoup l'opération qu'on doit donc prolonger pendant un temps considérable si l'on veut parvenir à l'élimination complète du gaz et à la réalisation du contact intime entre les fibres et la matière. Il convient encore de noter que la plupart des procédés de dégazage mettent en oeuvre des actions de brassage ou analogues qui, si elles se prolongent

de façon excessive, risquent de briser de telles substances, et no-

tamment la fibre de verre qu'on utilise couramment pour armer la-

matière plastique.

En outre comme il est difficilement concevable d'introduire en continu la matière fibreuse dans une enceinte à vide sans provoquer une entrée d'air inadmissible, on doit opérer par charges successives,

ce qui est long et coûteux.

L'invention vise à éviter les inconvénients qui précèdent et

à permettre d'établir en continu un complexe constitué par une ma-

tière plastique armée par des fibres et qui ne renferme substantiel-

lement pas de gaz occlus, absorbés ou adsorbés.

Conformément à l'invention l'on déverse sur la masse de fibres

de la matière plastique préalablement dégazée par tout procédé ap-

proprié, de manière qu'elle s'écoule au contact des fibres indivi-

duelles en absorbant les gaz qu'elles peuvent retenir, la matière

plastique ainsi chargée de gaz étant à nouveau dégazée pour être dé-

versée une nouvelle fois sur celles-ci, et cela jusqu'à réaliser le degré de dégazage désiré, après quoi l'on retient dans cette masse la quantité de matière plastique prévue et l'on fait passer aux opé-

rations subséquentes de conformation, moulage, durcissement ou au-

tres le complexe ainsi obtenu.

On peut notamment réaliser une nappe de fibres sur une bande de très faible épaisseur, par exemple en polyéthylène, déposée sur un transporteur, puis faire circuler celui-ci sous des postes de déversement de matière plastique à l'état liquide provenant d'un appareil de dégazage approprié en prévoyant des moyens propres à recueillir la matière qui s'écoule latéralement sur les côtés de la

bande pour la recycler à l'entrée de l'appareil de dégazage. Immé-

diatement après le dernier poste de déversement l'on applique une seconde bande mince de polyéthylène ou autre sur la nappe recouverte de matière plastique liquide en resserrant au besoin les deux bandes

l'une contre l'autre le long de leurs bords pour arrêter tout écou-

lement latéral. On obtient ainsi une sorte de pochette plate sans

fin renfermant le complexe désiré à l'état parfaitement dégazé.

Bien entendu ce processus opératoire suppose que la matière plastique se présente à l'état liquide ou puisse y être amené. Mais on sait qu'il en est ainsi de la majorité des thermodurcissables et que par ailleurs la plupart des thermoplastes se liquéfient à

chaud au-dessous de la limite de température qu'ils peuvent suppor-

ter. L'invention est donc applicable à la plupart des fabrications

de pièces en plastique armé de fibres.

Par ailleurs il arrive fréquemment qu'on doive ajouter à une matière plastique des solides pulvérulents destinés à jouer des rôles divers et notamment celui de charges. Ces poudres retiennent

elles aussi une quantité très importante de gaz. On pourrait envi-

sager de les ajouter à la matière plastique pénétrant dans l'appa-

reil de dégazage, mais alors ils gêneraient le fonctionnement de

celui-ci et risqueraient en outre de former dans la nappe de fi-

bres des amas créant un défaut d'homogénéité et susceptibles de

délimiter des zones mal dégazées.

Suivant une autre caractéristique de l'invention l'on évite cet inconvénient en dégazant séparément ces solides pulvérulents et

en ne les ajoutant à la matière plastique dégazée que là o celle-

ci doit demeurer avec la nappe, par exemple à la matière envoyée au dernier poste de déversement quand on procède en faisant passer la

nappe sous une succession de tels postes.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 représente schématiquement une première forme d'exé

cution d'une machine suivant l'invention.

Fig. 2 et 3 sont des coupes de détail respectivement sui-

vant II-Il et III-III (fig. 1).

Fig. 4 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais cor-

respondant à une seconde forme d'exécution prévue pour le cas o

l'on désire mélanger des poudres à la matière plastique.

Fig. 5 indique une variante de détail des formes d'exécu-

tion ci-dessus.

Fig. 6 représente une forme d'exécution utilisant une ma-

tière de lessivage séparée.

Dans la forme d'exécution de fig. 1 l'on a représenté en 1 les bobines d'une cantre de laquelle se déroulent ou se défilent des fils de verre 2. Ces fils traversent un peigne 3 qui les amène

à des rouleaux 4 lesquels les entraînent vers une découpeuse 5.

Celle-ci les met sous la forme de fibres de longueur moyenne déter-

minée et ces fibres tombent à travers un couloir 6. Au-dessous de

ce couloir est disposé un tapis transporteur 7 que des moyens ap-

propriés, non figurés, déplacent en direction de la gauche (flèche 8). Il est d'autre part prévu une bobine 9 de laquelle se déroule une bande mince 10, par exemple de polyéthylène, qu'un rouleau il vient appliquer sur le tapis 7 en amont du couloir 6. On comprend que les fibres retombant de ce dernier viennent ainsi constituer

une couche ou nappe 12 sur la bande 10 ainsi déposée sur le tapis 7.

La machine comprend par ailleurs un appareil de dégazage 13, de tout type approprié, par exemple de celui connu comprenant des

vis mélangeuses disposées à l'intérieur d'une enceinte à vide et en-

traînées par un moteur extérieur 14, lequel commande en même temps

un dispositif d'entrée 15 formant écluse ou sas (ce dispositif pou-

vant être constitué par une simple vis dans le cas d'un matière

quelque peu visqueuse). Le dispositif 15 comporte une trémie d'en-

trée 16 dans laquelle on déverse la matière plastique qu'on désire utiliser. Pour simplifier les explications on supposera qu'il

s'agit d'un thermodurcissable se présentant sous la forme d'un li-

quide plus ou moins visqueux. On a figuré en 17 la pompe à vide as-

sociée à l'appareil 13.

La sortie 18 de l'appareil dégazeur 13 est reliée à travers une

pompe 19 et par une canalisation 20 à branches multiples à cinq ram-

pes de déversement 21, 22, 23, 24 et 25 disposées transversalement à la suite les unes des autres au-dessus du tapis 7 en aval du cou- loir 6. On comprend que lorsque la machine fonctionne, la matière plastique dégazée provenant de l'appareil 13 est ainsi régulièrement déversée sur la nappe ou couche 12, le débit des diverses rampes pouvant être réglé par le moyen de robinets respectifs 26, 27, 28

29 et 30.

Au-dessous du tapis 7 et dans la zone de celui-ci qui corres-

pond aux rampes 21-25, est disposée une cuvette collectrice 31 de

largeur supérieure à celle du tapis (voir fig. 2). On conçoit aisé-

ment que la matière plastique liquide déversée sur la nappe 12 s'é-

coule latéralement par dessus les bords de la bande 10 et du tapis

7, comme indiqué par les flèches 32 et retombe ainsi dans la cuvet-

te 31.

Le fond de cette cuvette 31 comporte une sortie 33 reliée à une

pompe 34 dont la canalisation de refoulement 35 revient à l'appa-

reil dégazeur 13 pour assurer le recyclage de la matière qui s'est

écoulée sur la couche 12.

En aval des rampes 21-25 il est encore prévu une autre bobine 36 de laquelle se déroule une seconde bande mince 37 qu'un rouleau 38 vient appliquer sur la couche de fibres 12 imprégnée de matière plastique, de sorte que finalement le complexe plat que constituent

les fibres et la matière plastique se trouve en quelque sorte enfer-

mé dans une pochette plate sans fin à l'intérieur de laquelle il

peut être dirigé vers les machines de conformation et de traitement.

Pour éviter qu'en aval du rouleau 38 de la matière plastique ne puisse encore s'écouler latéralement par dessus les bords du tapis 7 et de la bande 10, on peut prévoir de serrer l'un contre l'autre les bords des deux bandes 10 et 37, par exemple par le moyen de galets 39, comme indiqué en fig. 3, ou de toute autre manière

appropriée. Il est également possible de relever les bords des ban-

des à l'aide de guides appropriés.

On comprend que la matière plastique dégazée qui s'écoule

transversalement au contact des fibres de la nappe ou couche 12 ab-

sorbe à chaque fois une fraction des gaz retenus par celles-ci. Com-

me cette matière est ensuite recyclée après dégazage, on assiste à un véritable lessivage de la nappe qui, lorsqu'elle arrive au droit

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du rouleau 38, se trouve pratiquement dégazée et imprégnée d'une ma-

tière plastique également dégazée.

Certes, comme l'opération s'effectue à découvert, il se pro-

duit fatalement une certaine absorption d'air par la matière sortant des rampes et par la surface de la couche ou nappe, mais l'expérien- ce montre qu'en pratique ce phénomène est d'importance négligeable

pour la plupart des applications.

Dans la forme d'exécution de fig. 4 l'on doit mélanger à la

matière plastique une poudre propre à former charge, pigment colo-

rant ou autre. On y retrouve les éléments de la forme d'exécution précédentes avec les mêmes références. Il y est en outre prévu un appareil de dégazage auxiliaire 40 propre à traiter sous vide et à chaud la poudre introduite dans sa trémie d'entrée 41 (équipée

à cet effet de dispositifs appropriés de sas ou d'écluse). On a in-

diqué en 42 la pompe à vide associée à cet appareil. La poudre dé-

gazée sort en continu de l'appareil 40 à travers un autre dispositif d'écluse ou de sas et elle arrive à un refroidisseur 43. De là elle

parvient à un mélangeur 44, par exemple à vis, entraîné par un mo-

teur 45, ce mélangeur recevant par une canalisation 46 et une vanne

de dérivation 47 une fraction réglable de la matière dégazée refou-

lée par la pompe 19. La sortie du mélangeur 44 est reliée à la der-

nière rampe de déversement 25 par une canalisation séparée 48.

On comprend qu'ainsi la nappe 12 est finalement imprégnée d'un mélange parfaitement dégazé de matière plastique et de poudre, les effets d'abrasion que la présence de cette poudre peut provoquer étant limités au mélangeur 43 et à la rampe 25, lesquels peuvent

d'ailleurs être établis pour y résister sans que cela grève indue-

ment le coût total de la machine. En outre le dégazage de la poudre

à l'état isolé est beaucoup plus facile que lorsqu'ellle est par-

faitement mélangée à la matière plastique.

On notera que pour éviter de recycler à l'appareil dégazeur

principal de la matière renfermant de la poudre, on a prévu d'arrê-

ter la cuvette collectrice 31 en amont de la rampe 25. Toutefois cela n'est pas essentiel car même si cette cuvette recevait un peu de matière chargée de poudre, la proportion de cette poudre dans la masse de matière traitée serait extrêmement faible de sorte que les

inconvénients en résultant resteraient négligeables.

On conçoit par ailleurs que le mélangeur 43 pourrait alimenter non seulement une rampe terminale unique 25, mais bien plusieurs

disposées c8te-à-côte.

Dans ce qui précède on a supposé que la matière à traiter était un thermodurcissable. Mais la machine décrite est également applicable au cas des thermoplastes. Il suffit de prévoir des moyens

pour la maintenir à une température à laquelle la matière thermo-

plastique mise en oeuvre présente une fluidité suffisante, le refroidisseur 42 devenant alors inutile dans la forme d'exécution de

fig. 4.

Bien entendu l'on doit avoir soin que des bulles d'air ne se trouvent emprisonnées entre la bande 37 et la couche 12 imprégnée de matière plastique. Fig. 5 indique en variante une disposition qui

permet d'éliminer les bulles résiduelles. Conformément à cette va-

riante, au voisinage du rouleau 38 le tapis 12 passe sur un rou-

leau de renvoi 49 qui le dévie suivant un parcours descendant. Des vibreurs 50 sont disposés au-dessus de ce parcours immédiatement en aval du rouleau 38 pour impatir à la bande 37 des vibrations grâce auxquelles les bulles d'air éventuelles s'élèvent contre elle en

cheminant en sens inverse du tapis 12 et s'évacuent ainsi comme indi-

qué par la flèche 51.

Dans la forme d'exécution de fig. 6 la pompe 19 et la canalisa-

tion 20 n'alimentent plus que la dernière rampe 25, la longueur de la cuvette 31 étant réduite en conséquence. Quant aux rampes amont 24, 23, 22 et 21, elles sont alimentées par une canalisation 52, une pompe 53 et une canalisation 54 à partir d'un appareil dégazeur 55 renfermant un liquide de dégazage approprié. Le liquide qui déborde

latéralement de la couche 12 est recueilli par une cuvette corres-

pondante 56 dont la canalisation de vidange 57 aboutit à une pompe

58, laquelle renvoie ce liquide au dégazeur 55 à travers une canali-

sation 59. On a figuré en 60 la pompe à vide associée au dégazeur 55. On comprend que le liquide de dégazage puisse être choisi assez fluide pour bien pénétrer la masse fibreuse. Certes une petite fraction de ce liquide demeure adhérente aux fibres et se mélange donc à la matière plastique sortant de la rampe 25, mais on peut choisir la nature du liquide précité de façon qu'il s'incorpore à

cette matière par dissolution ou autrement pour constituer en quel-

que sorte une légère charge ne comportant aucune influence défavora-

ble.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède

n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant

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les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On notE ra plus particulièrement que les rampes 21 à 25 qu'on a figurées

comme comportant des buses, pourraient être établies sous la for-

me de tubes à fente longitudinale, renfermant chacun une vis d'ali-

mentation à noyau conique convenablement entraînée en rotation. On sait qu'une telle disposition assure une répartition parfaitement régulière d'une matière quelque peu visqueuse, ce qui constitue un

avantage important dans le présent cas.

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Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1. Procédé pour la préparation d'un complexe de matière plasti-

que et de fibres propre aux opérations de conformation, de moulage

et analogues et ne renfermant substantiellement pas de gaz, caracté-

risé en ce qu'on déverse sur une masse de fibres de la matière plas-

tique liquide préalablement dégazée de manière qu'elle coule au con-

tact des fibres individuelles en absorbant les gaz qu'elles renfer-

ment, en ce qu'on recueille la matière plastique chargée de gaz qui

s'écoule de la masse en ce qu'on la dégaze à nouveau pour la déver-

ser une nouvelle fois sur celle-ci, et cela jusqu'à ce que le mé-

lange de fibres et de matière plastique présente le degré de dégaza-

ge désiré.

2. Procédé suivant la revenddication 1, caractérisé en ce qu'on opère à l'air libre le déversement de la matière plastique

dégazée sur la masse de fibres.

3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et

2, applicable au cas ou la matière plastique doit en outre renfer-

mer une substance pulvérulente à titre de charge ou autre, caracté-

risé en ce qu'on dégaze cette substance séparément de la matière plastique et en ce qu'on l'ajoute à la matière plastique dégazée qu'on déverse sur la masse à la fin de l'opération de dégazage de celle-ci.

4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications qui

précèdent, caractérisé en ce qu'on opère en continu sur une masse de fibres réalisée sous la forme d'une nappe en déplacement sur

un moyen transporteur approprié.

5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on déverse successivement sur la masse de fibres deux matières

distinctes, savoir d'abord un liquide de dégazage préalablement dé-

gazé, puis la matière plastique dont on désire que la masse soit

finalement imprégnée, le liquide de dégazage étant choisi de maniè-

re telle que sa fractionqui demeure au contact des fibres quand on passe dudit liquide à la matière plastique soit compatible avec celle-ci.

6. Machine pour la mise en oeuvre du procédé suivant la reven-

dication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison-les dispositions suivantes dont certaines au moins sont connues soit à l'état isolé, soit dans des combinaisons différentes de celle ci-après

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- un tapis transporteur;

- des moyens pour déposer en continu sur ce tapis une pre-

mière bande de faible épaisseur; - des moyens pour déverser des fibres sur cette bande en vue de réaliser sur elle une couche ou nappe continue; - un appareil de dégazage de matière plastique

- des moyens pour alimenter cet appareil en matière plasti-

que à dégazer;

- des rampes successives de déversement disposées trans-

versalement à la suite les unes des autres au-dessus du transpor-

teur, de la première bande et de la couche de fibres qu'elle suppor-

te; -des moyens pour alimenter ces rampes en matière plastique dégazée à partir de l'appareil de dégazage afin qu'elles déversent cette matière sur ladite couche; - des moyens pour recueillir la matière plastique qui s'écoule latéralement de la couche de fibres et pour la recycler dans l'appareil de dégazage; - et des moyens pour appliquer une seconde bande de faible épaisseur sur la couche imprégnée de matière plastique en aval de

la dernière des rampes de déversement.

7. Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: - des moyens pour dégazer une substance pulvérulente indépendamment de la matière plastique à laquelle elle doit être associée; - et des moyens pour mélanger la substance pulvérulente ainsi dégazée à la matière plastique destinée à au moins la plus en

aval des rampes de déversement.

8. Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les premières rampes de déversement sont alimentées en un liquide de

dégazage préalablement dégazé et compatible avec la matière plasti-

que, des moyens étant prévus pour recueillir séparément le liquide de dégazage qui s'écoule latéralement de la couche de fibres et pour le recycler dans l'appareil dégazeur à partir duquel il est envoyé

aux rampes de déversement correspondantes.