FR2511398A1 - Procede et dispositif pour fabriquer des rubans plats de fibres, constitues par des fibres de renfort ou des melanges de fibres de renfort courtes et alignees - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR FABRIQUER DES RUBANS PLATS DE FIBRES CONSTITUES PAR DES FIBRES DE RENFORT OU DES MELANGES DE FIBRES DE RENFORT COURTES ET ALIGNEES. LE PROBLEME TECHNIQUE POSE CONSISTE A FOURNIR UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF PERMETTANT UNE ACCELERATION DU DEPOT DES FIBRES DE RENFORT, MOYENNANT UNE AMELIORATION DU RENDEMENT. SUIVANT L'INVENTION, SELON CE PROCEDE, LES FIBRES DE RENFORT 10 MISES EN SUSPENSION SONT ENVOYEES EN UNE POSITION CENTREE 3B A L'ENTREE D'UNE SECTION HYDRODYNAMIQUE D'ALIGNEMENT 11 TOURNANT AUTOUR D'UN AXE VERTICAL AVEC ETABLISSEMENT D'UN ECOULEMENT ESSENTIELLEMENT LAMINAIRE, ET SONT DEPOSEES SUR UNE SURFACE FILTRANTE 7 SERVANT A ELIMINER LE LIQUIDE DE SUSPENSION DES FIBRES, A AMELIORER LE DEGRE D'ALIGNEMENT DES FIBRES ET A FIXER LE GATEAU DE FILTRE ALIGNE SUR LA SURFACE FILTRANTE. L'INVENTION EST PRINCIPALEMENT UTILISEE POUR FABRIQUER DES FEUILLES DE VERRE, DES FEUILLES CERAMIQUE OU DES FEUILLES METALLIQUES RENFORCEES PAR DES FIBRES DE RENFORT COURTES.

Description

"Procédé et dispositif pour fabriquer des rubans plats de fibres,

constitués par des -fibres de renfort ou des mélanges

de fibres de renfort courtes et alignées".

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour fabriquer des rubans plats de fibres à partir de fibres

de renfort ou de mélange de fibres de renfort courtes et ali-

gnées, selon lequel les fibres de renfort ou des mélanges de fibres sont mises en suspension dans un liquide de suspension et, après avoir traversé une section hydrodynamique d'alignement, sont déposées en étant alignées moyennant une élimination par

filtrage du liquide de suspension, sur une surface filtrante.

On connaît des procédés visant à fabriquer des pré-

formes ou des produits demi-finis plats, à savoir ce qu'on appel-

le des voiles ou mattes de fibres à partir de fibres de renfort discontinues ("courtes") non alignées Outre leur caractère bon marché et leur aptitude à être aisément traités, leur avantage réside dans leur résistance identique sous tous les angles de

coupe Cependant, ceci est au total très réduit.

Pour fabriquer des composants très solides, il est nécessaire d'aligner les fibres de renfort sous la forme de faisceaux individuels continus et sans fin de fibres (mèches de préparation) ou des couches continues sans fin (tissu, bandes de mèches de préparation, feuilles préimprégnées unidirectionnelles

de mèches, feuilles préimprégnées de tissu) ou bien sous la for-

me de fibres courtes orientés de façon unidirectionnelle (fibres courtes UD) sous la forme de nappes ou de feuilles préimprégnées

en forme de nappes Une feuille préimprégnée est un produit demi-

fini préimprégné avec un mélange de résine entrant aisément en

réaction, et préséché.

L'utilisation de telles mattes de fibres courtes UD représente un compromis entre une haute résistance et une bonne aptitude au traitement (souplesse dans des formes superficielles complexes, etc), entre une utilisation maximale du matériau et le caractère bon marché, et permet le mélange homogène recherché de différents types de fibres (ce qu'on

appelle des matériaux à fibres hybrides).

Jusqu'à présent on connaissait en principe deux procédés pour fabriquer des nattes de fibres courtes unidirectionnelles,

à savoir ce qu'on appelle le processus ERDE (Institut de recher-

che et de développement sur les explosifs, Waltham Abbey, Royau- me Uni; littérature: Dingle, L E, conférence sur les fibres de carbone, Londres, février 1974, The Plastics Institute ISBN 090310704 X, article N 011) et ce qu'on appelle le procédé MBB à filtre à tambour à vide (brevet allemand N O 2 163 799, Richter, H Kunststoffe 67 ( 1977) 12, page 739) Les deux procédés ont en commun le fait que les fibres courtes de renfort ou les mélanges de fibres courtes de renfort sont mises en suspension dans un liquide approprié, de préférence de la glycérine, et se déposent en étant alignées, après passage dans une section d'alignement travaillantde façon hydrodynamique Dans le cas du procédé ERDE, ceci est réalisé par alignement dans une buse individuelle en déplacement et dépôt sur des plaques de filtre planes, tandis que dans le cas du procédé MBB à filtre à tambour à vide, ceci est réalisé au moyen d'une large trémie de réception réalisée sous la forme d'un composant séparé et comportant des canaux directifs parallèles à la pente, et au moyen d'un dépôt sur la face extérieure d'un tambour de filtre tournant horizontalement, à l'intérieur duquel le liquide en suspension est aspiré par dépression.

Dans les deux procédés, à la suite du dépôt du ga-

teau de filtre, il faut éliminer ce dernier soigneusement par un lavage effectué plusieurs fois afin d'éliminer la glycérine

incompatible avec l'imprégnation ultérieure de résine L'ali-

gnement des fibres peut alors déjà être à nouveau perturbé Les deux procédés ont en outre en commun le fait que leur durée de mise en oeuvre est longue étant donné qu'en premier lieu, le

liquide de suspension doit circuler suivant un écoulement lami-

naire dans les buses ou dans les canaux, afin de réaliser l'ali-

gnement des fibres, et que, en seconrlieu,les deux procédés fonc-

tionnent avec seulement une buse ou un conduit d'application En

outreles deux procédés fonctionnent en principe de façon discon-

tinue.

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Le but de l'invention est de fournir un procédé et

un dispositif pour fabriquer des rubans plats de fibres consti-

tués par des fibres de renfort ou des mélanges de fibres de ren-

fort courtes et alignées du type indiqué plus haut, et selon les-

quels l'opération de dépôt est accélérée, pour un degré d'aligne- ment restant constant, et également aucune élimination ultérieure par lavage ne doit être effectuée de sorte que le rendement s'en

trouve globalement amélioré.

Le problème à la base de l'invention est résolu grâce au fait que les fibres de renfort ou les mélanges de fibres de

renfort mises en suspension sont envoyées, en une position cen-

trale, à l'entrée d'une section hydrodynamique d'alignement, tour-

nant essentiellement autour d'un axe vertical, avec un écoulement essentiellement laminaire En particulier on choisit la vitesse de rotation de la sortiede la section d'alignement, variable et de préférence légèrement supérieure à la vitesse de rotation de la surface filtrante entourant au moins partiellement la surface

d'alignement et tournant concentriquement par rapport à cette sec-

tion L'invention permet d'utiliser en premier lieu la force cen-

trifuge agissant sur la section d'alignement, pour produire dans cette dernière un écoulement laminaire accéléré du liquide le suspension contenant les fibres mises en suspension, ce qui a pour effet que les fibres de renfort ou les mélanges de fibres de renfort, qui au départ sont uniformément réparties, s'alignent suivant la direction de l'écoulement En second lieu selon la vitesse de rotation les fibres alignées sortant de la section

d'alignement sont projetées avec une vitesse relativement impor-

tante sur la surface filtrante voisine en rotation, sans perturba-

tion du degré d'alignement Etant donné que la surface filtrante tourne avec une vitesse différentielle par rapport à la section

d'alignement, le degré d'alignement est au contraire amélioré.

La surface filtrante en rotation agit en outre en tant que cen-

trifugeuse de filtre intérieure, dans laquelle le liquide de sus-

pension est éliminé sous l'effet de la force centrifuge Par suit E

de l'action de la force centrifuge sur la surface filtrante pen-

dant l'ensemble de l'opération d'élimination du liquide de sus-

pension par filtrage, les fibres restent dans leur position ali-

gnées, c'est-à-dire restent fixes Par conséquent, grâce à la présente invention, non seulement le dépôt est accéléré alors que

le degré d'alignement reste conservé ou est amélioré, mais égale-

ment, notamment en raison de l'action de centrifugation de la surface filtrante, il est possible de supprimer une élimination

par lavage ou un lavage ultérieur utilisés danslesprocédés connus.

Le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre de fa-

çon continue et de façon discontinue Une variante avantageuse de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention prévoit que les fibres de renfort ou les mélanges de fibres-ide renfort mises

en suspension sont envoyésen position centrée*à plusieurs sec-

tions d'alignement disposées en étoile les unes par rapport aux autres. Dans le cas d'une forme-de mise en oeuvre appropriée du procédé conforme à l'invention, on choisit pour la viscosité du liquide de suspension une valeur faible, de sorte que la paroi intérieure de la section d'alignement peut être formée avec un

surface relativement rugueuse,sans que la distribution paraboli-

que laminaire, nécessaire pour l'alignement, de la vitesse

d'écoulement passe à un état d'écoulement turbulent Ceci per-

met l'utilisation de solvants comme liquide de suspension, qui peuvent être soit aisément éliminés par évaporation au moyen d'un séchage ultérieur, soit être réglésau moyen du processus ultérieur d'imprégnation de la résine d'imprégnation contenant également habituellement un solvant Par conséquent les lavages

ultérieurs multiples, qui prennent du temps, de la matte unidi-

rectionnelle UD connue sont supprimés Au lieu de cela, on peut ajouter un faible pourcentage du mélange de résine ou du mélange

de résine-durcisseur en tant que liant à deux composants, au sol-

vant de suspension.

La vitesse de dépÈt est fortement accrue par suite du grand nombre des sections d'alignement disposées en étoile et du débit relativement élevé dans chaque section d'alignement, en raison de la pression de pompage et de la faible viscosité du

liquide de suspension.

Une variante de mise en oeuvre du procédé selon

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l'invention prévoit que l'opération de filtrage est facilitée par ap-

plication d'un vide partiel à la partie extérieure radiale de la surface filtrante Selon une autre forme de mise en oeuvre conforme à l'invention, de façon appropriée après l'opération d'imprégna-

tion ou l'opération de séchage,une feuille de support et de sé-

paration est disposée sur les fibres déposées et alignéeset

la surface filtrante est retirée Le dépôt de la feuille de sup-

port s'effectue de façon appropriée par application, au cylindre.

Ce procédé convient notamment lorsqu'il est mise en oeuvre en con-

tinu, c'est-à-dire avec une surface filtrante essentiellement sans fin qui est alors guidée seulement partiellement autour de

la section d'alignement en rotation (figure 3).

Pour d'autres exigences, même dans le cas d'

un choix approprié du matériau de la surface filtrante, ce maté-

riau peut constituer lui-même de façon appropriée le support et faire partie intégrante de la natte de fibres courtes UD Le produit final est alors une structure hybride à couches, sur laquelle la feuille de séparation est appliquée au cylindre après

l'imprégnation et le séchage.

Le procédé conforme à l'invention peut être notamment utilisé également pour fabriquer des feuilles de verre, des feuilles de céramique ou des feuilles métalliques comportant

un renforcement obtenu par des fibres courtes, lorsque par exem-

ple la surface filtrante est remplacée par une bande d'acier-

refroidie extérieurement.

Un dispositif, qui fonctionne selon le procédé con-

forme à l'invention,est caractérisé par le fait qu'il est prévu un rotor de pompe centrifuge tournant essentiellement autour

d'un axe vertical et comportant des buses d'écoulement laminai-

re s'étendant essentiellement radialement et dont l'entrée, du côté pompage, pour les fibres de renfort mises en suspension est disposéesen un emplacement intérieur du point de vue radial

ou central.

En particulier le rotor de la pompe centrifuge com-

porte des canaux d'écoulement dont l'entrée située au niveau de

l'axe s'effectue essentiellement radialement et dont la buse si-

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tuée du côté de la sortie est orientée essentiellement tangen-

tiellement au pourtour extérieur du rotor de la pompe centrifu-

ge. Chacun descanaux des buses disposées en étoile est subdivisé verticalement par de minces parois de séparation, qui, dans le cas de buses voisines, sont disposées en étant décalées verticalement les unes par rapport aux autres (figure 4) de manière à se recouvrir réciproquement Elles ont pout but d'accroître le degré d'alignement des fibres courtes Si l'on

choisit un liquide à faible viscosité comme liquide de suspen-

sion, les parois des buses peuvent être relativement rugueuses sans que l'écoulement passe del 9 tat laminaire à -l'état turbulent,

ce qui altérerait le degré d'alignement.

On obtient une constitutianparticulièrement préfé-

rée du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention lorsque l'on dispose concentriquement dans un tambour tournant essentiellement autour d'un axe vertical, un rotor de pompe centrifuge tournant à une vitesse légèrement supérieure, et que sur la paroi inférieure perforée du tambour prend appui un filtre qui est situé au voisinage immédiat de l'extrémité

extérieuredu point de vue radial,du rotor de la pompe centri-

fuge La paroi intérieure perforée en rotation du tambour agit à ' a manière d'une centrifugeuse interne et ce en fournissant un rendement, élevé, dans le cadre d'un dispositif d'ensemble

compact.

Dans un autre dispositif, que l'on pourrait faire fonctionner avantageusement en continu, il est prévu notamment qu'en vis-à-vis du rotor tournant de la pompe centrifuge est disposée, sur une partie importante du pourtour extérieur de cette dernière, une partie d'une bande de support sans fin perforée et entraînée en étant guidée sur des rouleaux, tandis qu'entre cette partie de la bande de support et le pourtour

extérieur, situé en vis-à-vis, du rotor de la pompe centrifu-

ge se trouve disposée une partie d'une bande filtrante sans fin, qui est entraînée à la vitesse de la bande de support sans

fin, qui est inférieure à la vitesse du rotor de la pompe cen-

trifuge (figures 3 et 4).

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Les rouleaux de renvoi et les rouleaux tendeurs de la bande de support sans fin et/ou de la bande filtrante sont de façon appropriée disposés de manière à pouvoir être déplacés

dans l'espace.

Le départ de la bande filtrante du rotor de la pompe centrifuge est réalisé tangentiellement à cette dernière afin d'empocher un détachement prématuré de la matte de fibres àd

partir du filtre.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente

invention ressortiront de la description donnée ci-après prise

en référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure i est une vue en coupe schématique d'un

dispositif conforme à l'invention, qui est disposé essentielle-

ment verticalement et l'on peut faire fonctionner de façon dis-

continue; la figure 2 représente schématiquement une coupe verticale du dispositif de la figure 1, sur laquelle le rotor intérieur de la pompe centrifuge est représenté selon une vue en coupe partielle; la figure 3 représente une coupe, analogue à celle

de la figure 1, d'un autre dispositif que l'on peut faire fonc-

tionner de préférence de façon continue, et

la figure 4 représente une coupe ve:ticale, sembla-

ble à celle de la figure 2, du tambour de la figure 3 au niveau

du rotor de la pompe centrifuge.

Le dispositif représenté schématiquement sur les figures 1 et 2, fonctionnant de façon discontinue et servant à fabriquer des rubans plats de fibres formées de fibres de

renfort alignées suivant une orientation préférentielle,com-

porte essentiellement un tambour disposé verticalement mu-

ni d'une enveloppe fixe 1 dont la partie supérieure comporte

une ouverture centrale pour la pénétration de fibres de ren-

fort mises en suspension, ainsi qu'une sortie verticale 8

pour le raccord de mise en dépression,et dont la partie infé-

rieure comporte une autre sortie verticale 9,décentrée, pour le liquide de suspension éliminé par filtrage D'autres sorties

horizontales 9 pour le liquide en suspension éliminé par fil-

trage sontprévues sur le pourtour de l'enveloppe essentielle-

ment cylindrique 1 du tambour -

Dans l'enveloppe 1 du tambour est disposée une paroi intérieure perforée 2, tournant en fonctionnement autour d'un axe vertical et comportant untissu filtrant 7 amovible et la nappe 13 de fibres courtes déposée, représentée de façon symbolique Le dispositif est agencé de façon à fonctionner à

la manière d'un tambour de filtre centrifuge chargé intérieu-

rement et qui est connu en soit.

Un rotor 3 de pompe centrifuge, qui peut être également désigné sous le terme de rotor de pompe ou roue d'

alignement, tourne dans le tambour à une vitesse de rota-

tion différente de celle de la paroi intérieure perforée 2 et de préférence légèrement supérieure à la vitesse de cette paroi L'axe de rotation a du rotor 3 de la pompe centrifuge

coincide avec l'axe de rotation du:tambour de filtre centri-

fugre disposé alentour.

Le rotor 3 de la pompe centrifuge comporte, comme cela est visiblenotamment sur la figure 1, plusieurs canaux

internes d'écoulement 3 a s'étendant essentiellement radiale-

ment et qui sont parcourus par un écoulement laminaire d'une

boue de fibres et dont la longueur d'écoulement forme la sec-

tion d'alignement 11 Les canaux d'écoulement se terminent

radialement extérieurement par les buses 12.

Les canaux d'écoulement ont une forme hydrodynami-

que (en forme de croissant conformément à la figure 1) et sont

caractérisés essentiellement par le fait que l'entrée de l'écou-

lement (intérieure du point de vue radial) s'effectue approxi-

mativement radialement, que la sortie de l'écoulement est diri-

gée par les buses 12 autant que possible tangentiellement par rapport au pourtour du rotor centrifuge et que la distribution

des vitesses prend une forme parabolique en raison de lécoule-

ment laminaire.

Chaque canal d'écoulement 3 a est subdivisé par des tÈles minces de séparation 3 c, dans des plans transversaux à

l'axe, en un grand nombre de sections d'alignement ou de buses.

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Ces buses peuvent être disposées verticalement parallèlement les unes aux autres, comme cela est représenté sur la figure 2,

mais elles peuvent être disposées de préférence en étant déca-

lées verticalement les unes par rapport aux autres, comme cela est représenté sur la figure 4 De même les buses peuvent être disposées de manière que leurs axes soient parallèlespou bien

sur une hélice de l'enveloppe cylindrique du rotor centrifuge.

Au centre et à la partie supérieure du rotor 3 de

la pompe centrifuge est disposée une ouverture centrale d'admis-

sion 3 b servant à l'entrée du liquide de suspension contenant

les fibres de renfort réparties sans alignement dans ledit liqui-

de. Lors du fonctionnement du dispositif, le rotor

intérieur 3 de la pompe centrifuge est entrainé par un disposi-

tif d'entraînement non représenté à la vitesse ni ou vi et la paroi intérieure perforée 2 du tambour de filtre centrifuge est entraînée à la vitesse N 2 ou v 2, la vitesse de rotation

ni du rotor 3 de la pompe centrifuge étant de préférence légè-

ment inférieure à la vitesse de rotation N 2 du tambour extérieur de filtre centrifuge, dont la paroi intérieure perforée 2 tourne autour du même axe a du rotor 3 de la pompe centrifuge Le tissu

filtrant ou la nappe filtrante, qui est disposé de façon à pou-

voir en être retiré sur la paroi intérieure perforée 2 et ìii détermine la surface filtrante 7, est situé entre les sorties,

extérieures du point de vue radial,du rotor 3 de la pompe cen-

trifuge et la paroi intérieure perforée enveloppante 2, de sor-

te que, lors du fonctionnement, des fibres de renfort 10

mises en suspension et envoyées en position centrée dans le dis-

positif pénètrent dans les canaux d'écoulement 3 a des buses 12, qui s'étendent sensiblement radialement, y sont alignées le long de l'écoulement laminaire formé et sont accélérées radialement

vers l'extérieur par les buses 12 en direction de la surface fil-

trante 7 La surface filtrante 7 tourne alors à la vitesse de la paroi intérieure perforée 2, qui est légèrement inférieure à celle du rotor intérieur 3 de la pompe centrifuge, de sorte que, pendant la sortie des fibres essentiellement alignées hors de la buse, il se produit un faible ralentissement améliorant plus

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core l'alignement Les fibres 13 alignées et stabilisées par ce

qu'on appelle le "ralentissement de transfert" sont situées sur la sur-

face filtrante 7 qui élimine simultanément le liquide de suspension, par suite de l'action de la force centrifuge, et fixe le gateau de filtre des fibres 13 déposées

et alignées, sur la surface filtrante 7 Le liquide de suspen-

sion éliminé par centrifugation sort du dispositif par les sorties 9 et peut être utilisé à nouveau après élimination des particules des fibres par filtrage En raison de l'action

intense de pompage du rotor 3 de la pompe centrifuge fonction-

nant en tant que rotor et roue d'alignement, et moyennant une conformation appropriée, on peut donner une forme étroite au canaux d'écoulement et leurs surfaces peuvent être relativement rugueuses, alors que simultanément il est possible deréduire fortement la viscosité du liquide de suspension, sans que la

distribution parabolique laminaire, nécessaire pour l'aligne-

ment, de la vitesse d'écoulement se transforme en un écoulement turbulent Ceci permet d'utiliser, comme liquide de suspension, des solvants que l'on peut soit évaporer aisément au moyen d'

un séchage ultérieur,,soit régler au moyen du processus ulté-

rieur d'imprégnation de la résine d'imprégnation contenant ha-

bituellement un solvant Les lavages supplémentaires multiples, qui prennent du temps, des mattes de fibres courtes orientées de façon unidirectionnelle, connues peuvent par conséquent être supprimés Au contraire, le cas échéant, on peut ajouter au

solvant de suspension un faible pourcentage du mélange de ré-

sine ou du mélange de résine-durcisseur, servant de liant à deux composants.

L'autre forme de réalisation de l'invention, repré-

senté schématiquement sur les figures 3 et 4, permet un fonc-

tionnement continu Comme dans le cas des formes de réalisation des figures 1 et 2, il est prévu un rotor 3 de pompe centrifuge qui est disposée verticalement dans une enveloppe 1 en forme de

bottier du tambour, qui possède des sorties 8 pour la dépres-

sion (vide-aspiration) et 9 pour le liquide de suspension éli-

miné par centrifugation, comme sur les figures 1 et 2.

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A la place du tambour de filtre centrifuge de la forme de réalisation décrit précédemment, une bande filtrante

6 de préférence sans fin circule sur approximativement l'ensem-

ble du pourtour du rotor 3 de la pompe centrifuge de telle ma-

nière que la sortie de la bande s'effectue de préférence tangentiellement par rapport au rotor de la pompe centrifuge, afin d'empocher un détachement prématuré de la matte de fibres

à partir du filtre.

La bande filtrante 6, qui détermine la surface fil-

trante 7, est soutenue et simultanément est entraînée par une

ou plusieurs bandes de support sans fin ou courroies de trans-

port 22, également perforées et qui sont-entralnées sur deux roues de guidage 5 à une vitesse N 2 qui diffère légèrement de la vitesse ni du rotor 3 de la pompe centrifuge, cette vitesse

étant choisie de préférence supérieure à la vitesse de la ban-

de de support sans fin 22.

La ou les bandes de support sans fin 22 circulent de façon appropriée sur des rouleaux de renvoi 14 et sur un

rouleau tendeur 4 situé à l'intérieur de l'enveloppe 1 du tam-

bour.

Eventuellement la partie périphérique du rotor 3 de

la pompe centrifuge, qui n'est pas entourée par la bande filtran-

te 6, peut contenir un dispositif de protection vertical directe-

ment voisin, qui empêche que des fibres sortant du rotor 3 de la

pompe centrifuge ne viennent rencontrer à cet endroit, d'une ma-

nière incontrôlée, la bande filtrante 6-.

Comme dans la première forme de réalisation, ici également le processus de filtrage peut être assisté, en plus de l'action de centrifugration, par l'application d'un vide

partiel sur une partie du pourtour du rotor de la pompe centri-

gude. Si la matte de fibres courtes UD formée doit être

utilisée en soi en tant que produit demi-fini, on appose de pré-

férence au cylindre une feuille de séparation et une feuille de support après l'opération d'imprégnation et de séchage et l'on

retire simultanément la bande filtrante 6.

Un détachement prématuré du gâteau de filtre (de la J natte de fibres UD) peut être empêché grâce à l'application d'un vide (partiel) derrière la bande filtrante, jusqu'aumoment oi la feuille de séparation et de support (imperméable

à l'air) est appliquée au cylindre.

Cependant, pour d'autres exigences et dans le cas

d'un choix approprié du matériau de la bande filtrante, ce der-

nier lui-même peut former le support et devenir partie intégran-

* te du produit demi-fini formé par la fratte de fibrescourtes UD (par exemple une nappe GFK comportant un liant difficilement soluble comme support et afin d'accroître la résilience pour

une matte de fibres courtes à alignement unidirectionnel CFK}.

Le produit final est un produit hybride à couches sur lequel

la feuille de séparation est apposée au cylindre après l'impré-

gnation et le séchage.

Le processus continu d'alignement et de dép 8 t peut être également utilisé, dans le cas d'une forme de réalisation appropriée (par exemple remplacement de la bande filtrante 6 par une bande d'acier refroidi extérieurement) pour fabriquer des feuilles de verre, des feuiiles de matériau céramique ou des

feuilles métalliques renforcées par des fibres courtes.

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Claims (17)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour fabriquer des rubans plats de fibres

constitués par des fibres de renfort ou par des mélanges de fi-

bres de renfort courtes et alignées, selon lequel les fibres de renfort ou les mélanges de fibres sont mises en suspension dans un liquide de suspension et sont déposées de façon alignée sur

une surface filtrante, après passage à travers une section hydro-

dynamique d'alignement et moyennant une élimination du liquide

suspension par filtrage, caractérisé en ce que les fibres de ren-

fort ou les mélanges de fibres de renfort ( 10) mises en suspen-

sion sont envoyées, en une position centrale ( 3 b), à l'entrée

une section hydrodynamique d'alignement ( 11), tournant essentiel-

lement autour d'un axe vertical (a), avec un écoulement essentiel-

lement laminaire.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que la vitesse de rotation (nô))de la sortie de la sec-

-tion d'alignement ( 11) est choisie légèrementsupérieure à la

vitesse de rotation (n 2) de la surface filtrante ( 6,7) entou-

rant au moins partiellement la section d'alignement ( 11) et

tournant concentriquement par rapport à cette dernière.

3 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 et 2, caractérisé en ce que les fibres de renfort ou les mélanges de fibres de renfort ( 6) mises en suspension

sont envoyées en position centrée à plusieurs sections d'ali-

gnement ( 11) disposées en étoile les unes par rapport aux au-

tres.

4 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce que le liquide de suspension éliminé par filtrage est utilisé pour réaliser une nouvelle

mise en suspension.

Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la viscosité du liquide de

suspension est choisie faible.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que l'on choisit comme liquide de suspension un solvant qui est réglé à l'aide de la résine d'imprégnation, contenant un solvant et utilisée lors d'un processus

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d'imprégnation intervenant à la suite du processus d'élimina-

tion par filtrage.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajoute au solvant de suspension un pourcentage faible du mélange du résine ou du

mélange de résine-durcisseur, servant de liant à deux compo-

sants.

8 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'opération de filtrage est

facilitée par application d'un vide partiel à la partie ex-

térieure radiale de la surface filtrante( 6,7).

9 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 8, caractérisé en ce que l'on dépose une feuille de séparation et de support sur les fibres ( 13) déposées et alignées, après une opération d'imprégnation ou de séchage,

et qu'on retire la surface filtrante.

Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 8, caractérisé en ce que la surface filtrante est utilisée sous la forme d'un matériau de support intégré pour

des fibres de renfort alignées < 13) -

11 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 10, caractérisé en ce qu'on l'utilise pour la fabri-

cation de feuilles de verre, de feuilles de matériau céramique

ou de feuilles métalliques renforcées par des fibres courtes.

12 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé

en ce qu'il est prévu un rotor ( 3) de pompe centrifugetournant essentiellement autour d'un axe vertical (a) et comportant des canaux ( 3 a) d'écoulement laminaire s'étendant essentiellement radialement et dont l'entrée, située du côté pompage pour les fibres de renfort 410) mises en suspension est située en un

emplacement ( 3 b) intérieur du point de vue radial ou central.

13 Dispositif selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que le rotor ( 3) de la pompe centrifuge comporte des canaux d'écoulement ( 3 a), dont l'entrée située près de l'axe s'effectue essentiellement radialement et dont la buse ( 12) situéedu côté sortie est orientée essentiellement

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tangentiellement par rapport à la surface extérieure du

rotor -

14 Dispositif suivant l'une quelconque des reven-

dications 12 'et 13, caractérisé en ce que chacun des canaux d' écoulement ( 3 a) disposés en étoile est subdivisé verticalement par des parois de séparation minces ( 3 c) qui, dans le cas de

buses voisines ( 12), sont disposées verticalement en étant dé-

calées les unes par rapport aux autres de manière à se recou-

vrir réciproquement.

15 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 12 à 14, caractérisé en ce que dans un tambour tournant essentiellement autour d'un axe vertical (a) se trouve disposé, concentriquement du tambour, un rotor ( 3) de pompe centrifuge

tournant à unevitesse supérieure (n 1 ou V 1) et que sur la pa-

roi intérieure perforée ( 2) du tambour est apposé un filtre ( 7) qui est situé au voisinage immédiat de l'extrémité, extérieure

du point de vue radial, du rotor ( 3) de la pompe centrifuge.

16 Dispositif selon l'une quelconque desrevendica-

tions 12 à 14, caractérisé en ce qu'en vis-à-vis du rotor < 3) tournant de la pompe centrifuge et sur une partie importante du pourtour extérieur de ce rotor estdisposée une partie d'une bande de support sans fin perforée ( 22) entraînée et guidée sur des rouleaux et qu'entre cette partie de la bande de support

et le pourtour extérieur opposé du rotor ( 3) de la pompe centri-

fuge est disposée une partie d'une bande filtrante sans fin ( 6) qui est entraînée à la vitesse (n 2 ou v 2) de la bande de support sans fin ( 22) qui est inférieure à la vitesse du rotor ( 3) de la

pompe centrifuge.

17 Dispositif selon la revendication 16, caractéri-

sé en ce que les rouleaux de renvoi et de tension ( 4,14) de la bande de support sans fin ( 22) et/ou de la bande filtrante ( 6)

sont disposés de manière à pouvoir être déplacés dans l'espace.

18 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 16 et 17, caractérisé en ce que le départ de la bande fil-

trante ( 6) du rotor ( 3) de la pompe centrifuge s'effectue tan-

gentiellement à cette dernière.

19 Dispositif selon les revendications 16 à 18 pri-

ses dans leur ensemble, caractérisé en ce que, grâce à l'applica-

tion d'un vide derrière de la bande filtrante ( 6), le gateau

de filtre ( 13) est empêché de se détacher de cette dernière jus-

qu'au moment o une feuille de séparation ou de support est appli-

quée au cylindre.