FR2541629A1 - Continuous lamination process and die for implementing this process - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de stratification en continu et filière pour la mise en oeuvre de ce procédé.Continuous stratification process and die for the implementation of this process.
L'invention est relative à un procedé de stratification en continu et une filière appropriée pour la mise en.oeu#vre#de.ce.procédé. L'invention trouvera tout particulièrement son application -pour la réalisation de profils pleins .de formes complexes en résines synthétiques stra tifiees de fils de verre longitudinaux ou autres présentant de hautes qualités de stratification, en particulier pour l'électricité, l'avîa- tion et la navigation. The invention relates to a continuous laminating process and a suitable die for the implementation of this process. The invention will very particularly find its application - for the production of solid profiles. Of complex shapes in synthetic resins laminated with longitudinal or other glass strands having high qualities of stratification, in particular for electricity, aviation and navigation.
La stratification en continu consiste en un renforcement, en général mat de verre par impregnation mécanique de résine, essentiellement polyester, qui est amené à la forme désirée par un conformateur situé dans une étuve où l'ensemble se polymérise par chauffage. Ces opérations s'effectuent progressivement en continu grâce à un système de tirage approprié. Continuous stratification consists of a reinforcement, generally mat of glass by mechanical impregnation of resin, essentially polyester, which is brought to the desired shape by a shaping device located in an oven where the whole polymerizes by heating. These operations are carried out progressively continuously thanks to an appropriate drawing system.
Actuellement, on distingue deux procédés d'obtention des stratifiés. Currently, there are two methods of obtaining laminates.
D'une part, le procédé le plus classique dans lequel on opère à par tir d'un film support qui est déroulé et qui reçoit la résine dosée par une racle. Lorsque la résine est étalée sur le film, on vient laisser tomber sur cette couche un mat de verre de renforcement dont on force l'imprégnation mécaniquement par la pression d'un rouleau. Ensuite, on dispose un contre-film de protection sur la face opposée du mat de verre imprégné. Cet ensemble de couches superposées est introduit dans un conformateur lui-meme situé dans une étuve chauffante où se polymérise la résine. Ensuite, le produit stratifié est coupé à longueur. On the one hand, the most conventional method in which one operates by shooting a support film which is unwound and which receives the resin metered by a doctor blade. When the resin is spread on the film, a mat of reinforcing glass is dropped onto this layer, the impregnation of which is forced mechanically by the pressure of a roller. Then there is a protective backing film on the opposite side of the impregnated glass mat. This set of superimposed layers is introduced into a shaping device itself located in a heating oven where the resin polymerizes. Then the laminated product is cut to length.
Ce procédé classique présente un certain nombre d'inconvénients tels que la nécessité d'utiliser un film-support et un contre-film et, d'autre part, il ne permet pas d'obtenir un produit fini de forme complexe. This conventional process has a certain number of drawbacks such as the need to use a support film and a counter film and, on the other hand, it does not make it possible to obtain a finished product of complex shape.
Aussi, il a été développé un second procédé appelé "pultrusion". Selon ce procédé, le renfort est constitué de tissus ou de fils de verre en mèches sans film-support. Dans ce cas, après superposition des différentes couches-lors du rowing, on imprègne les couches superposées dans un bac dans lequel lesdites couches trempent. Ensuite, les couches imprégnées passent dans une filière chauffée puis, ensuite, la polymérisation est activée par chauffage notamment aux infrarouges. Le profil stratifié obtenu est ensuite coupé à longueur. Also, a second process called "pultrusion" has been developed. According to this method, the reinforcement consists of fabrics or glass strands in wicks without support film. In this case, after superimposing the different layers during rowing, the superimposed layers are impregnated in a tank in which said layers soak. Then, the impregnated layers pass through a heated die then, then, the polymerization is activated by heating in particular with infrared. The laminate profile obtained is then cut to length.
Ce procédé de#pultrusion permet d'obtenir des formes-complexes et donc avantageuses, toutefois on enregistre des défauts sur le produit fini qui proviennent de la phase diimprégnation. En effet, il a été remar qué que la résine contenue dans le bac d'-impregnation se -dépose #fréquem- ment par grains plus ou moins importants sur les tissus -de verre. Cela a pour f cheuse conséquence de #produire -des irrégularités dans la couche finale. This # pultrusion process makes it possible to obtain complex and therefore advantageous forms, however, there are defects on the finished product which originate from the impregnation phase. In fact, it has been noted that the resin contained in the impregnation tank - is deposited # frequently by more or less large grains on the glass fabrics. This has the unfortunate consequence of #producing-irregularities in the final layer.
De plus, -l1imprégnation-se fait par simple trempage des tissus de verre dans un bac et, par conséquent,.l'imprégnation à coeur n'est pas parfaite. In addition, the impregnation is done by simply soaking the glass fabrics in a tank and, consequently, the impregnation at heart is not perfect.
Le procédé de stratification en continu de la présente invention permet de reprendre un certain nombre d9avantages- de la pultrusion telle que notamment la possibilité d'obtenir un profil stratifié résultant de formes complexes sans toutefois en présenter des inconvénients notamment au sujet des grains de résine. The continuous laminating process of the present invention makes it possible to take up a certain number of advantages of pultrusion such as in particular the possibility of obtaining a laminated profile resulting from complex shapes without however having any disadvantages in particular with regard to the grains of resin.
Selon le but du procédé de stratification en continu de la présente invention, celui-ci permet de stratifier des tissus ou des fils de verre en mèches sans utiliser de film-support et contre-film-support, par ailleurs le profilé obtenu présente une finition impeccable sans bavure, ni aspérités. According to the aim of the continuous laminating process of the present invention, this makes it possible to laminate fabrics or glass strands in wicks without using a support film and counter-support film, moreover the profile obtained has a finish impeccable without burrs or roughness.
Un autre but de la présente invention est de présenter une filière de mise en oeuvre du procédé de stratification de la présente invention qui permet d'imprégner à coeur le renfort et de façon très homogène. Another object of the present invention is to present a process for implementing the stratification process of the present invention which allows the reinforcement to be impregnated to the core and in a very homogeneous manner.
Par ailleurs, en sortie de filière, la résine est polymérisée et donc l'étuve d'activation de la polymérisation ou le chauffage auxiliaire à cet effet peut avantageusement etre supprimé. Furthermore, at the outlet of the die, the resin is polymerized and therefore the polymerization activation oven or the auxiliary heating for this purpose can advantageously be omitted.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Other objects and advantages of the present invention will appear during the description which follows, which is however only given for information and which is not intended to limit it.
Le procédé de stratification en continu d'un renfort composé notamment de tissus ou de fils de verre en mèches, par imprégnation de résine et polymérisation de ladite résine pour rigidifier l'ensemble, est ca caractérisé en ce que - on conforme le renfort dans une filière - on imprègne le renfort conformé par injection de résine sous pression - on chauffe l'ensemble pour provoquer la polymérisation de ladite résine. The process for continuously laminating a reinforcement composed in particular of fabrics or glass strands in wicks, by impregnating resin and polymerizing said resin to stiffen the assembly, is characterized in that - the reinforcement is conformed in a die - the shaped reinforcement is impregnated by injection of resin under pressure - the assembly is heated to cause polymerization of said resin.
La filière de stratification en continu de renfort imprégné de résine est caractérisée par le fait qu'elle comprend - une entrée suivie d'une -zone de compression - une zone de décompression suivie d'une zone d'imprégnation du renfort avec de la .résine.par injection sous pression de.cette dernière - une zone chaude.de polymérisationde ladite résine. The resin-impregnated continuous reinforcement laminating die is characterized by the fact that it comprises - an entry followed by a compression zone - a decompression zone followed by a zone for impregnating the reinforcement with. resin.by pressure injection of the latter - a hot zone of polymerization of said resin.
L'invention sera mieux comprise si--l'on se :réfère à la description ainsi qu'au dessin en annexe. The invention will be better understood if - reference is made to the description and to the accompanying drawing.
- la figure 1 schématise une chaîne de stratification en continu selon le procédé de la présente invention.- Figure 1 shows schematically a continuous lamination chain according to the method of the present invention.
- la figure 2 schématise en coupe une filière pour la mise en oeuvre du procédé de stratification en continu de la présente invention.- Figure 2 shows schematically in section a die for the implementation of the continuous laminating process of the present invention.
Le procédé de stratification en continu de la présente invention consiste à rigidifier un renfort par imprégnation de résine qui est ensuite polymérisée. Le renfort est à base de tissus de verre ou de fils de verre en mèches. La présente invention permet de staffranchir du film-support et du contre-film traditionnel. The continuous lamination process of the present invention consists in stiffening a reinforcement by impregnating resin which is then polymerized. The reinforcement is based on glass fabrics or glass strands in wicks. The present invention makes it possible to staffranchir support film and traditional counter-film.
Généralement, la résine d'imprégnation utilisée est à base de polyester. Generally, the impregnation resin used is based on polyester.
Selon le procédé de stratification en continu de la présente invention, on conforme le renfort dans une filière c'est-à-dire que le renfort, par exemple constitué par la superposition de tissus de verre, est mis en forme selon le profil à obtenir dans une filière et, en outre, les différentes couches de renfort sont comprimées les unes contre les autres afin de rendre l'ensemble plus compact. According to the continuous lamination process of the present invention, the reinforcement is conformed in a die, that is to say that the reinforcement, for example constituted by the superposition of glass fabrics, is shaped according to the profile to be obtained. in a die and, moreover, the various reinforcing layers are compressed against each other in order to make the assembly more compact.
Puis, on imprègne le renfort conformé par injection de résine sous pression. Cette phase se distingue des techniques actuelles en ce sens que l'injection de résine ssus pression permet d'introduire cette résine au coeur même du renfort. On pourra remarquer qu'en outre la phase d'imprégnation est postérieure à la conformation, ce qui améliore la finition du produit. Then, the shaped reinforcement is impregnated by injection of resin under pressure. This phase differs from current techniques in that the injection of resin under pressure allows this resin to be introduced into the very heart of the reinforcement. It will be noted that in addition the impregnation phase is after the conformation, which improves the finish of the product.
Puis, le renfort imprégné est chauffé, ce qui provoque la polymérisation de la résine dans la filière. Then, the impregnated reinforcement is heated, which causes the resin to polymerize in the die.
Il est préférable, que le refroidissement du profilé stratifié soit réalisé lentement. En effet, un refroidissement rapide pourrait provoquer des cassures dans le profilé. It is preferable that the cooling of the laminate profile is carried out slowly. Rapid cooling could cause breaks in the profile.
La figure 1 schématise une chaîne de stratification en continu selon le procédé de la présente invention. Elle comprend, tout d'abord, un poste de rowing 1 où les tissus de verre destinés à former le renfort sont déroulés et superposés avant d'être introduits dans la filière 2 où ils sont conformés. Figure 1 shows schematically a continuous lamination chain according to the method of the present invention. It includes, first of all, a rowing station 1 where the glass fabrics intended to form the reinforcement are unwound and superimposed before being introduced into the die 2 where they are shaped.
Ladite filière 2 présente en outre un-poste d'imprégnation 3 où le renfort est imprégné à coeur par une résine injectée sous pression. Said die 2 also has an impregnation station 3 where the reinforcement is impregnated to the core by a resin injected under pressure.
Enfin, le renfort imprégné est stratifié par polymérisation de la résine provoquée par chauffage au poste 4. Finally, the impregnated reinforcement is laminated by polymerization of the resin caused by heating at station 4.
Le refroidissement lent de l'ensemble stratifié jusqu 'à la température ambiante est réalisé en faisant passer le stratifié-polymérisé dans une étuve de stabilisation 5 disposée en sortie de filière. Slow cooling of the laminate assembly to room temperature is achieved by passing the polymerized laminate through a stabilization oven 5 disposed at the outlet of the die.
L'avancement du produit stratifié est assuré au moyen d'un dispositif d'entraînement 6 qui, par exemple, se compose d'un convoyeur à bandes sans fin tirant le profilé. The advancement of the laminated product is ensured by means of a drive device 6 which, for example, consists of an endless belt conveyor pulling the profile.
Une perceuse suiveuse 7 et une scie transversale suiveuse 8 complètent la chaîne pour permettre l'obtention d'un produit fini. A follower drill 7 and a follower cross saw 8 complete the chain to allow a finished product to be obtained.
Le procédé de la présente invention sera avantageusement mis en oeuvre à l'aide de la filière dont un mode préférentiel de réalisation est illustré à la figure 2. The method of the present invention will advantageously be implemented using the die, a preferred embodiment of which is illustrated in FIG. 2.
La filière 2 comprend une entrée 9 par laquelle est introduit le renfort dont la section correspond à celle du profil à réaliser. L'entrée est suivie d'une zone de compression 10 où les fils de verre sont comprimés les uns contre les autres. Ensuite, une zone de décompression 11 est suivie d'une zone d'imprégnation 12 du renfort par de la résine injectée sous pression. Cette zone d'imprégnation 12 est suivie d'une zone chaude dite de polymérisation 13 où la résine se polymérise. Le profil stratifié est évacué par une sortie 14 disposée à l'extrémité arrière de la filière 2. The die 2 includes an inlet 9 through which the reinforcement is introduced, the section of which corresponds to that of the profile to be produced. The entry is followed by a compression zone 10 where the glass strands are compressed against each other. Then, a decompression zone 11 is followed by an impregnation zone 12 of the reinforcement with resin injected under pressure. This impregnation zone 12 is followed by a hot zone called polymerization 13 where the resin polymerizes. The laminated profile is discharged through an outlet 14 disposed at the rear end of the die 2.
La zone d'imprégnation 12 présente au moins un orifice 15 par lequel est introduite la résine sous pression. Cette zone d'imprégnation 12 comprend en outre au moins une gorge transversale 16 de laquelle débouche l'orifice 15. Cette gorge transversale 16 permet une répartition sur toute la largeur de la filière 2 de la résine introduite par l'orifice 15. Cette gorge 16 pourra être disposée à la partie supérieure et inférieure de la filière 2 afin d'assurer une bonne répartition transversale de la résine sur les deux faces du renfort. The impregnation zone 12 has at least one orifice 15 through which the resin is introduced under pressure. This impregnation zone 12 further comprises at least one transverse groove 16 from which opens the orifice 15. This transverse groove 16 allows a distribution over the entire width of the die 2 of the resin introduced by the orifice 15. This groove 16 may be arranged at the upper and lower part of the die 2 in order to ensure good transverse distribution of the resin on the two faces of the reinforcement.
La zone de polymérisation 13 sera séparée de la zone d'imprégnation 12 par l'intermédiaire d'un joint thermique 17. Le chauffage de la zone de polymérisation 13 sera assuré par circulation d'un fluide 18, tel que par exemple de lthuile, dans un carter 19 #périphérique à la paroi 20 de la filière dans la zone de polymérisation 13. Le carter 19 et la paroi 20 feront office de double paroi située autour de la zone de polymérisation 13 et entre les deux parois circule le fluide chauffé 18. L'u- tilisation d'un fluide chaud permet une meilleure répartition et une meilleure uniformisation de la chaleur. The polymerization zone 13 will be separated from the impregnation zone 12 by means of a thermal seal 17. The polymerization zone 13 will be heated by circulation of a fluid 18, such as for example oil, in a casing 19 # peripheral to the wall 20 of the die in the polymerization zone 13. The casing 19 and the wall 20 will act as a double wall situated around the polymerization zone 13 and between the two walls circulates the heated fluid 18 The use of a hot fluid allows a better distribution and a better uniformity of heat.
Les zones de compression .10 et de décompression 11.présentent des chanfreins respectivement convergents et divergents. The compression zones .10 and decompression 11. have respectively convergent and divergent chamfers.
Le procédé de stratification en continu et la filière de mise en oeuvre de ce procédé sont donnés à titre d'exemple et d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à -la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celleci. The continuous stratification process and the process for implementing this process are given by way of example and other implementations of the present invention, within the reach of ordinary skill in the art, could have be considered without going beyond the framework of this.
Claims (8)
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