FR2720466A1 - Process for the production of an impregnated flat lining. - Google Patents
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Abstract
Le procédé pour la fabrication d'une garniture plate imprégnée à partir d'au moins un préimprégné en non-tissé a lieu par imprégnation d'un non-tissé ayant subi un renforcement préalable avec un liant, avec un mélange de polymères aptes à une réticulation préalable sous forme d'une solution, d'une dispersion ou d'une suspension. La réticulation finale a lieu éventuellement après le laminage de plusieurs couches sous pression et sous température élevée, dans une étuve de séchage avec un effet thermique correspondant.The process for manufacturing a flat lining impregnated from at least one non-woven prepreg takes place by impregnating a non-woven which has been previously reinforced with a binder, with a mixture of polymers capable of prior crosslinking in the form of a solution, a dispersion or a suspension. The final crosslinking takes place optionally after the laminating of several layers under pressure and at elevated temperature, in a drying oven with a corresponding thermal effect.
Description
94PA004694PA0046
94PA0046 272046e-F132 -/FR94PA0046 272046e-F132 - / FR
PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE GARNITURE PLATE IMPREGNEE PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A FLAT IMPREGNATED TRIM
L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une garniture plate imprégnée, constituée d'au moins un préimprégné en non- tissé, dans lequel on enduit un produit plat constitué par des fibres ou des mélanges de fibres exemptes d'amiante d'origine organique ou inorganique à l'aide d'un liant, on l'imprègne avec des solutions, des dispersions ou des suspensions d'un mélange polymère réactif, aptes à une réticulation préalable, ensuite on déclenche leur réticulation préalable par séchage à température élevée et on soumet enfin les polymères à une réticulation terminale dans la ou les bandes de garnitures de préimprégnés obtenues, sous pression et à température élevée, éventuellement conjointement avec un renforcement The invention relates to a method for the manufacture of an impregnated flat lining, consisting of at least one non-woven prepreg, in which a flat product consisting of fibers or asbestos-free fiber mixtures is coated. organic or inorganic origin using a binder, it is impregnated with solutions, dispersions or suspensions of a reactive polymer mixture, suitable for prior crosslinking, then their prior crosslinking is started by drying at high temperature and finally subjecting the polymers to a crosslinking end in the strip (s) of prepreg packing obtained, under pressure and at elevated temperature, possibly together with a reinforcement
métallique.metallic.
Un procédé de ce type est décrit dans DE-GM 84 25 480.7. Il s'agit en l'occurrence d'une garniture plate imprégnée en une matière molle, en particulier d'une garniture d'une culasse de cylindre pour des machines à combustion interne, constituée par un non-tissé éventuellement à renforcement métallique, constitué par des fibres et/ou des mélanges de fibres d'origine organique et/ou inorganique éventuellement exemptes d'amiante, par un liant et éventuellement par une matière de charge dont la forme va d'une forme pulvérulente à une forme à grains fins, le non-tissé étant imprégné à l'aide d'un liquide, dans lequel l'agent d'imprégnation liquide est réticulé dans la garniture prête à l'incorporation pour obtenir un état final plastique à élastique. Dans des garnitures connues, la critique porte A process of this type is described in DE-GM 84 25 480.7. It is in this case a flat lining impregnated in a soft material, in particular a lining of a cylinder head for internal combustion machines, constituted by a nonwoven possibly with metal reinforcement, constituted by fibers and / or mixtures of fibers of organic and / or inorganic origin possibly free of asbestos, by a binder and optionally by a filler whose form goes from a pulverulent form to a fine-grained form, the nonwoven being impregnated with a liquid, in which the liquid impregnating agent is crosslinked in the filling ready for incorporation to obtain a plastic to elastic final state. In known garnishes, criticism
sur la faible limite d'écoulement manifestée par des non- on the low flow limit manifested by non
tissés imprégnés lorsqu'ils sont soumis à une sollicitation de pression très élevée. Pour résoudre ce problème, on propose d'incorporer, avant de procéder à l'imprégnation à l'aide d'un liquide, en outre de 3 à 15% en poids rapportés woven fabrics impregnated when subjected to very high pressure stress. To solve this problem, it is proposed to incorporate, before impregnating with a liquid, in addition 3 to 15% by weight reported
aux non-tissés imprégnés, de résines synthétiques duromères. impregnated nonwovens, synthetic duromer resins.
Sont préférées, les résines de mélamine, les résines Preferred are melamine resins, resins
époxydes et/ou phénoliques.epoxides and / or phenolics.
Pour la fabrication de non-tissés imprégnés, on fait ressortir comme étant essentiel le fait que les résines For the manufacture of impregnated nonwovens, it is emphasized as essential that the resins
synthétiques duromères doivent être présentes dans le non- synthetic duromers must be present in the non
tissé sous une forme encore réactive avant de procéder à woven in a still reactive form before proceeding
l'imprégnation proprement dite à l'aide d'un liquide. the impregnation proper using a liquid.
Comme variante opératoire possible, on propose d'imprégner au préalable les non-tissés avant l'imprégnation proprement dite à l'aide d'un liquide, avec des solutions, des dispersions ou des suspensions des résines synthétiques réactives préréticulées. La réticulation finale des résines synthétiques peut alors avoir lieu également après l'imprégnation lors de la réticulation de l'agent d'imprégnation. L'état caractéristique de la technique réside dans le fait de partir de non-tissés, c'est-à-dire de produits plats fibreux encore relativement non consolidés. L'inconvénient lié en l'occurrence, en particulier, dans un mode opératoire en continu, réside dans le fait que, pour maintenir des fluctuations de densité et de propriétés les plus minimes possibles, on doit garantir une répartition uniforme de tous les composants dans le non-tissé. A cet effet, des étapes opératoires et de contrôle très coûteuses sont requises au cours du traitement des fibres et au cours du mélange des composants utilisés dans le procédé. On doit, entre autres, veiller à exclure l'apparition ou l'absorption de poussières fibreuses qui constituent une menace pour la santé. En outre, la manipulation et le transport de produits plats fibreux non consolidés deviennent extrêmement compliqués au As a possible operating variant, it is proposed to impregnate the nonwovens before the actual impregnation using a liquid, with solutions, dispersions or suspensions of the pre-crosslinked reactive synthetic resins. The final crosslinking of the synthetic resins can then also take place after the impregnation during the crosslinking of the impregnating agent. The characteristic state of the art resides in the fact of starting from nonwovens, that is to say from fibrous flat products which are still relatively unconsolidated. The disadvantage linked in this case, in particular, in a continuous operating mode, resides in the fact that, in order to maintain fluctuations in density and properties as minimal as possible, it is necessary to guarantee a uniform distribution of all the components in the nonwoven. To this end, very costly operating and control steps are required during the treatment of the fibers and during the mixing of the components used in the process. Among other things, care must be taken to exclude the appearance or absorption of fibrous dust that poses a threat to health. In addition, handling and transporting unconsolidated fibrous flat products becomes extremely complicated when
cours du procédé, du fait du manque de stabilité mécanique. during the process, due to the lack of mechanical stability.
L'invention a pour objet, en se basant sur l'état de la technique mentionné ci-dessus, d'indiquer un procédé du type mentionné, qui peut être mis en oeuvre en continu, qui garantit une qualité matérielle constante et, tout en évitant des poussières fibreuses, qui permet de s'en sortir avec des produits de départ et intermédiaires manifestant The object of the invention is, based on the state of the art mentioned above, to indicate a process of the type mentioned, which can be carried out continuously, which guarantees constant material quality and, while avoiding fibrous dust, which allows to get away with starting materials and intermediates manifesting
une résistance mécanique supérieure. superior mechanical resistance.
La mise en oeuvre de l'invention réside dans un procédé caractérisé en ce qu'on procède à l'imprégnation avec le mélange de polymères aptes à une réticulation préalable sur des bandes de non-tissé fibreux déjà renforcées avec un liant, on laisse ensuite défiler les bandes de non- tissé fibreux imprégnées entre deux rouleaux essoreurs, ensuite on élimine, dans une étuve de séchage, l'agent de mise en solution, de mise en dispersion ou de mise en suspension jusqu'au séchage et jusqu'à la réticulation préalable du mélange de polymères, si bien que l'on lamine et on colle mutuellement un nombre souhaité de bandes de préimprégné en non-tissé obtenues, sous pression et avec une chaleur qui suffit pour mettre en oeuvre la réticulation finale des polymères, dans le but d'obtenir la garniture imprégnée prête à l'emploi. Des formes de réalisation avantageuses The implementation of the invention lies in a process characterized in that the impregnation is carried out with the mixture of polymers capable of prior crosslinking on strips of fibrous nonwoven already reinforced with a binder, then left run the strips of impregnated fibrous nonwoven between two wringing rollers, then remove, in a drying oven, the dissolution, dispersing or suspending agent until drying and until prior crosslinking of the polymer blend, so that a desired number of pre-impregnated non-woven webs are laminated and mutually bonded, under pressure and with heat sufficient to effect the final crosslinking of the polymers, in the goal of getting the impregnated packing ready for use. Advantageous embodiments
sont indiquées dans les revendications subordonnées. are indicated in the dependent claims.
Est essentiel pour l'invention, le fait que l'on utilise, It is essential for the invention, the fact that one uses,
déjà comme produits plats fibreux, des non-tissés, c'est-à- already as fibrous flat products, nonwovens, that is
dire des non-tissés fibreux renforcés par un liant, dans lesquels, à l'aide d'un ou plusieurs procédés de traitement ultérieurs, la cohésion des fibres est élevée et qui sont disponibles sous forme de produits plats et de matières en rouleaux. Grâce aux types de fibres, au mélange de fibres différentes, au type de procédés de renforcement, à la répartition des fibres et au traitement mécanique ultérieur, on peut fabriquer des non-tissés présentant des propriétés physiques et chimiques définies adaptées à l'objet d'utilisation respectif. La fabrication de variantes correspondantes de propriétés de non- tissés de ce type est pratiquement illimitée et uniquement déterminée par la mise en oeuvre de la garniture plate que l'on obtient à partir de là. La mise à disposition de non-tissés correspondants fait l'objet d'un état multiple de la technique, elle peut être aisément mise en oeuvre par l'homme de métier et elle ne say fibrous nonwovens reinforced with a binder, in which, using one or more subsequent processing methods, the cohesion of the fibers is high and which are available in the form of flat products and materials in rolls. Thanks to the types of fibers, to the mixture of different fibers, to the type of reinforcement processes, to the distribution of the fibers and to the subsequent mechanical treatment, nonwovens with defined physical and chemical properties adapted to the object can be produced. respective use. The manufacture of corresponding variants of nonwoven properties of this type is practically unlimited and only determined by the use of the flat lining which is obtained from there. The provision of corresponding nonwovens is the subject of a multiple state of the art, it can be easily implemented by a person skilled in the art and it does not
fait pas l'objet de l'invention.is not the subject of the invention.
Par conséquent, conformément à l'invention, l'imprégnation à l'aide du mélange de polymères ayant subi une réticulation préalable a lieu sur des bandes de non-tissé fibreux déjà renforcées à l'aide d'un liant. Le mélange de polymères peut Consequently, in accordance with the invention, the impregnation using the mixture of polymers having undergone prior crosslinking takes place on strips of fibrous nonwoven already reinforced with the aid of a binder. The polymer blend can
comprendre des matières de charge ou non. understand load materials or not.
Avant son introduction dans l'étuve de séchage, on fait défiler la bande imprégnée entre deux rouleaux essoreurs. En réglant la viscosité du mélange de polymères, ainsi que la distance séparant les rouleaux essoreurs, on peut commander la fraction des polymères et l'épaisseur de la couche polymère. Des essais préalables correspondants peuvent être aisément mis en oeuvre, étant donné que le résultat apparaît Before its introduction into the drying oven, the impregnated strip is made to pass between two drying rollers. By adjusting the viscosity of the polymer blend, as well as the distance between the wringing rollers, one can control the fraction of the polymers and the thickness of the polymer layer. Corresponding preliminary tests can be easily carried out, since the result appears
immédiatement après le traitement à l'aide des rouleaux. immediately after treatment with the rollers.
Y fait suite, le traitement du produit plat en non-tissé imprégné dans l'étuve de séchage o l'on élimine l'agent de mise en solution, de mise en dispersion ou de mise en suspension de telle sorte qu'après avoir quitté l'étuve, la fraction polymère est, à vrai dire, sèche, mais pas encore complètement durcie. Au niveau de cette réticulation This is followed by the treatment of the flat nonwoven product impregnated in the drying oven where the solution-dissolving, dispersing or suspending agent is removed so that after leaving the oven, the polymer fraction is, in fact, dry, but not yet completely cured. At the level of this crosslinking
préalable, on obtient ainsi une bande de préimprégné en non- beforehand, a strip of prepreg is thus obtained in non-
tissé, qui possède des propriétés de collage et de scellement. On peut superposer ces bandes de préimprégnés dans la quantité désirée correspondant à l'épaisseur finale désirée d'une garniture plate et les relier l'une à l'autre sous l'influence de la pression et de la chaleur. Le composite, que l'on obtient, doit, en tout cas, être soumis d'abord à un traitement thermique qui suffit pour déclencher la réticulation finale de la fraction polymère dans le préimprégné. Une autre forme de réalisation préférée du procédé réside dans le fait que l'on dépose des bandes de préimprégné en non-tissé par le haut et par le bas sur une feuille en matière synthétique ou métallique, on procède au laminage de ces couches et on relie le lamifié entre des paires de rouleaux chauffés ou bien, si des temps de lamification plus longs sont requis, dans une presse à double bande pour obtenir une matière de garniture. La réticulation finale a lieu une nouvelle fois dans une étuve de séchage. Des garnitures fabriquées dans cette mesure, présentant un noyau de consolidation, ne sont plus flasques à la flexion et facilitent essentiellement le montage, en particulier lorsque celui-ci doit avoir lieu de manière complètement automatique. Un perfectionnement avantageux de cette variante opératoire réside dans le fait qu'on procède au façonnement du préimprégné en non- tissé, par exemple par estampage ou par découpe au laser, et de la couche de support, par exemple par estampage, par découpe au laser ou par injection, chaque fois de manière séparée. Sur le support profilé au préalable dans cette mesure, on applique avec précision, de part et d'autre, les éléments moulés du préimprégné en non-tissé également soumis à une profilage préalable et on procède au woven, which has bonding and sealing properties. These strips of prepreg can be superimposed in the desired quantity corresponding to the desired final thickness of a flat lining and connect them to each other under the influence of pressure and heat. The composite which is obtained must in any case be subjected first to a heat treatment which is sufficient to trigger the final crosslinking of the polymer fraction in the prepreg. Another preferred embodiment of the method resides in the fact that pre-impregnated strips of nonwoven are deposited from above and from below on a sheet of synthetic or metallic material, these layers are laminated and connects the laminate between pairs of heated rollers or, if longer lamination times are required, in a double belt press to obtain a filling material. The final crosslinking takes place again in a drying oven. Packings made to this extent, having a consolidation core, are no longer flaccid at flexion and essentially facilitate assembly, in particular when the latter is to take place completely automatically. An advantageous improvement of this operating variant lies in the fact that the non-woven prepreg is shaped, for example by stamping or by laser cutting, and the support layer, for example by stamping, by laser cutting. or by injection, each separately. On the support profiled beforehand in this measurement, the molded elements of the prepreg made of non-woven fabric also subjected to a preliminary profiling are applied with precision on both sides.
laminage de manière correspondante au procédé indiqué ci- rolling corresponding to the process indicated above
dessus, avec réticulation finale ultérieure des polymères. above, with subsequent final crosslinking of the polymers.
L'avantage lié à ce procédé réside dans le fait que l'on réduit essentiellement les déchets lors de la fabrication de la garniture et que l'on peut facilement recycler, The advantage linked to this process lies in the fact that the waste is essentially reduced during the manufacture of the lining and that it is easy to recycle,
respectivement éliminer, ces derniers. respectively eliminate, these.
Toutes les variantes opératoires mentionnées peuvent être réalisées en continu; le non-tissé muni d'un renforcement préalable résiste, dans toutes les phases, aux sollicitations mécaniques et thermiques des machines de traitement. Les garnitures plates mentionnées, dont la partie centrale a été renforcée, peuvent, en particulier pour une utilisation comme garnitures de culasses de cylindres, être munies de moulures. En l'occurrence, il s'avère que, lors de l'utilisation du procédé selon l'invention, on peut bien All the operating variants mentioned can be carried out continuously; the nonwoven provided with a prior reinforcement withstands, in all phases, the mechanical and thermal stresses of the processing machines. The mentioned flat linings, the central part of which has been reinforced, may, in particular for use as cylinder head cylinder linings, be provided with moldings. In this case, it turns out that, when using the method according to the invention, it is indeed possible
déformer les couches de la garniture renforcées par des non- deform the layers of the lining reinforced by non-
tissés sur la feuille de renforcement lors du moulurage; en l'occurrence, on n'observe aucune formation de fissures ou aucune réduction essentielle de l'épaisseur de la couche sur woven onto the reinforcement sheet during molding; in this case, no formation of cracks or any essential reduction in the thickness of the layer is observed on
la garniture.the garnish.
L'exemple ci-après est destiné à expliquer l'invention. The example below is intended to explain the invention.
On construit, avec un préimprégné en non-tissé, une We build, with a non-woven prepreg, a
garniture plate renforcée par de la tôle d'acier. flat gasket reinforced with sheet steel.
Formulation du bain d'imprégnation (parties = parties en poids): parties d'une dispersion aqueuse à 50% disponible dans le commerce, d'un copolymère à base d'acrylate de n-butyle, d'acrylate de méthyle, de styrène et d'acrylonitrile parties d'une dispersion aqueuse à 40% disponible dans le commerce, d'un copolymère d'acrylonitrile et d'acrylate de butyle 6 parties de phosphore rouge (matière de charge) parties de 2,4,6-triamino-l,3,5-triazine (matière de charge) i partie d'une préparation apte à être dispersée dans l'eau, disponible dans le commerce, de cuivre-phtalocyanine 5,9 parties d'une solution aqueuse à 60%, disponible dans le commerce, d'un précondensat aminoplaste contenant des groupes méthylol Formulation of the impregnation bath (parts = parts by weight): parts of a commercially available 50% aqueous dispersion of a copolymer based on n-butyl acrylate, methyl acrylate, styrene and acrylonitrile parts of a commercially available 40% aqueous dispersion of a copolymer of acrylonitrile and butyl acrylate 6 parts of red phosphorus (filler) parts of 2,4,6-triamino -1.3.5-triazine (filler) i part of a preparation capable of being dispersed in water, commercially available, of copper phthalocyanine 5.9 parts of a 60% aqueous solution, commercially available aminoplast precondensate containing methylol groups
parties d'eau.parts of water.
On mélange les constituants par agitation avec un mélangeur à barres. Pour obtenir une répartition et une dimension optimales des matières de charge, on aplanit le mélange à The components are mixed by stirring with a bar mixer. To obtain an optimal distribution and size of the fillers, the mixture is flattened to
l'aide de rouleaux dans un moulin à cylindres. using rollers in a roller mill.
On remplit un dispositif de revêtement par immersion à l'aide du mélange et on imprègne, dans cette installation, un non-tissé possédant un poids de produit plat de 50 g/m2, constitué principalement de fibres d'aramide, avec des fibres liantes de polyester, et on sèche pendant 2 minutes dans une étuve de séchage en continu à 150 C. On applique le préimprégné en non-tissé ainsi obtenu, des deux côtés, sur une tôle en acier dégraissée et brossée (1 mm d'épaisseur) à l'aide d'un dispositif de lamification à rouleaux chauffés, puis on comprime avec une pression de traitement de 7 kp/cm2 et une température de 190 C. La vitesse de défilement à travers le dispositif de lamification à rouleaux s'élève à A coating device is filled by immersion using the mixture and a nonwoven having a weight of flat product of 50 g / m2, mainly consisting of aramid fibers, is impregnated in this installation with binder fibers. polyester, and dried for 2 minutes in a continuous drying oven at 150 C. The prepreg made of nonwoven thus obtained is applied, on both sides, to a degreased and brushed steel sheet (1 mm thick) using a laminating device with heated rollers, then it is compressed with a processing pressure of 7 kp / cm 2 and a temperature of 190 C. The speed of travel through the laminating device with rollers amounts to
1,4 m/min.1.4 m / min.
Ensuite, on durcit complètement la matière de garniture renforcée avec du métal dans un four à 130 C pendant 14 heures. A partir de cette matière, on découpe alors la Then the metal-reinforced packing material is completely cured in an oven at 130 ° C for 14 hours. From this material, we then cut the
garniture plate avec un outil de coupe dans la masse. flat packing with a mass cutting tool.
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