JP4119531B2 - Composite plate manufacturing method and apparatus - Google Patents

Composite plate manufacturing method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4119531B2
JP4119531B2 JP17935698A JP17935698A JP4119531B2 JP 4119531 B2 JP4119531 B2 JP 4119531B2 JP 17935698 A JP17935698 A JP 17935698A JP 17935698 A JP17935698 A JP 17935698A JP 4119531 B2 JP4119531 B2 JP 4119531B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
yarn
heated
tape
yarn layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17935698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000015726A (en
Inventor
ドミニク・ルビヌー
ジヤツク・ボワロン
ジヤン−ポール・デバルム
シヤルル・サン−ジヨン
Original Assignee
ベトロテツクス・フランス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ベトロテツクス・フランス filed Critical ベトロテツクス・フランス
Priority to JP17935698A priority Critical patent/JP4119531B2/en
Publication of JP2000015726A publication Critical patent/JP2000015726A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4119531B2 publication Critical patent/JP4119531B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合プレートを製造するための方法および前記方法を実施する装置に関する。本発明はまた、得られた複合製品にも関する。
【0002】
【従来の技術】
実用新案FR2500360に記載されているように、補強糸と熱可塑糸の双方で形成される織布から出発して、織布を積層し、次に、このようにしてできた積層を熱間圧縮することにより、パネルまたは湾曲部品の形態の複合プレートを製造することが既に知られている。このような方法は、特に、断続的な方法であるという欠点を有する。
【0003】
一方で、登録番号96/00578としてフランスで登録されたフランス特許出願は、織布をコンベア上に連続的に載せ、次に、熱気炉内で予備加熱した後、(米国特許US−A−4277539号において記述されているようなプレスの種類の)「テーププレス」に投入し、そこで、織布が連続的に加熱および冷却され全体が圧縮される、ガラス/有機材料織布を基にする複合プレートの製造方法について記述している。そのような方法は高速であり、型による成形に適し優れた機械特性を有するプレートを得ることができる。
【0004】
しかしながら、これらプレートのうちのいくつかについては、予備加熱段階後の糸の再織布化の不良、または同段階後の織布の横方向の収縮により、縦方向(コンベアの移動方向)または横方向におけるガラスフィラメントの整列不良(起伏の存在)が見られる。これらの不良は多くの適用例においてはほとんど差し支えないが、非常に特殊な適用例(特に、フィラメントの整列不良が製品内部の不良の原因となる荷役用厚板、供給用厚板など大寸法平型熱成形製品の製造)においては、好ましくないないことがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複合プレートを製造するための改良型方法および装置であって、前述の既存の方法および装置の欠点を有さず、向上した特徴を有する平型製品の熱成形の製造に特に適するプレートを得ることができる方法および装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的は、
・ 異なる融点を有する少なくとも二つの材料を含む少なくとも一つの糸層を、前記融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する材料の変成温度よりも低い温度で糸層が加熱されるゾーンに連続的に投入する段階と、
・ 糸層を、前記融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する材料の変成温度よりも低い温度で加熱される少なくとも一つの回転バー上を通過させる段階と、
・ 単数または複数のバーから出た糸層を圧縮し、複合テープが形成されるように糸層を冷却する段階と、
・ 単数または複数の複合プレートの形態のテープを回収する段階と
を含む本発明による方法により達成される。
【0007】
本発明によれば、「プレート」は、その表面積と比較して厚さが薄く、通常、平面であり(ただし場合によっては湾曲していることもある)、場合によっては巻き取られた形態で回収され保存されるに足る柔軟性を有するが通常は剛性の要素を意味する。通常は中実な要素であるが、場合によっては穴を有していてもよい(従って、「プレート」という用語は、拡大して、本発明による格子構造も表わす。)
糸層は、異なる融点を有する少なくとも二つの材料の糸で形成される。これら二つの材料はたとえば熱可塑性有機材料とすることができるが、熱可塑性有機材料と、この熱可塑性有機材料の補強材料(たとえばガラス、カーボン、アラミドなど)とすることが好ましい。通常、好ましくは、層は一つの補強材料(有利にはガラス)と単数あるいは場合によっては複数の熱可塑性有機材料とで構成される。層は通常、20〜90重量%の補強材料(好ましくはガラス)、好ましくは30〜85重量%の補強材料、さらに特に好ましくは40〜80重量%の補強材料を含む。層は、一方の材料で構成される糸を一部含み、他方の材料で構成される糸を一部含むことができ、これらの糸は層内に交互に配設され、好ましくは密に混交される。層は、一方の材料による糸と他方の材料による糸とを組み合わせて同時に巻くことにより得られる混交糸を含むこともでき、これらの混交糸は、一方の材料による糸および/または他方の材料による糸と混交することもできる。
【0008】
好ましくは、糸層が、少なくとも50重量%(有利には少なくとも80%、さらに特に好ましくは100%)の混交糸、すなわち一方の材料のフィラメントと他方の材料のフィラメントとで構成される糸を含み、フィラメントは糸の内部で混交され(有利にはほぼ均一に)、これらの糸は通常、(たとえば特許出願EP−A−0590695号およびEP−A−0616055号に記述されている方法により)前記フィラメントの製造時に、フィラメントを組み付けることにより直接得られる。少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも80%の混交糸を有する層を使用することにより、特に、より均一で優れた機械特性を有する複合材を得ることができ、さらに複合プレートの製造は短時間に、また、有利にはより低い圧力で行われる。好ましくは、これらの混交糸は、密に混交されたガラスフィラメントおよび熱可塑性有機材料のフィラメントで構成される。
【0009】
多くの場合、糸層は、交差させた糸の格子または格子のアセンブリの形状を有し、好ましくは織布(通常は織布のテープ)の形態を有する。織布または格子の縦糸および横糸を形成するために同一の糸または糸のアセンブリを使用することができ、または縦糸および横糸を、異なる糸または異なる糸の組み合わせで構成することが可能である。従って糸層は、たとえば、縦糸が有機材料/補強材料の混交糸で構成され、横糸が、混交糸の有機材料の性状と同じ性状の80〜100%の有機材料の糸で構成される織布の形状を有することが可能である。得られたプレートは、優先的配向方向をもつ補強糸を有することができる(単一方向プレート)。単一方向プレートの特別な形態では、有利には糸層は、縁と縁を突き合わせるかほとんど間隔があけられていない(糸の間の間隔は好ましくは2mm未満)平行な糸の束の形状を有することもでき、この実施形態では、これらの糸は好ましくは混交糸である。
【0010】
本発明の好ましい実施形態によれば、層は、本方法の実行時、層の移動方向(縦方向)に向いたほぼ平行な連続糸のアセンブリを含み、より好ましくは、この方向に対し横方向に向けられたほぼ平行な第一の糸のアセンブリとともに混交された(好ましくは織られた)第二の糸のアセンブリも含む。
【0011】
本発明による方法では、糸層は、それが巻取られた単数の支持体、または複数の支持体(平行糸がある場合)から繰り出されることが最も多い。
【0012】
(たとえば0.5〜5m/分の速度で移動する)糸層は、層を構成する材料の融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する材料の変成温度よりも低い温度で層が加熱される少なくとも一つのゾーン内を通過する。本発明では「変成温度」は、拡大解釈により、(従来、当業者が規定し理解しているように)材料を構成する分子の分解が観察される最低温度、または、材料の発火、材料が完全な状態ではなくなること(材料が層外に流出)、あるいは材料の好ましくない着色(たとえば黄色化)など、材料の好ましくない変化が観察される最低温度を表わす。この変成温度は、熱重量測定によりおよび/または前述の効果のうちの一つが発生する最低温度を記録することにより通常の方法で評価することができる。
【0013】
本発明では、糸層は、圧縮後、融点がより低い材料を介して糸の少なくとも一部を相互に結合でき、また(格子型構造を求める場合を除く)大部分の場合、中実またはほぼ中実な構造、すなわち空隙体積率が5%未満の構造を得ることができるよう十分に加熱される。ガラス/有機材料複合プレートの場合、空隙体積率Vvは、次式に従って燃焼損により測定するガラスの質量率(taux massique)Mf、ガラスファイバの比重ρf(2.6g/cm3に等しい)、有機材料の比重ρmおよび複合材の比重ρから計算する。
【0014】
v=1−ρ[Mf/ρf+(1−Mf)/ρm
たとえば、糸層がガラスおよびポリプロピレンで構成されている場合には加熱温度は190から230℃とすることができ、層がガラスおよびポリテレフタル酸エチレン(PET)で構成されている場合には加熱温度は280から310℃とすることができ、層がガラスおよびポリテレフタル酸ブチレン(PBT)で構成されている場合には加熱温度は270から280〜290℃とすることができる。
【0015】
製造工程中、糸層の内部で坦体構造(または十分に剛性の構造)が必ず維持されるようにするために、好ましくは、融点のより低い材料は、融点のより高い材料の融点より少なくとも40℃、好ましくは少なくとも50℃低い融点を有する。
【0016】
加熱を行うために、通常、好ましくは、少なくとも一つの炉または照射装置、好ましくは少なくとも一つの赤外線放射装置(たとえば炉または赤外線ランプまたはパネル...の形状の)および/または少なくとも一つの熱空気送風装置(たとえば強制対流熱空気炉)を使用する。
【0017】
本発明による方法の重要な第二段階では、糸層は、加熱された、少なくとも一つの「回転」(バーを長さ方向に横断する軸を中心とする回転)バー上を通過する。このバーは場合によっては前述の加熱ゾーン内にあることも可能であるが、通常は、前記加熱ゾーンの出口にあるか前記加熱ゾーンに続く。そのとき層は既に加熱された状態、好ましくは「部分的に」溶融した状態、すなわち、これらの構成材料の一つが溶融した状態、または場合によっては軟化した状態になっている。回転バーは、前述の加熱ゾーンの温度に近い温度またはそれと(数度または数十度、たとえばプラス側またはマイナス側に30℃)異なる温度で加熱することができるが、好ましくは、前記加熱ゾーンの温度以上の温度で加熱される。
【0018】
このバーを使用することはいくつもの長所を有する。すなわちこのバーにより、場合によっては、糸層を、(通常、少なくとも一つの二シリンダ型カレンダの形態の)圧縮装置に対して選択された角度にもってくることができることから、圧縮装置が冷却したとき、層とこの装置とが強く接触することを圧縮前に防止することができ、加熱された回転バーにより場合によっては層内の糸を再編成することもでき、また、融点のより低い材料が溶融した後に通常認められる起伏の大部分または過半部分を取り除くことができ、その際、溶融した材料がバー上に付着または堆積することがない。回転するだけのバーまたは加熱されるだけのバーを使用する場合、これらの長所は同時には得られない。溶融材料は最終的に層上に再度付着して、得られる複合テープの内部に形状不良をきたすことから、バー上に溶融材料が堆積することは防止しなければならない。また、バーを使用することにより、得られるテープの緻密度および表面状態を向上させることも可能である。
【0019】
バーは円筒形またはほぼ円筒形であるか、断面が円形またはほぼ円形であることが好ましいが、断面は異なっていてもいなくてもよい。有利には、(特にカレンダのシリンダと比較して)バーの直径は小さく、さらに、このバーの直径はその長さと比較して通常小さい(たとえば直径に対する長さの比の値が15を超えることがまれであるカレンダのシリンダとは異なり、このバーの直径に対する長さの比率は通常20を超える)。バーの直径は通常、1〜10cmであり、好ましくは2.5〜6cmであり、有利には熱に耐え、付着防止性の皮膜で被覆され、バーはたとえば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)で被覆された鋼で製造される。有利にはバーは、糸層の除皺を支援する単数または複数のら旋形溝、あるいは対向するら旋形態の浮き彫りを有することができ、場合によっては若干湾曲していてもよい。
【0020】
バーの回転周速は、特にバーの直径が1〜4cm程度である時には、製造設備内の層の移動速度以上(たとえば、層の移動速度が0.1〜2.5m/minの場合、0.1〜10m/min程度、好ましくは0.5〜5m/min)とすることができ、特にバーが4cmを超える直径を有する時には、層の移動速度以下(たとえば、層の移動速度が0.5〜2.5m/minの場合、0.25〜2.2m/min程度)とすることができる。バーの回転は、特にバーが4cmを超える直径を有するときには、層の進行方向と同じ方向であっても、あるいは反対方向であってもよい。
【0021】
通常、本発明による方法を実施するのには単一のバーで必要十分である。しかしながら、特に層が大きな起伏を有するときには、本発明による二つの(さらには二つを超える)加熱された回転バーを使用することができ、その場合、これらのバーは順に設置されるので、糸は各バーを次々に通過(すなわち一つを通過した後、他方を通過)する。
【0022】
本発明によれば、好ましくは、ガラス糸層は、層の内部のフィラメントの有意な再編成を得るために、少なくとも一つの加熱された回転バー(または、複数のバーがある場合には各加熱された回転バー)と、45〜200°の範囲の中心角が規定する(または対する)バーの部分(あるいは中心角に対する円弧)とに接触するようになる(すなわち層は、バーの円周のうちの12.5〜55.5%となる部分の上を通過する)。
【0023】
加熱された糸層は、単数または複数のバーを通過した後、たとえば少なくとも一つの二シリンダ型カレンダなどの圧縮装置により圧縮される。たとえばカレンダの二つのシリンダ間を同時に層が通過するときなど、圧縮装置内を層が通過するときに層に加えられる力は通常数kgf/cm、さらには数十kgf/cmである(この点について留意すべきは、カレンダのシリンダとは違い、前述の単数(または複数の)回転バーでは層を圧縮することができず、また層を圧縮することを目的とするものではなく、各バーのレベルで加えられる唯一の力は層の張力でありこれは通常0.5kgf/cmを超えることがないことである)。
【0024】
圧縮装置内に加えられる圧力により糸層は圧縮され、得られた構造は冷却により硬化されるが、この冷却は少なくとも部分的には圧縮と同時に行うことが可能であり、また、熱間圧縮段階の後に行うことも可能である。
【0025】
圧縮装置は、少なくとも一つのカレンダ、特に、融点の低い方の材料を凝固させるために、この材料の凝固点より低い温度に維持されるカレンダ(このカレンダはたとえば20〜150℃の温度に維持される)を備えることができる。
【0026】
圧縮装置は、特に、非常に厚い場合であって、きわめて優れた平面性および/または高い製造速度を所望する場合には、複数のカレンダを備えることもできる。また特に、融点が高い材料または結晶化速度が速い材料(たとえばポリエステル)を利用する場合、および中実またはほぼ中実なプレートを得ようとする場合には、単数(または複数の)バーの出口のところで、圧縮装置のカレンダ(または少なくとも第一カレンダ)を、75℃を超える温度、好ましくは100℃、さらには150℃を超える温度で加熱することが望ましいことがある。この場合、好ましくは加熱されたカレンダのシリンダをたとえばPTFEを主成分とする付着防止皮膜で被覆し、および/または、各シリンダと糸層の間に離型フィルム(シリコーンペーパ、または、たとえばPTFEを塗布したガラス布製)を繰り出す(場合によってはこのフィルムは連続テープの形態とすることもできる)。
【0027】
本発明の一実施形態によれば、圧縮装置は、(特に単数または複数のカレンダを有する)高温ゾーンと、(バー、プレート...の形態の冷却要素、および場合によっては単数または複数のカレンダを有する)後続の低温ゾーンとを備えるテーププレス(たとえば、鋼製、ガラス布、またはアラミド布のテープを備え、好ましくは布にPTFEを塗布したもの)を備えるか、テーププレスで構成することができる。
【0028】
前述の圧縮装置の出口で得られる複合テープの冷却を促進するために、このテープは、テープとの接触を向上するために中央を若干高くした、内部を冷水が循環する冷却テーブルの上を通過することができる。冷却および/または接触をさらに向上させるために、テーブルを、好ましくは(たとえば水の循環により)冷却される圧縮ローラおよび/または自由支持状態または押圧された単数(または複数)の冷却されたプレートおよび/または単数または複数の送風ノズルに結合することができ、および/または、たとえばテーブルの出口に位置する取り出しローラによりテープを引くことが可能である。
【0029】
複合テープは、圧縮および冷却後、テープの厚さに応じて直径が決まるリールに巻き取るか(形成されたプレートは巻き取られたテープに対応する)、複数のプレートを形成するように切断装置(たとえば裁断装置または丸のこ装置)により切断することができる。
【0030】
本発明による方法は複数の変形形態を有する。特に、より厚いプレートを形成するために複数の糸層を結合することが可能である。従って本発明の一実施形態によれば、
・ 異なる融点を有する少なくとも二つの材料を含む第一の糸層を、前記融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する第一層の材料の変成温度よりも低い温度で層が加熱される第一ゾーンに連続的に投入し、
・ 異なる融点を有する少なくとも二つの材料を含む第二の糸層を、前記融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する第二層の材料の変成温度よりも低い温度で第二層が加熱されるゾーン(通常は第二ゾーン)に連続的に同時に投入し、
・ 第一層を、第一層の材料の融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する材料の変成温度よりも低い温度で加熱される一つまたは一連の第一の加熱された回転バー上を通過させ、
・ 第二層を、第二層の材料の融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する材料の変成温度よりも低い温度で加熱される一つまたは一連の第二の加熱された回転バー上を同時に通過させ、
・ 二つの層を結合し、バーまたは一連のバーのうちの少なくとも一つから出たところで同時にそれを圧縮し、複合テープが形成されるように全体を冷却し、
・ 単数または複数の複合プレートの形態のテープを回収する。
【0031】
この実施形態により、より厚いプレートを得ることができる。同様に、所望するプレートの厚さに応じて複数の糸層を結合することができ、各層は加熱ゾーン、次に一つまたは一連のバー上を通過し、全層は、一つのバーまたは複数のバーまたは複数連のバーから出たところで単数または複数の段階で組み合わされ、その後、アセンブリを圧縮する。特に、第一層を、バーから出てきたところでたとえば二つずつ結合させることが可能であり、層アセンブリの最終結合は、最後の層または最後の対またはアセンブリの層が単数または複数のバーを通過して出てきたところで行うことから、結合された単数枚または複数枚の層は、場合によっては、圧縮および/または再加熱された後、最終的に結合される。このような形態を、後で特に図2に示す。
【0032】
また、アセンブリを圧縮する前に、単数または複数の表面フィルムを層または結合層の一つまたは二つの面上に繰り出すこともでき、これらのフィルムは層に熱間接着する。これらのフィルムは、糸層の材料(または材料のうちの一つ)と同一であっても異なっていてもよい(フィルムは金属、有機物等とすることができる)が、単数(複数)の層内にある融点がより低い材料の性状に近い性状の被覆を有することが好ましい。
【0033】
より一般的には、単数または複数のプレート、または格子、または他の平面構造(たとえば糸、格子、織布、ハニカム構造、あるいは、主に金属、ポリマー性、無機質、または木製の性質の、粉末または液体、箔、パネル、またはフィルムの形態の要素を含む構造)であって、連続または不連続で、層とは異なり、得られる複合プレートに、特有な特性(異なる性状の糸による追加的補強、機械特性の向上、対電磁放射保護、断熱または防音の向上、軽量化複合構造、型込性の向上、表面の外観...)を付与するものを、単数または複数の層上に設置することおよび/または複数の層間に挿入することが可能である。
【0034】
本発明は、本方法の実施装置にも関する。この装置は、
a)少なくとも一つの糸層を供給する単数または複数の装置(または機構)と、
b)少なくとも一つの層加熱装置(または機構)と、
c)層の通路上の、少なくとも一つの加熱された回転バーと、
d)層を圧縮し場合によっては冷却する少なくとも一つの装置(または機構)と
を含む。
【0035】
本発明によれば、有利には、前述の機構a、b、c、およびdは異なる機構であり、従って本発明による装置は、各々が個別の機能を果たす少なくとも四つの異なる機構を備える。
【0036】
本発明による装置は、少なくとも一つの切断装置および/または複合プレートの回収装置を備えることもできる。また、本発明による装置は、圧縮装置dとは異なる少なくとも一つの層冷却装置を備えることもできる。
【0037】
本発明による方法の諸段階の組み合わせることにより得られる複合プレートは、プレート内に埋設され、プレートの製造時、一般に少なくとも一部がプレートの移動方向に配設され、好ましくは他の部分(あるいは、少なくともそのフィラメントの他の一部)が移動方向を横断する方向にも配設された融点がより高い材料のフィラメント(通常は補強フィラメント)を含む。従ってプレートは、第一方向に従ってほぼ平行に配設された融点のより高いフィラメント材料の少なくとも一つのアセンブリと、場合によっては、好ましくは第一方向を横断する第二方向に従ってほぼ平行に配設された融点のより高いフィラメント材料の少なくとも一つの第二アセンブリとを備え、これらフィラメントは全て融点の低い方の材料内に埋設され、フィラメント材料の方向に対して各フィラメントに起伏(あるいは変位)があった場合、その大きさは0.5mm未満である(従来の複合プレート製造方法では起伏の大きさは2〜6mmに達することがある)。さらに、本発明により得られる中実プレートは、空隙体積率が5%未満である。
【0038】
本発明の他の長所および特徴は、本発明を非限定的に図示する以下の図面から明らかになろう。
【0039】
【発明の実施の形態】
図1に示す実施形態では、供給装置(繰り出し装置)A1からガラス/ポリプロピレン混交糸の織布1が供給される。この織布は、直径が10〜20cmのバイパスローラ2を通過し、次に、織布内のポリプロピレンフィラメントが溶融される赤外線放射炉3に入る。次に織布は、直径が1〜5cmでPTFEで被覆され、ポリプロピレンの融点より高い温度で加熱され、調節可能な回転速度で織布の移動方向とは反対の方向に回転する鋼製のバー4の上で部分的溶融状態になる。
【0040】
このようにして、バーと織布に働く(特に繰り出しの)張力の双方により除皺され、一列になったガラスフィラメントを有する織布は、次に、ポリプロピレンの凝固点より低い温度に維持された、直径が各々20〜80cmの二シリンダ型カレンダ5に入り、複合テープBの形態で出てきて、冷却テーブル6で冷却される。テープと冷却テーブルとの間の接触を向上させるために、テープは取り込みローラ7により引き込まれ、冷却された圧縮ローラ8によりテーブルに押し付けられる。
【0041】
次にテープはリール(図示せず)に巻かれるか、追従台上に設置されたたとえば丸のこ装置などの装置により板状に切断される。
【0042】
本発明のこの実施形態では、第二供給装置A2から別のガラス/ポリプロピレン混交糸の織布9を供給することも可能であり、二つの供給装置は製造ラインの両側に垂直に配設される(織布を垂直に供給することにより加熱後の織布のたわみを防ぐことができる)。第二の織布は、バイパスローラ10を通過した後、別の赤外線放射炉11に入り、次に、PTFEで被覆され、前述の第一バーの温度とほぼ同じ温度で加熱された別の鋼製のバー12上に移動する。次に織布1および9はカレンダ5により同時に圧縮され、一枚だけの織布を使用する場合よりも厚いテープを形成する。
【0043】
この実施形態では、溶融により、一つまたは二つの表面フィルム13および/または14をテープの片面または両面に接着することもできる。
【0044】
張力を制御した状態で繰り出し装置16から繰り出される(たとえば同じ性質の)プレート15を二つの織布1と9の間に挿入することにより、より厚いプレートを得ることも可能である。プレート15の表面は、カレンダ5内でプレート/織布のアセンブリを最大限に圧縮するために、炉17によりあらかじめ加熱される。
【0045】
図2に示す実施形態では、二つの織布の間に挿入される上に記載のプレートを、別の二つの織布、すなわち供給装置A3、A4から供給され、バイパスローラ20、21、次に赤外線放射炉22、23、次に前述の二つのバーと同様のバー24、25を通過し、次いでカレンダ5により同時に圧縮され、上記の織布の第一テープを形成する二つの織布18、19を組み付けることにより得られる織布の第一テープB’で置き換える。この実施形態はいわば二つの溶融/カレンダモジュールを使用するものである。
【0046】
図3に示す実施形態では、図2に示す実施形態に対し以下のような変更が行われる。すなわち四つの織布1、9、18、19は、それが同時に圧縮されるカレンダ5のレベルで直接組み付けられ、各織布は繰り出し装置から供給され、赤外線放射炉内であらかじめ加熱されてある。各織布は、カレンダ内で圧縮される前に、除皺効果を上げるために、同様の二つの加熱された回転バー(4、12、24、25、26、27、28、29)上にそれぞれ移動し、さらにこれらのバーにより織布はカレンダ5のレベルで選択された角度にされ、カレンダのレベルで全織布を直接結合させることができる。
【0047】
図4に示す実施形態では、ガラス/ポリテレフタル酸エチレン(PET)混交糸の織布からプレートを製造するために、図1に示す装置と同様の装置を使用する。この実施形態では、今度はカレンダ30が加熱され、カレンダのシリンダはPTFEで被覆されている。
【0048】
カレンダ30のシリンダ上に依然としてポリマーが付着している場合には、シリコーンペーパ、または、たとえばPTFEを塗布したガラス布の二つの離型フィルム31および32を同時に繰り出すのが有利なことがある。これらのフィルムは各々繰り出し装置33および34から供給され、各々回転中の支持体35および36に巻き取られる。この構成は表面フィルム13および14の接着を禁じるものではない。二つのガラス/PTFE離型フィルムよりも、同じ性質の(またはアラミド/PTFEあるいは金属製の)二つの連続テープ37および38の方が好ましいことがある。
【0049】
きわめて厚肉の場合であって、非常にすぐれた平面度を必要とする場合には、冷却テーブル6を複数のダブルローラカレンダに置き換えることが有利であることがある。従って、図5に示す実施形態では、図3の装置の冷却テーブルを二つのカレンダ39および40に置き換える。
【0050】
第一カレンダ5を加熱する必要がある場合には、場合によっては追加の二つのカレンダ間も通過する二つの離型テープ41および42を設置することも可能である。
【0051】
また、単数または複数のカレンダ、および場合によっては冷却テーブルを、図6(たとえば図5の装置と同様の、回転バーの上流側の装置、図示せず)に示すようなテーププレスで置き換えることも可能である。このプレスは高温ゾーン(シリンダ43、プレート44および45、ならびに場合によってはカレンダ46)と、低温ゾーン(場合によってはカレンダ46、ならびにプレート47および48)と、たとえばPTFEを塗布したガラス(またはアラミド)布のテープ49、50とを備える。
【0052】
以下の例は、本発明による方法ならびにこの方法により得られる製品を非限定的に示すものである。
【0053】
例1
60重量%のガラスと、40重量%の塊内黒色ポリプロピレンとで構成される幅1.3m、厚さ1mmのプレートを製造するために、図1を参照して説明した設備(要素13〜17がない)のような単一カレンダ設備を使用する。
【0054】
ガラスが60重量%、ポリプロピレンが40重量%の790テックスの混交ロウビング(roving)糸で形成される710g/m2の二つの織布を、14kW程度の同様の電力の個々の炉内で各々加熱する。織布の表面における温度は約190℃である。直径32mmの除皺バーは230℃で加熱され、7回転/分(0.7m/min)の速度で織布の移動方向とは反対の方向に回転する。
【0055】
各々が直径300mmの二つのシリンダを備える40℃のカレンダが、2600daN/mの力で織布を押圧する。
【0056】
プレートは、1.3m/minの速度で連続的に出てくる。このプレートは、直径が少なくとも160mmのリールに巻き取ることができる。
【0057】
得られたプレートの空隙体積率は5%未満であり、そのためこのプレートは、サイクルが1分未満の低温型または加熱型(たとえば80℃)での熱成形に適する。
【0058】
例2
60重量%のガラスと、40重量%の塊内黒色ポリプロピレンとで構成される幅1.3m、厚さ2mmのプレートを製造するために、例1で得られるプレート(図1のプレート15)を繰り出す第三の繰り出し装置を具備する例1の設備を使用する。
【0059】
例1で使用される織布と同様の710g/m2の二つの織布を、例1で使用される炉と同様の炉内で加熱する。織布の表面における温度は約210℃である。直径32mmの除皺バーは230℃で加熱され、7回転/分の速度で織布の移動方向とは反対の方向に回転する。
【0060】
心材のプレートは、約10kWに調整された炉内で130℃で加熱される。
【0061】
厚さ50μmの黒色ポリプロピレン製の二つの表面フィルム(図1のフィルム13、14)は、織布と心材のプレートとを組み合わせることにより得られるテープの面に熱間接着される。
【0062】
各々が直径300mmの二つのシリンダを備える65℃のカレンダは、2600daN/mの力でテープを押圧する。
【0063】
四つの織布と二つの黒色フィルムとで形成されるテープは、1.2m/minの速度で連続的に出てくる。テープは、長さ2mのプレートを作製するために横方向に切断される。
【0064】
得られた各プレートの空隙体積率は5%未満である。
【0065】
例3
75重量%のガラスと、25重量%の加工していないポリプロピレンとで構成される幅1.5m、厚さ1mmのプレートを製造するために、ガラス75%、ポリプロピレン25%の0.4mmのプレートを繰り出す第三の繰り出し装置を具備する例1の設備を使用する。
【0066】
ガラスが75重量%、ポリプロピレンが25重量%の690テックスの混交ロウビング糸から形成される560g/m2の二つの織布を、例1で使用される炉と同様の炉内で加熱する。織布の表面における温度は約220℃である。直径が約30mmの除皺バーは230℃で加熱され、7回転/分の速度で織布の移動方向とは反対の方向に回転する。
【0067】
心材のプレートは、約10kWに調整された炉内で130℃で加熱される。
【0068】
各々が直径300mmの二つのシリンダを備える34℃のカレンダが、3600daN/mの力でアセンブリを押圧する。
【0069】
三つの要素で形成されるテープは、1.2m/minの速度で連続的に出てくる。テープは長さ1.5mのプレートに切断される。
【0070】
例4
65重量%のガラスと、35重量%の加工されていないPETで構成される幅1.4m、厚さ1mmのプレートを製造するために、例3の設備を使用する。
【0071】
ガラスが65%、PETが35%の730テックスの混交ロウビング糸で構成される660g/m2の二つの織布を、温度が約290℃で加熱する。直径32mmの除皺バーは290℃で加熱され、7回転/分の速度で織布の移動方向とは反対の方向に回転する。
【0072】
ガラスが65%、PETが35%の心材のプレートは、約14kWに調整された炉内で220℃で加熱される。
【0073】
直径300mmの二つのシリンダを備えPTFEで被覆された200℃のカレンダが、約3850daN/mの力でアセンブリを押圧する。
【0074】
三つの織布で形成されるテープは、1m/minの速度で連続的に出てくる。テープは長さ2.5mのプレートに切断される。
【0075】
例5
65重量%のガラスと、35重量%の加工されていないPBTで構成される幅1.4m、厚さ1mmのプレートを製造するために、例3の設備を使用する。
【0076】
ガラスが65%、PBTが35%の730テックスの混交ロウビング糸で構成される660g/m2の二つの織布を、約280℃の温度で加熱する。直径50mmの除皺バーは290℃で加熱され、0.9m/分の速度で織布の移動方向に回転する。
【0077】
ガラスが65%、PBTが35%の心材のプレートは、約12kWに調整された炉内で約210℃で加熱される。
【0078】
120〜140℃で鋼製の直径300mmの二つのシリンダを備えたカレンダは、約3850daN/mの力でアセンブリを押圧する。
【0079】
三つの織布で形成されるテープは、1m/minの速度で連続的に出てくる。テープは直径300mmのリールに巻き取られる。
【0080】
本発明の方法により成形されるプレートは、熱成形による製品、特に大寸の平型製品、あるいは機械保護カバーまたはケーシングの製造にきわめて適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施方法を行うことができる装置の略図である。
【図2】本発明の第二実施方法を行うことができる装置の略図である。
【図3】本発明の第三実施方法を行うことができる装置の略図である。
【図4】本発明の第四実施方法を行うことができる装置の略図である。
【図5】本発明の第五実施方法を行うことができる装置の略図である。
【図6】本発明を実施する装置の一部分の略図である。
【符号の説明】
1、9、18、19 織布
2、10、20、21 バイパスローラ
3、11、22、23 赤外線放射炉
4、12、24、25、26、27、28、29 バー
5、30、39、40、46 カレンダ
6 冷却テーブル
7 取り込みローラ
8 圧縮ローラ
13、14 表面フィルム
15 プレート
16、33、34 繰り出し装置
17 炉
18、19 織布
31、32 離型フィルム
35、36 支持体
37、38 連続テープ
41、42 離型テープ
43 シリンダ
44、45、47、48 プレート
49、50 テープ
1、A2、A3、A4 供給装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a composite plate and an apparatus for carrying out said method. The invention also relates to the resulting composite product.
[0002]
[Prior art]
Starting with a woven fabric formed of both reinforcing and thermoplastic yarns as described in utility model FR2500320, the woven fabric is laminated and then the resulting laminate is hot pressed By doing so, it is already known to produce composite plates in the form of panels or curved parts. Such a method has the disadvantage of being an intermittent method.
[0003]
On the other hand, the French patent application registered in France under registration number 96/00578 is a series of woven fabrics placed on a conveyor and then preheated in a hot air oven (US Pat. No. 4,277,539). Composites based on glass / organic material fabrics, which are fed into "tape presses" (of the type of press described in the issue), where the fabrics are continuously heated and cooled and compressed overall Describes the plate manufacturing method. Such a method is high-speed, and a plate having excellent mechanical properties suitable for molding by a mold can be obtained.
[0004]
However, for some of these plates, longitudinal (conveyor direction of movement) or lateral due to poor re-weaving of the yarn after the pre-heating stage, or lateral shrinkage of the woven cloth after that stage. Misalignment of glass filaments in the direction (existence of undulations) is observed. These defects can be negligible in many applications, but they are very special applications (especially large sized flats such as cargo handling planks and supply planks that cause faulty alignment of the filament inside the product). In the production of mold thermoformed products, this may not be preferred.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is an improved method and apparatus for manufacturing composite plates, which does not have the disadvantages of the existing methods and apparatuses described above, and is particularly suitable for the production of thermoformed flat products having improved characteristics. It is an object to provide a method and an apparatus capable of obtaining a plate.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
This purpose is
The at least one yarn layer comprising at least two materials having different melting points is heated at a temperature comprised between said melting points and lower than the transformation temperature of the material having the lower melting point Continuously in the zone,
Passing the thread layer over at least one rotating bar heated at a temperature comprised between said melting points and lower than the transformation temperature of the material having the lower melting point;
Compressing the thread layer from the bar or bars and cooling the thread layer so that a composite tape is formed;
Collecting the tape in the form of one or more composite plates;
This is achieved by the method according to the invention comprising:
[0007]
According to the present invention, a “plate” is thin compared to its surface area, is usually planar (although it may be curved in some cases), and sometimes in a wound form. Usually means a rigid element with sufficient flexibility to be recovered and stored. It is usually a solid element, but may have holes in some cases (thus the term “plate” expands to also represent the lattice structure according to the invention).
The yarn layer is formed of yarns of at least two materials having different melting points. These two materials can be, for example, a thermoplastic organic material, but are preferably a thermoplastic organic material and a reinforcing material of the thermoplastic organic material (for example, glass, carbon, aramid, etc.). Usually, preferably the layer is composed of one reinforcing material (advantageously glass) and one or possibly a plurality of thermoplastic organic materials. The layer usually comprises 20 to 90% by weight of reinforcing material (preferably glass), preferably 30 to 85% by weight of reinforcing material, more particularly preferably 40 to 80% by weight of reinforcing material. The layers may include some yarns composed of one material and some yarns composed of the other material, and these yarns are arranged alternately in the layer, preferably closely mixed Is done. The layer can also include mixed yarns obtained by simultaneously combining yarns from one material and yarns from the other material, and these mixed yarns are yarns from one material and / or from the other material. It can also be mixed with yarn.
[0008]
Preferably, the yarn layer comprises at least 50% by weight (advantageously at least 80%, more particularly preferably 100%) of mixed yarns, ie yarns composed of filaments of one material and filaments of the other material. The filaments are interlaced (advantageously almost uniformly) inside the yarn, and these yarns are usually said (for example by the methods described in patent applications EP-A-0590695 and EP-A-0616055) It is obtained directly by assembling the filament during the manufacture of the filament. By using a layer with mixed yarns of at least 50% by weight, preferably at least 80%, it is possible in particular to obtain a composite material with more uniform and excellent mechanical properties, and further the production of the composite plate in a short time Also, it is advantageously carried out at a lower pressure. Preferably, these mixed yarns are composed of closely mixed glass filaments and filaments of thermoplastic organic material.
[0009]
In many cases, the yarn layer has the shape of a crossed yarn lattice or lattice assembly, preferably in the form of a woven fabric (usually a woven tape). The same yarn or yarn assembly can be used to form the warp and weft yarns of the woven or lattice, or the warp and weft yarns can be composed of different yarns or a combination of different yarns. Therefore, the yarn layer is, for example, a woven fabric in which the warp yarn is composed of a mixed yarn of organic material / reinforcing material, and the weft yarn is composed of a yarn of 80 to 100% organic material having the same property as that of the organic material of the mixed yarn. It is possible to have the shape of The resulting plate can have reinforcing yarns with a preferential orientation direction (unidirectional plate). In a particular form of unidirectional plate, the yarn layers are advantageously shaped in the form of parallel yarn bundles that are edge-to-edge or marginally spaced (the spacing between the yarns is preferably less than 2 mm). In this embodiment, these yarns are preferably mixed yarns.
[0010]
According to a preferred embodiment of the invention, the layer comprises an assembly of substantially parallel continuous yarns oriented in the direction of movement (longitudinal direction) of the layer during the method, more preferably transverse to this direction. And a second yarn assembly interlaced (preferably woven) with a substantially parallel first yarn assembly directed to.
[0011]
In the process according to the invention, the yarn layer is most often unwound from a single support, or a plurality of supports (if there are parallel yarns) on which it is wound.
[0012]
The yarn layer (moving at a speed of, for example, 0.5 to 5 m / min) is a temperature contained between the melting points of the materials constituting the layer and lower than the transformation temperature of the material having the lower melting point. The layer passes through at least one zone to be heated. In the present invention, the “transformation temperature” is defined as the minimum temperature at which decomposition of the molecules constituting the material is observed, or the ignition of the material, It represents the lowest temperature at which an undesirable change in material is observed, such as the loss of integrity (outflow of material out of the layer) or the undesirable coloration of the material (eg yellowing). This transformation temperature can be evaluated in a conventional manner by thermogravimetry and / or by recording the lowest temperature at which one of the aforementioned effects occurs.
[0013]
In the present invention, after compression, the yarn layer is capable of bonding at least a portion of the yarn to each other through a material with a lower melting point, and in most cases (except when seeking a lattice-type structure) is solid or nearly Heating is sufficient to obtain a solid structure, ie a structure with a void volume fraction of less than 5%. In case of glass / organic material composite plate, void volume ratio V v Is the glass mass fraction (taux massique) M measured by combustion loss according to the following equation f , Specific gravity of glass fiber ρ f (2.6 g / cm Three The specific gravity of organic materials ρ m And the specific gravity ρ of the composite material.
[0014]
V v = 1−ρ [M f / Ρ f + (1-M f ) / Ρ m ]
For example, when the yarn layer is made of glass and polypropylene, the heating temperature can be 190 to 230 ° C., and when the layer is made of glass and poly (ethylene terephthalate) (PET) Can be 280 to 310 ° C., and the heating temperature can be 270 to 280 to 290 ° C. when the layer is composed of glass and polybutylene polyterephthalate (PBT).
[0015]
In order to ensure that the carrier structure (or a sufficiently rigid structure) is maintained inside the yarn layer during the manufacturing process, preferably the lower melting material is at least more than the melting point of the higher melting material. It has a melting point of 40 ° C., preferably at least 50 ° C. lower.
[0016]
In order to carry out the heating, it is usually preferred that at least one furnace or irradiation device, preferably at least one infrared radiation device (for example in the form of a furnace or infrared lamp or panel ...) and / or at least one hot air. A blower (for example, a forced convection hot air furnace) is used.
[0017]
In an important second stage of the method according to the invention, the yarn layer passes over a heated, at least one “rotation” (rotation around an axis transverse to the bar lengthwise) bar. This bar may optionally be in the heating zone described above, but usually at the outlet of the heating zone or following the heating zone. The layer is then already heated, preferably "partially" melted, i.e. one of these constituents is melted or possibly softened. The rotating bar can be heated at a temperature close to the temperature of the aforementioned heating zone or a temperature different from it (several or tens of degrees, for example 30 ° C. on the plus or minus side), but preferably in the heating zone Heated at a temperature higher than the temperature.
[0018]
Using this bar has several advantages. That is, with this bar, in some cases, the yarn layer can be brought at a selected angle with respect to the compression device (usually in the form of at least one two-cylinder calendar) so that when the compression device cools The layer can be prevented from coming into close contact with the device before compression, the heated rotating bar can optionally reorganize the yarn in the layer, and the lower melting point material Most of the undulations or majority that are normally found after melting can be removed without the molten material sticking or depositing on the bar. These advantages cannot be achieved at the same time when using only rotating or heated bars. Since the molten material eventually reapplies on the layer and causes poor shape inside the resulting composite tape, it must be prevented that the molten material is deposited on the bar. Moreover, it is also possible to improve the density and surface state of the tape obtained by using a bar.
[0019]
The bar is preferably cylindrical or substantially cylindrical or has a circular or substantially circular cross section, although the cross section may or may not be different. Advantageously, the diameter of the bar is small (especially compared to the calendar cylinder), and the diameter of the bar is usually small compared to its length (eg the ratio of length to diameter exceeds 15). Unlike the calendar cylinder, which is rare, the ratio of the length to the diameter of this bar is usually greater than 20). The diameter of the bar is usually from 1 to 10 cm, preferably from 2.5 to 6 cm, advantageously coated with a heat-resistant and anti-adhesive coating, the bar is for example made of polytetrafluoroethylene (PTFE) Manufactured with coated steel. Advantageously, the bar can have one or more spiral grooves or opposing spiral reliefs that assist in the stripping of the yarn layer, and in some cases may be slightly curved.
[0020]
The rotational peripheral speed of the bar is not less than the moving speed of the layer in the manufacturing equipment, particularly when the diameter of the bar is about 1 to 4 cm (for example, when the moving speed of the layer is 0.1 to 2.5 m / min, About 1 to 10 m / min, preferably 0.5 to 5 m / min), particularly when the bar has a diameter of more than 4 cm, the layer moving speed or less (for example, the moving speed of the layer is about 0.1 m / min). In the case of 5-2.5 m / min, it can be set to about 0.25-2.2 m / min). The rotation of the bar may be in the same direction as the direction of travel of the layer, or in the opposite direction, especially when the bar has a diameter of more than 4 cm.
[0021]
Usually, a single bar is necessary and sufficient to carry out the method according to the invention. However, especially when the layer has large undulations, two (or even more than two) heated rotating bars according to the invention can be used, in which case these bars are installed in sequence, so that the yarn Passes through each bar one after another (i.e., after passing one, then passing the other).
[0022]
According to the present invention, preferably the glass yarn layer has at least one heated rotating bar (or each heating if there are multiple bars) in order to obtain a significant reorganization of the filaments inside the layer. Rotated bar) and the portion of the bar (or arc relative to the central angle) defined (or opposed) by a central angle in the range of 45-200 ° (ie, the layer is in the circumference of the bar). Pass over 12.5-55.5% of the portion).
[0023]
The heated yarn layer passes through the bar or bars and is then compressed by a compression device such as at least one two-cylinder calendar. For example, when a layer passes between two cylinders of the calendar at the same time, the force applied to the layer when the layer passes through the compression device is usually several kgf / cm, and even several tens kgf / cm (this point Note that, unlike the calendar cylinder, the single (or multiple) rotating bars mentioned above cannot compress the layers and are not intended to compress the layers, The only force applied at the level is the layer tension, which usually does not exceed 0.5 kgf / cm).
[0024]
The yarn layer is compressed by the pressure applied in the compression device, and the resulting structure is cured by cooling, which can be performed at least in part at the same time as the compression, and in the hot compression stage It is also possible to do this after.
[0025]
The compression device is a calendar which is maintained at a temperature below the freezing point of this material in order to solidify at least one calendar, in particular the material with the lower melting point (this calendar is maintained at a temperature of for example 20-150 ° C. ).
[0026]
The compression device can also be equipped with a plurality of calendars, especially if it is very thick and if very good flatness and / or high production rates are desired. Also, especially when using materials with high melting points or materials with a high crystallization rate (eg polyester), and when trying to obtain solid or nearly solid plates, the outlet of the bar (or bars). By the way, it may be desirable to heat the calendar (or at least the first calendar) of the compressor at a temperature above 75 ° C., preferably 100 ° C., and even above 150 ° C. In this case, the heated calender cylinder is preferably coated with an anti-adhesion coating, for example based on PTFE, and / or a release film (silicone paper, or PTFE, for example) between each cylinder and the yarn layer. (Applied glass cloth) is fed out (in some cases this film can be in the form of a continuous tape).
[0027]
According to an embodiment of the invention, the compression device comprises a high temperature zone (especially having one or more calendars), a cooling element (in the form of bars, plates ...) and possibly one or more calendars. With a subsequent cold zone (e.g. comprising a steel, glass cloth or aramid cloth tape, preferably PTFE coated on the cloth) or comprising a tape press it can.
[0028]
In order to promote cooling of the composite tape obtained at the outlet of the aforementioned compression device, this tape passes over a cooling table with chilled water circulating inside, with a slightly higher center to improve contact with the tape. can do. In order to further improve cooling and / or contact, the table is preferably cooled (eg by water circulation) and / or free-supported or pressed singly (or plural) chilled plates and It can be coupled to one or more blast nozzles and / or the tape can be pulled by a take-off roller located at the outlet of the table, for example.
[0029]
The composite tape is wound on a reel whose diameter is determined depending on the thickness of the tape after compression and cooling (the formed plate corresponds to the wound tape) or a cutting device to form a plurality of plates It can be cut by (for example, a cutting device or a circular saw device).
[0030]
The method according to the invention has several variants. In particular, it is possible to combine a plurality of yarn layers to form a thicker plate. Thus, according to one embodiment of the present invention,
The first yarn layer comprising at least two materials having different melting points is heated at a temperature comprised between said melting points and lower than the transformation temperature of the first layer material having the lower melting point; Continuously into the heated first zone,
The second yarn layer comprising at least two materials having different melting points is heated at a temperature that is between the melting points and lower than the transformation temperature of the second layer material having the lower melting point. Continuously and simultaneously throw into the zone where the layer is heated (usually the second zone)
The first layer is heated at a temperature comprised between the melting points of the material of the first layer and lower than the transformation temperature of the material having the lower melting point; Pass over the rotating bar
The second layer is heated at a temperature comprised between the melting points of the materials of the second layer and at a temperature lower than the transformation temperature of the material having the lower melting point; Pass through the rotating bar at the same time,
Combine the two layers and compress it at the same time as it emerges from at least one of the bars or series of bars and cool the whole so that a composite tape is formed,
• Collect tape in the form of one or more composite plates.
[0031]
According to this embodiment, a thicker plate can be obtained. Similarly, multiple yarn layers can be combined depending on the desired plate thickness, with each layer passing over a heating zone and then one or a series of bars, all layers being one bar or multiple Combining in one or more stages at the end of the bar or series of bars and then compressing the assembly. In particular, it is possible to bond the first layers, for example two at a time as they emerge from the bar, and the final combination of the layer assembly is that the last layer or the last pair or layer of the assembly has one or more bars. Because it is done where it passes through, the combined layer or layers are optionally finally combined after being compressed and / or reheated. Such a configuration is shown later in particular in FIG.
[0032]
Also, before compressing the assembly, one or more surface films can be unwound onto one or two sides of the layer or tie layer, and these films are hot bonded to the layers. These films may be the same as or different from the material of the yarn layer (or one of the materials) (the film can be metal, organic, etc.), but a single (multiple) layer It is preferable to have a coating with properties close to those of the material with a lower melting point inside.
[0033]
More generally, one or more plates, or lattices, or other planar structures (eg yarns, lattices, woven fabrics, honeycomb structures, or powders, mainly of metallic, polymeric, inorganic or wooden nature) Or a structure containing elements in the form of liquids, foils, panels, or films), continuous or discontinuous, unlike layers, and characteristic properties (additional reinforcement with yarns of different properties) unique to the resulting composite plate , Improving mechanical properties, protection against electromagnetic radiation, improving thermal insulation or sound insulation, light weight composite structure, improving moldability, surface appearance ... And / or can be inserted between multiple layers.
[0034]
The invention also relates to an apparatus for carrying out the method. This device
a) one or more devices (or mechanisms) for supplying at least one yarn layer;
b) at least one layer heating device (or mechanism);
c) at least one heated rotating bar on the passage of the layer;
d) at least one device (or mechanism) for compressing and optionally cooling the layer;
including.
[0035]
According to the invention, the aforementioned mechanisms a, b, c and d are advantageously different mechanisms, so that the device according to the invention comprises at least four different mechanisms, each performing a separate function.
[0036]
The device according to the invention can also comprise at least one cutting device and / or a recovery device for the composite plate. The device according to the invention can also comprise at least one layer cooling device different from the compression device d.
[0037]
The composite plate obtained by combining the steps of the method according to the invention is embedded in the plate and is generally at least partly arranged in the direction of movement of the plate during the manufacture of the plate, preferably the other part (or alternatively At least the other part of the filament includes a filament (usually a reinforcing filament) of a higher melting point material that is also disposed in a direction transverse to the direction of movement. Thus, the plate is disposed substantially parallel to at least one assembly of higher melting filament material disposed substantially parallel according to the first direction and, optionally, preferably according to a second direction transverse to the first direction. And at least one second assembly of higher melting point filament material, all of which are embedded in the lower melting point material and each filament has relief (or displacement) relative to the direction of the filament material. The size is less than 0.5 mm (in the conventional composite plate manufacturing method, the size of the undulation may reach 2 to 6 mm). Furthermore, the solid plate obtained by the present invention has a void volume ratio of less than 5%.
[0038]
Other advantages and features of the invention will become apparent from the following drawings, which illustrate the invention in a non-limiting manner.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the embodiment shown in FIG. 1, a supply device (feeding device) A 1 Is supplied with a woven fabric 1 of glass / polypropylene mixed yarn. This woven fabric passes through a bypass roller 2 having a diameter of 10 to 20 cm, and then enters an infrared radiation furnace 3 where the polypropylene filaments in the woven fabric are melted. The woven fabric is then coated with PTFE with a diameter of 1-5 cm, heated at a temperature above the melting point of polypropylene, and rotated in a direction opposite to the direction of movement of the woven fabric at an adjustable rotational speed. 4 is partially molten.
[0040]
In this way, the woven fabric with the glass filaments in a row, which was removed by both the bar and the tension (especially the payout) acting on the woven fabric, was then maintained at a temperature below the freezing point of the polypropylene, It enters a two-cylinder calendar 5 having a diameter of 20 to 80 cm each, comes out in the form of a composite tape B, and is cooled by a cooling table 6. In order to improve the contact between the tape and the cooling table, the tape is drawn by the take-in roller 7 and pressed against the table by the cooled compression roller 8.
[0041]
Next, the tape is wound on a reel (not shown) or cut into a plate shape by a device such as a circular saw device installed on a follower.
[0042]
In this embodiment of the invention, the second supply device A 2 It is also possible to supply another glass / polypropylene mixed woven fabric 9 from the two, the two supply devices being arranged vertically on both sides of the production line (after heating by supplying the woven fabric vertically) Can prevent warping of the woven fabric). After passing through the bypass roller 10, the second woven fabric enters another infrared radiation furnace 11 and is then coated with PTFE and another steel heated at about the same temperature as the first bar described above. Move to the bar 12 made of metal. Next, the woven fabrics 1 and 9 are simultaneously compressed by the calendar 5 to form a thicker tape than when only one woven fabric is used.
[0043]
In this embodiment, one or two surface films 13 and / or 14 can also be bonded to one or both sides of the tape by melting.
[0044]
It is also possible to obtain a thicker plate by inserting a plate 15 (for example, of the same nature) fed from the feeding device 16 with tension controlled between the two woven fabrics 1 and 9. The surface of the plate 15 is preheated by a furnace 17 to maximize compression of the plate / woven assembly within the calendar 5.
[0045]
In the embodiment shown in FIG. 2, the above-described plate inserted between two woven fabrics is replaced with another two woven fabrics, namely the feeding device A. Three , A Four From the bypass rollers 20, 21, then the infrared radiation furnaces 22, 23, then the same bars 24, 25 as the above two bars, and then simultaneously compressed by the calender 5, The first tape B ′ of the woven fabric obtained by assembling the two woven fabrics 18 and 19 forming the first tape is replaced. This embodiment uses two melting / calendar modules.
[0046]
In the embodiment shown in FIG. 3, the following changes are made to the embodiment shown in FIG. That is, the four woven fabrics 1, 9, 18, and 19 are directly assembled at the level of the calendar 5 to which they are simultaneously compressed, and each woven fabric is supplied from a feeding device and preheated in an infrared radiation furnace. Each woven fabric is placed on two similar heated rotating bars (4, 12, 24, 25, 26, 27, 28, 29) to increase the effect before being compressed in the calendar. Each of these moves further, and these bars cause the woven fabric to have a selected angle at the level of the calendar 5 so that all the woven fabrics can be joined directly at the level of the calendar.
[0047]
In the embodiment shown in FIG. 4, an apparatus similar to the apparatus shown in FIG. 1 is used to produce plates from a woven fabric of glass / polyethylene terephthalate (PET) blended yarn. In this embodiment, the calendar 30 is now heated and the calendar cylinder is covered with PTFE.
[0048]
If the polymer is still deposited on the cylinder of the calendar 30, it may be advantageous to simultaneously feed out two release films 31 and 32 of silicone paper or glass cloth coated with PTFE, for example. These films are respectively fed from the feeding devices 33 and 34 and wound on the rotating supports 35 and 36, respectively. This configuration does not prohibit the adhesion of the surface films 13 and 14. Two continuous tapes 37 and 38 of the same nature (or aramid / PTFE or metal) may be preferred over two glass / PTFE release films.
[0049]
If it is very thick and requires very good flatness, it may be advantageous to replace the cooling table 6 with a plurality of double roller calenders. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 5, the cooling table of the apparatus of FIG. 3 is replaced with two calendars 39 and 40.
[0050]
If it is necessary to heat the first calendar 5, it is possible to install two release tapes 41 and 42 that pass between the two additional calendars.
[0051]
It is also possible to replace the calendar or calendars and possibly the cooling table with a tape press as shown in FIG. 6 (for example, the device upstream of the rotating bar, not shown). Is possible. This press has a high temperature zone (cylinder 43, plates 44 and 45, and optionally calendar 46), a low temperature zone (optional calendar 46 and plates 47 and 48), and glass (or aramid) coated with, for example, PTFE. And cloth tapes 49 and 50.
[0052]
The following examples show in a non-limiting manner the method according to the invention as well as the products obtained by this method.
[0053]
Example 1
In order to produce a plate with a width of 1.3 m and a thickness of 1 mm composed of 60% by weight of glass and 40% by weight of black polypropylene in the mass, the equipment described with reference to FIG. Use a single calendar facility such as
[0054]
710 g / m formed of 790 tex mixed roving yarn with 60% glass by weight and 40% polypropylene by weight 2 The two woven fabrics are each heated in individual furnaces of similar power of about 14 kW. The temperature at the surface of the woven fabric is about 190 ° C. The bar with a diameter of 32 mm is heated at 230 ° C. and rotates in a direction opposite to the moving direction of the woven fabric at a speed of 7 revolutions / minute (0.7 m / min).
[0055]
A 40 ° C. calendar comprising two cylinders each having a diameter of 300 mm presses the woven fabric with a force of 2600 daN / m.
[0056]
The plate comes out continuously at a speed of 1.3 m / min. The plate can be wound on a reel having a diameter of at least 160 mm.
[0057]
The resulting plate has a void volume fraction of less than 5%, so this plate is suitable for thermoforming in low temperature or heated molds (eg 80 ° C.) with a cycle of less than 1 minute.
[0058]
Example 2
In order to produce a plate having a width of 1.3 m and a thickness of 2 mm composed of 60% by weight of glass and 40% by weight of black polypropylene in the mass, the plate obtained in Example 1 (plate 15 in FIG. 1) was used. The equipment of Example 1 having a third feeding device for feeding is used.
[0059]
710 g / m similar to the woven fabric used in Example 1 2 The two fabrics are heated in a furnace similar to the furnace used in Example 1. The temperature at the surface of the woven fabric is about 210 ° C. The bar with a diameter of 32 mm is heated at 230 ° C. and rotates in a direction opposite to the moving direction of the woven fabric at a speed of 7 revolutions / minute.
[0060]
The core plate is heated at 130 ° C. in a furnace adjusted to about 10 kW.
[0061]
Two surface films made of black polypropylene having a thickness of 50 μm (films 13 and 14 in FIG. 1) are hot-bonded to the surface of the tape obtained by combining a woven fabric and a core plate.
[0062]
A 65 ° C. calendar with two cylinders each having a diameter of 300 mm presses the tape with a force of 2600 daN / m.
[0063]
The tape formed of four woven fabrics and two black films comes out continuously at a speed of 1.2 m / min. The tape is cut in the transverse direction to make a 2 m long plate.
[0064]
The void volume ratio of each obtained plate is less than 5%.
[0065]
Example 3
To produce a 1.5m wide, 1mm thick plate composed of 75% by weight glass and 25% by weight unprocessed polypropylene, a 0.4mm plate with 75% glass and 25% polypropylene. The equipment of Example 1 having a third feeding device for feeding out is used.
[0066]
560 g / m formed from 690 tex interlaced roving yarn with 75% glass by weight and 25% by weight polypropylene. 2 The two fabrics are heated in a furnace similar to the furnace used in Example 1. The temperature at the surface of the woven fabric is about 220 ° C. A bar with a diameter of about 30 mm is heated at 230 ° C. and rotates in a direction opposite to the moving direction of the woven fabric at a speed of 7 revolutions / minute.
[0067]
The core plate is heated at 130 ° C. in a furnace adjusted to about 10 kW.
[0068]
A 34 ° C. calendar with two cylinders each 300 mm in diameter presses the assembly with a force of 3600 daN / m.
[0069]
The tape formed by the three elements comes out continuously at a speed of 1.2 m / min. The tape is cut into 1.5 m long plates.
[0070]
Example 4
The equipment of Example 3 is used to produce a 1.4 m wide, 1 mm thick plate composed of 65 wt% glass and 35 wt% unprocessed PET.
[0071]
660 g / m composed of 730-tex mixed roving yarn with 65% glass and 35% PET 2 The two woven fabrics are heated at a temperature of about 290 ° C. A bar with a diameter of 32 mm is heated at 290 ° C. and rotates in a direction opposite to the moving direction of the woven fabric at a speed of 7 revolutions / minute.
[0072]
A core plate of 65% glass and 35% PET is heated at 220 ° C. in a furnace adjusted to about 14 kW.
[0073]
A 200 ° C. calendar with two cylinders 300 mm in diameter and covered with PTFE presses the assembly with a force of about 3850 daN / m.
[0074]
The tape formed of three woven fabrics comes out continuously at a speed of 1 m / min. The tape is cut into 2.5 m long plates.
[0075]
Example 5
The equipment of Example 3 is used to produce a 1.4 m wide, 1 mm thick plate composed of 65 wt% glass and 35 wt% unprocessed PBT.
[0076]
660g / m composed of 730 tex mixed roving yarn with 65% glass and 35% PBT 2 Are heated at a temperature of about 280 ° C. A bar with a diameter of 50 mm is heated at 290 ° C. and rotates in the moving direction of the woven fabric at a speed of 0.9 m / min.
[0077]
A core plate of 65% glass and 35% PBT is heated at about 210 ° C. in a furnace adjusted to about 12 kW.
[0078]
A calender with two steel cylinders with a diameter of 300 mm at 120-140 ° C. presses the assembly with a force of about 3850 daN / m.
[0079]
The tape formed of three woven fabrics comes out continuously at a speed of 1 m / min. The tape is wound on a reel having a diameter of 300 mm.
[0080]
The plates formed by the method of the invention are very suitable for the production of thermoformed products, in particular large flat products, or machine protective covers or casings.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus capable of performing the first method of implementation of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus capable of performing the second method of implementation of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus capable of performing the third method of implementation of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus capable of performing the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus capable of performing the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram of a portion of an apparatus implementing the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 9, 18, 19 Woven fabric
2, 10, 20, 21 Bypass roller
3, 11, 22, 23 Infrared radiation furnace
4, 12, 24, 25, 26, 27, 28, 29 bar
5, 30, 39, 40, 46 Calendar
6 Cooling table
7 Roller
8 Compression roller
13, 14 Surface film
15 plates
16, 33, 34 Feeding device
17 Furnace
18, 19 Woven fabric
31, 32 Release film
35, 36 Support
37, 38 continuous tape
41, 42 Release tape
43 cylinders
44, 45, 47, 48 plates
49, 50 tapes
A 1 , A 2 , A Three , A Four Supply device

Claims (7)

異なる融点を有する少なくとも二つの材料を含む少なくとも一つの糸層を、前記融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する材料の変成温度よりも低い温度で糸層が加熱されるゾーンに連続的に投入し、
糸層を、前記融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する材料の変成温度よりも低い温度で加熱される少なくとも一つの回転バー上を通過させ、
単数または複数のバーから出た糸層を圧縮し、複合テープが形成されるように糸層を冷却し、
単数または複数の複合プレートの形態のテープを回収する
複合プレートの製造方法。
A zone in which at least one yarn layer comprising at least two materials having different melting points is heated at a temperature comprised between said melting points and lower than the transformation temperature of the material having the lower melting point Continuously into
Passing the thread layer over at least one rotating bar heated at a temperature comprised between said melting points and lower than the transformation temperature of the material having the lower melting point;
Compress the thread layer coming out of the bar or bars, cool the thread layer so that a composite tape is formed,
A method of manufacturing a composite plate that collects tape in the form of one or more composite plates.
糸層が、少なくとも50重量%の混交糸を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the yarn layer comprises at least 50% by weight of mixed yarn. 混交糸が、主として密に混交されたガラスフィラメントおよび熱可塑性有機材料のフィラメントで構成されることを特徴とする請求項2に記載の方法。  3. A method according to claim 2, characterized in that the intermingled yarn is mainly composed of closely interlaced glass filaments and filaments of thermoplastic organic material. 糸層が織布の形態であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。  4. A method according to claim 1, wherein the yarn layer is in the form of a woven fabric. 異なる融点を有する少なくとも二つの材料を含む少なくとも一つの別の糸層を、前記融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有する別の糸層の材料の変成温度よりも低い温度で別の糸層が加熱されるゾーンに連続的に投入し、
別の糸層を、別の糸層の材料の融点の間に含まれる温度であって低い方の融点を有するこれら材料の変成温度よりも低い温度で加熱される少なくとも一つの第二回転バー上を通過させ、
二つの層を結合し、それらのバーの少なくとも一つから出たところで同時にそれを圧縮し、複合テープが形成されるように全体を冷却し、
単数または複数の複合プレートの形態のテープを回収する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
At least one further yarn layer comprising at least two materials having different melting points at a temperature comprised between said melting points and lower than the transformation temperature of the material of another yarn layer having a lower melting point. Continuously put into a zone where another yarn layer is heated,
On at least one second rotating bar heated at a temperature comprised between the melting points of the materials of the other yarn layers and below the transformation temperature of these materials having a lower melting point Pass through
Combine the two layers, compress it at the same time out of at least one of their bars, cool the whole so that a composite tape is formed,
The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the tape in the form of one or more composite plates is collected.
少なくとも一つの回転バーから出たところで、複数の織布および/または織布の結合物および/または糸層および/または格子および/またはハニカム構造および/またはプレートおよび/またはフィルムを結合し、同時に圧縮することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。  Combining and simultaneously compressing a plurality of woven fabrics and / or bonded fabrics and / or yarn layers and / or lattices and / or honeycomb structures and / or plates and / or films at least from one rotating bar A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: 少なくとも一つの複合プレートの製造装置であって、
a)少なくとも一つの糸層を供給する単数または複数の機構と、
b)少なくとも一つの糸層加熱機構と、
c)糸層の通路上の、少なくとも一つの加熱された回転バーと、
d)糸層を圧縮し場合によっては冷却する少なくとも一つの機構と
を含む装置。
An apparatus for producing at least one composite plate,
a) one or more mechanisms for supplying at least one yarn layer;
b) at least one yarn layer heating mechanism;
c) at least one heated rotating bar on the passage of the yarn layer;
d) an apparatus comprising at least one mechanism for compressing and optionally cooling the yarn layer.
JP17935698A 1998-06-25 1998-06-25 Composite plate manufacturing method and apparatus Expired - Fee Related JP4119531B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17935698A JP4119531B2 (en) 1998-06-25 1998-06-25 Composite plate manufacturing method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17935698A JP4119531B2 (en) 1998-06-25 1998-06-25 Composite plate manufacturing method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000015726A JP2000015726A (en) 2000-01-18
JP4119531B2 true JP4119531B2 (en) 2008-07-16

Family

ID=16064423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17935698A Expired - Fee Related JP4119531B2 (en) 1998-06-25 1998-06-25 Composite plate manufacturing method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4119531B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7940630B2 (en) 2006-10-18 2011-05-10 Hitachi Media Electronics Co., Ltd. Optical pick up apparatus with a single beam system and having a diffraction grating
US8498190B2 (en) 2011-02-28 2013-07-30 Hitachi Media Electronics Co., Ltd. Optical head using beam dividing element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7940630B2 (en) 2006-10-18 2011-05-10 Hitachi Media Electronics Co., Ltd. Optical pick up apparatus with a single beam system and having a diffraction grating
US7978587B2 (en) 2006-10-18 2011-07-12 Hitachi Media Electronics Co., Ltd. Optical pickup apparatus and optical disc apparatus with a single beam system
US8498190B2 (en) 2011-02-28 2013-07-30 Hitachi Media Electronics Co., Ltd. Optical head using beam dividing element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000015726A (en) 2000-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6294036B1 (en) Method and device for making composite sheets
CA2775053C (en) Thermoplastic composites and methods of making and using same
US5173138A (en) Method and apparatus for the continuous production of cross-plied material
KR101516132B1 (en) Method for manufacturing shaped product by low-pressure molding
US10322530B2 (en) Reinforced thermoplastic-resin multilayer sheet material
US4883552A (en) Pultrusion process and apparatus
US7226518B2 (en) Method and device for making a composite sheet with multiaxial fibrous reinforcement
US20110159763A1 (en) Method and apparatus for the manufacture of composite sheets
US20100086727A1 (en) Method for molding fiber-reinforced thermoplastic composite material, intermediate thereof and composite sheet
CN102218831A (en) Continuous fiber multi-axial enhanced thermoplasticity preconsolidation sheet and preparation method thereof
KR100230025B1 (en) Fiber reinforced porous sheets
CN202115036U (en) Multi-axial yarn bundle reinforced thermoplastic preconsolidation sheet
JP4119531B2 (en) Composite plate manufacturing method and apparatus
JPS5914924A (en) Manufacture of prepreg
US4438053A (en) Making a fibrillated synthetic-resin strand
FI97114C (en) Planar porous composite structure and method for its manufacture
KR100633264B1 (en) Method and apparatus for fabricating composite plate
SK285183B6 (en) Method and device for making composite sheets and composite sheet
AU2010298260B2 (en) Thermoplastic composites and methods of making and using same
JP3667932B2 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus for fiber reinforced sheet
JP2019123242A (en) Blank for obtaining fiber-reinforced resin molded body
CZ297163B6 (en) Process and apparatus for producing composite boards and composite board per se

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050606

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080408

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140502

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees