LU100793B1 - PROCESS FOR PRODUCING THERMOPLASTIC PREIMPREGNE - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING THERMOPLASTIC PREIMPREGNE Download PDF

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Deniz Korkmaz
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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de production de préimprégné thermoplastique qui est développé afin d'être utilisé comme matériau structurel et visuel dans tous domaines industriels, principalement l'aviation, l'industrie de la défense et l'automobile, et qui permet que la résine thermoplastique soit imprégnée dans la toile cousue formée avec un fil de renfort (A). Le but de la présente invention est de proposer un procédé de production de préimprégné thermoplastique qui permet d'appliquer une quantité plus précise de résine aux toiles cousues comprenant un fil de renfort (A) et un fil thermoplastique (B), et d'être traitée plus facilement.The present invention relates to a process for producing thermoplastic prepreg which is developed for use as a structural and visual material in all industrial fields, mainly aviation, defense industry and automobile, and which allows that the thermoplastic resin is impregnated in the sewn fabric formed with a reinforcing thread (A). The object of the present invention is to provide a process for producing thermoplastic prepreg which makes it possible to apply a more precise quantity of resin to the stitched fabrics comprising a reinforcement thread (A) and a thermoplastic thread (B), and to be treated more easily.

Description

PROCEDE DE PRODUCTION DE PREIMPREGNE THERMOPLASTIQUEPROCESS FOR PRODUCING THERMOPLASTIC PREIMPREGNE

Domaine de l’inventionField of the invention

La présente invention se rapporte à un procédé de production de préimprégné thermoplastique qui est développé afin d’être utilisé comme matériau structurel et visuel dans tous domaines industriels, principalement l’aviation, l’industrie de la défense et l’automobile, et qui permet que la résine thermoplastique soit imprégnée dans la toile cousue formée avec un fil qui est fabriqué à partir de fibres de renfort.The present invention relates to a process for producing thermoplastic prepreg which is developed for use as a structural and visual material in all industrial fields, mainly aviation, defense industry and automobile, and which allows that the thermoplastic resin is impregnated into the sewn fabric formed with a yarn which is made from reinforcing fibers.

Arrière-plan de l’inventionBackground of the invention

Les préimprégnés sont divisés en deux catégories principales, à savoir thermodurcissables et thermoplastiques. Le préimprégné thermoplastique est une structure composée de fils imprégnés de résine thermoplastique fabriqués à partir de fibres de renfort. Les préimprégnés thermoplastiques sont très populaires aujourd’hui du fait de leur légèreté, de leur potentiel de recyclage, et de leur résistance aux propriétés de corrosion.Prepregs are divided into two main categories, namely thermosetting and thermoplastics. The thermoplastic prepreg is a structure composed of thermoplastic resin-impregnated yarns made from reinforcing fibers. Thermoplastic prepregs are very popular today because of their light weight, their recycling potential, and their resistance to corrosion properties.

Aujourd’hui, la résine utilisée dans la production de préimprégné thermoplastique est appliquée comme une poudre, un film ou des granulés. Les préimprégnés thermoplastiques qui sont obtenus sont ensuite transformés en un matériau composite qui est le produit final avec des procédés de production tels qu’un thermoformage, un moulage par compression par la chaleur et la pression ou un surmoulage.Today, the resin used in the production of thermoplastic prepreg is applied as a powder, a film or granules. The thermoplastic prepregs that are obtained are then converted to a composite material which is the final product with production processes such as thermoforming, heat compression and pressure molding or overmolding.

Dans une production de préimprégné thermoplastique, des matériaux tels que des polyamides (PA) (polyamide 6 (PA6), polyamide 6,6 (PA66), polyphtalamide (PPA)), un poly(sulfure de phénylène) (PPS), une polysulfone (PSU), une poly(arylèneéthersulfone), des polyoléfines (polyéthylène (PE), polypropylène (PP), etc.), un polyimide (PI), des polyesters, préférablement tels qu’un poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) ou un poly(téréphtalate de butylène) (PBT), une poly(étheréthercétone) (PEEK) peuvent être utilisés.In a thermoplastic prepreg production, materials such as polyamides (PA) (polyamide 6 (PA6), polyamide 6,6 (PA66), polyphthalamide (PPA)), polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone (PSU), poly (arylene ether sulfone), polyolefins (polyethylene (PE), polypropylene (PP), etc.), polyimide (PI), polyesters, preferably such as poly (ethylene terephthalate) (PET) ) or a poly (butylene terephthalate) (PBT), a poly (ether ether ketone) (PEEK) can be used.

Des procédés manuels ou automatiques sont préférés pour l’alimentation de la résine sous forme de poudre, de film et de granulés dans le système. Spécialement des applications de poudre et de granulés utilisées dans une production de préimprégné thermoplastique causent un problème d’homogénéisation lors de la distribution de la résine, une difficulté dans l’utilisation d’une matière première optimum, et une grande quantité de déchets survenant lors de la production.Manual or automatic methods are preferred for feeding the resin in the form of powder, film and granules into the system. Specially applications of powder and granules used in a production of thermoplastic prepreg cause a problem of homogenization during the distribution of the resin, a difficulty in the use of an optimum raw material, and a large amount of waste occurring during from production.

La production de préimprégné thermoplastique est mise en œuvre avec des procédés discontinus ou continus. Dans les procédés tant discontinus que continus, même dans le cas où l’alimentation de la résine sous forme de poudre est automatique, le rapport résine thermoplastique/fibre de renfort ne peut être appliqué à la précision désirée. Des variations surviennent dans les quantités de poudre utilisées par unité de superficie. Dans le cas où elle est alimentée sous forme de granulés, puisque les tailles de particules de résine sont trop grosses, des accumulations surviennent puisqu’une fusion homogène ne peut être effectuée sur le préimprégné thermoplastique. L’imprégnation de la résine dans la structure de fibres n’est pas facile pour la même raison. En d’autres termes, la résine ne peut pénétrer dans la structure composée d’un fil fabriqué à partir d’une fibre de renfort de manière homogène.The production of thermoplastic prepreg is carried out with discontinuous or continuous processes. In both batch and continuous processes, even in the case where the supply of the resin in powder form is automatic, the ratio of thermoplastic resin / reinforcing fiber can not be applied to the desired accuracy. Variations occur in the amounts of powder used per unit area. In the case where it is fed in the form of granules, since the resin particle sizes are too large, accumulations occur since a homogeneous fusion can not be performed on the thermoplastic prepreg. Impregnation of the resin in the fiber structure is not easy for the same reason. In other words, the resin can not penetrate the structure composed of a yarn made from a reinforcing fiber homogeneously.

Le document de Brevet des États-Unis n° US5445701, une demande connue dans l’état de la technique, expose un procédé de résine thermoplastique sous forme de film. Cependant, ce procédé est onéreux, ainsi que des difficultés dans l’alimentation du film compatible pour le matériau thermoplastique désiré peuvent être rencontrées.U.S. Patent No. US5445701, a known application in the state of the art, discloses a process of thermoplastic resin in film form. However, this method is expensive, as well as difficulties in supplying the compatible film for the desired thermoplastic material can be encountered.

Dans le document de Brevet des États-Unis n° US20140030582, une demande connue dans l’état de la technique, l’épaisseur de parois des préimprégnés thermoplastiques de la présente invention peut être produite dans une plage de 0,3 et 6,0 mm. Ladite invention peut fonctionner dans un domaine limité puisqu’elle n’est pas pour des préimprégnés thermoplastiques avec une plus grosse épaisseur de parois.In U.S. Patent No. US20140030582, a known application in the state of the art, the wall thickness of the thermoplastic prepregs of the present invention can be produced in a range of 0.3 and 6.0. mm. Said invention can operate in a limited field since it is not for thermoplastic prepregs with a greater thickness of walls.

Le document de Brevet des États-Unis n° US5464684, une demande connue dans l’état de la technique, expose un procédé de production du fil hybride à base de polyamide. Dans ce procédé, un fil thermoplastique et un fil de renfort sont produits par mélange de l’un avec l’autre par application d’air. Compte tenu de la complexité du processus de mélange de fils et de l’application d’un processus de retordage sur une fibre de carbone qui est très cassante, cela cause une diminution de la résistance linéaire de la fibre de carbone. Résumé de l’inventionU.S. Patent No. US5464684, a known application in the state of the art, discloses a process for producing the polyamide-based hybrid yarn. In this process, a thermoplastic yarn and a reinforcing yarn are produced by mixing with each other by applying air. Given the complexity of the yarn mixing process and the application of a twisting process on a carbon fiber which is very brittle, this causes a decrease in the linear strength of the carbon fiber. Summary of the invention

Le but de la présente invention est de proposer un procédé de production de préimprégné thermoplastique qui permet que la résine utilisée dans l’application de préimprégné pénètre plus dans la toile cousue par rapport aux applications classiques, en d’autres termes qui permet la mouillabilité de la toile formée avec un fil qui est fabriqué à partir d’une fibre de renfort.The object of the present invention is to provide a process for producing thermoplastic prepreg which allows the resin used in the prepreg application to penetrate more into the sewn fabric than conventional applications, in other words which allows the wettability of the web formed with a thread that is made from a reinforcing fiber.

Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de production de préimprégné thermoplastique qui permet d’appliquer une quantité plus précise de résine aux toiles cousues comprenant un fil de renfort et un fil thermoplastique et également d’offrir un traitement plus facile de celles-ci.Another object of the present invention is to provide a process for producing thermoplastic prepreg which makes it possible to apply a more precise quantity of resin to the stitched fabrics comprising a reinforcing thread and a thermoplastic yarn and also to offer an easier treatment of them.

Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention

Le « procédé d’application de préimprégné thermoplastique » développé pour atteindre les buts de la présente invention est illustré sur les figures d’accompagnement, dans lesquelles :The "thermoplastic prepreg application method" developed to achieve the objects of the present invention is illustrated in the accompanying figures, in which:

La Figure 1 est la vue de la toile cousue utilisée pour un préimprégné thermoplastique unidirectionnel fabriqué avec le procédé d’application de préimprégné thermoplastique de l’invention.Figure 1 is the view of the sewn fabric used for a unidirectional thermoplastic prepreg made with the thermoplastic prepreg application method of the invention.

La Figure 2 est la vue de la toile cousue utilisée pour un préimprégné thermoplastique triaxial fabriqué avec le procédé d’application de préimprégné thermoplastique de l’invention.Figure 2 is a view of the sewn fabric used for a triaxial thermoplastic prepreg made with the thermoplastic prepreg application method of the invention.

La Figure 3 est la vue de la toile cousue utilisée pour un préimprégné thermoplastique biaxial fabriqué avec le procédé d’application de préimprégné thermoplastique de l’invention.Figure 3 is a view of the sewn fabric used for a biaxial thermoplastic prepreg made with the thermoplastic prepreg application method of the invention.

La Figure 4 est la vue du fil de couture (C) utilisé dans le procédé d’application de préimprégné thermoplastique de l’invention.Figure 4 is the view of the sewing thread (C) used in the process for applying thermoplastic prepreg of the invention.

Les composants montrés sur les figures reçoivent chacun des numéros de référence comme suit : A. Fil de renfort B. Fil thermoplastique C. Fil de coutureThe components shown in the figures each receive reference numbers as follows: A. Reinforcement wire B. Thermoplastic wire C. Sewing thread

Un préimprégné thermoplastique unidirectionnel est obtenu d’une manière exposée dans l’invention, par exemple, après couture des toiles avec un fil de couture afin de maintenir les toiles unidirectionnelles fabriquées à partir d’un fil thermoplastique utilisé dans une première et une dernière couche de la toile cousue et la toile fabriquée à partir d’un fil de renfort unidirectionnel utilisé dans la couche médiane de la même toile cousue montrée sur la Figure 1.A unidirectional thermoplastic prepreg is obtained in a manner disclosed in the invention, for example, after stitching the fabrics with a sewing thread in order to maintain the unidirectional webs made from a thermoplastic yarn used in a first and a last layer sewn fabric and the fabric made from a unidirectional reinforcement yarn used in the middle layer of the same sewn fabric shown in Figure 1.

Les types de couture utilisés dans la production de toile cousue peuvent être chaînette, tricot et similaire.The types of stitching used in the production of stitched fabric can be chain, knit and the like.

Le procédé de production de préimprégné thermoplastique unidirectionnel, biaxial, triaxial ou multiaxial de l’invention, qui permet que la résine pénètre dans la toile de façon homogène et profonde dans un processus d’imprégnation de résine réalisé afin de renforcer la toile cousue qui est fabriquée, et comprend les étapes de - couture avec le fil de couture afin de combiner les fils thermoplastiques et les fils de renfort déterminés dans une conception de préimprégné thermoplastique lors de la phase de production de toile, - mise en place de chacune des couches unidirectionnelles fabriquées avec un fil de renfort comprenant un fil thermoplastique sur sa surface inférieure et/ou supérieure, - étant composée d’au moins deux couches de telle sorte qu’au moins une des couches comprendra une couche incluant une « fibre de renfort unidirectionnelle », - augmentation de la température de la toile cousue au-dessus du point de ramollissement ou du point de fusion du fil thermoplastique, - application d’une pression (0-100 bar(s)) sur la toile cousue à cette température, - application d’une prétension (0-5 g/tex) sur la toile cousue à cette température, - pénétration de la résine thermoplastique sous forme de fil entre les fibres du fil de renfort dans la toile par fusion, - application de la température et de la pression sur une durée dans une plage de 2-120 minutes, - obtention du produit final prêt à l’emploi par refroidissement jusqu’à ce qu’il atteigne une température inférieure à la température de transition vitreuse (Tg) de la résine sans pression ou sous pression.The process for producing unidirectional, biaxial, triaxial or multiaxial thermoplastic prepreg which allows the resin to penetrate the fabric in a homogeneous and deep manner in a resin impregnation process performed to reinforce the stitched fabric which is manufactured, and includes the steps of - sewing with the sewing thread to combine the thermoplastic yarns and the reinforcing yarns determined in a thermoplastic prepreg design during the fabric production phase, - setting up each of the unidirectional layers fabricated with a reinforcing thread comprising a thermoplastic yarn on its lower and / or upper surface, - being composed of at least two layers so that at least one of the layers will comprise a layer including a "unidirectional reinforcing fiber", - increase of the temperature of the cloth sewn above the softening point or the point of fusion of the thermoplastic yarn, - application of a pressure (0-100 bar (s)) on the fabric sewn at this temperature, - application of a pretension (0-5 g / tex) on the fabric sewn at this temperature, - penetration of the thermoplastic resin in the form of yarn between the fibers of the reinforcement yarn in the fabric by melting, - application of the temperature and pressure over a period of time in a range of 2-120 minutes, - obtaining the final product ready use by cooling until it reaches a temperature below the glass transition temperature (Tg) of the resin without pressure or under pressure.

Dans ladite invention, les fils thermoplastiques utilisés dans la formation de la toile cousue est utilisé sous la forme d’un fil thermoplastique (B) choisi parmi un groupe comprenant des polyamides (tels que le polyamide 6 (PA6), le polyamide 6,6 (PA66), un polyphtalamide (PPA)), un poly(sulfure de phénylène) (PPS), une polysulfone (PSU) (telle qu’une poly(éthersulfone) (PES), une poly(arylèneéthersulfone)), un poly(sulfure d’arylène), un fluoropofymère, un polyacétal, un polycarbonate, un polymère styrénique, des polyoléfines (telles qu’un polyéthylène (PE), un polypropylène (PP)), un polyimide (PI), un poly(étherimide), des polyesters, préférablement un poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) ou un poly(téréphtalate de butylène) (PBT), une poly(étheréthercétone) (PEEK), une poly(éthercétone) (PEK), ou des combinaisons de ceux-ci.In the present invention, the thermoplastic yarns used in forming the sewn fabric are used in the form of a thermoplastic yarn (B) selected from a group comprising polyamides (such as polyamide 6 (PA6), polyamide 6,6 (PA66), polyphthalamide (PPA)), poly (phenylene sulfide) (PPS), polysulfone (PSU) (such as poly (ethersulfone) (PES), poly (arylene ether sulfone)), poly ( arylene sulfide), a fluoropolymer, a polyacetal, a polycarbonate, a styrenic polymer, polyolefins (such as polyethylene (PE), polypropylene (PP)), polyimide (PI), poly (etherimide), polyesters, preferably poly (ethylene terephthalate) (PET) or poly (butylene terephthalate) (PBT), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketone (PEK), or combinations thereof -this.

Dans ladite invention, comme un fil de renfort (A) utilisé dans la formation de la toile cousue, un fil produit à partir d’un matériau choisi parmi le groupe comprenant une fibre de verre, une fibre de carbone, une fibre d’aramide, une fibre naturelle, ou une combinaison de celles-ci est utilisé.In said invention, as a reinforcement yarn (A) used in the formation of the stitched fabric, a yarn produced from a material selected from the group consisting of a glass fiber, a carbon fiber, an aramid fiber , a natural fiber, or a combination thereof is used.

Le terme « toile cousue » utilisé dans l’invention est défini comme un système composé d’une ou de plus d’une couche(s) de fibres unidirectionnelles, et formé en maintenant ces couches ensemble pour couture avec un fil de couture non structurel, préférablement un fil de couture fabriqué à partir d’un polymère thermoplastique. Lorsque les angles des couches unidimensionnelles formant les toiles cousues, les toiles peuvent être unidirectionnelles, biaxiales, triaxiales ou multiaxiales.The term "sewn fabric" used in the invention is defined as a system composed of one or more layers of unidirectional fibers, and formed by holding these layers together for sewing with a non-structural sewing thread. , preferably a sewing thread made from a thermoplastic polymer. When the angles of the one-dimensional layers forming the stitched fabrics, the fabrics can be unidirectional, biaxial, triaxial or multiaxial.

Le terme « dtex » utilisé dans l’invention est le poids en grammes pour 10 000 mètres de fil. Le terme « tex » utilisé dans l’invention est le poids en grammes pour 1 000 mètres de fil.The term "dtex" used in the invention is the weight in grams per 10,000 meters of yarn. The term "tex" used in the invention is the weight in grams per 1,000 meters of yarn.

Dans le procédé de production de préimprégné thermoplastique de l’invention, la résine étant sous la forme d’un fil fabriqué à partir d’une fibre thermoplastique permet que le rapport de quantité de résine/fibre de renfort dans le préimprégné thermoplastique soit facilement ajusté.In the thermoplastic prepreg production method of the invention, the resin being in the form of a yarn made from a thermoplastic fiber allows the resin amount ratio / reinforcing fiber in the thermoplastic prepreg to be easily adjusted. .

Dans la présente invention, l’épaisseur de parois des préimprégnés thermoplastiques qui sont les produits finals formés en faisant pénétrer la résine dans le fil cousu est ajustée pour être dans une plage de 0,25 et 8 mm. L’épaisseur de parois des préimprégnés thermoplastiques comprenant une fibre de renfort en couche unique dépend du type du fil de renfort utilisé, du poids surfacique de toile et de la pression qui est appliquée. L’épaisseur de parois des préimprégnés thermoplastiques fabriqués à partir d’une toile cousue obtenue en maintenant le système comprenant au moins un « fil de renfort en couche unique » et produite comme au moins deux couches ensemble avec un fil de couture non structurel dépend du nombre des couches de fibres unidirectionnelles utilisées, du type du fil de renfort, du poids surfacique de la toile cousue et de la pression.In the present invention, the wall thickness of the thermoplastic prepregs which are the final products formed by penetrating the resin into the sewn yarn is adjusted to be in a range of 0.25 and 8 mm. The wall thickness of the thermoplastic prepregs comprising a single layer reinforcing fiber depends on the type of reinforcement yarn used, the web weft weight and the pressure applied. The wall thickness of thermoplastic prepregs made from sewn fabric obtained by holding the system comprising at least one "single layer reinforcement thread" and produced as at least two layers together with a non-structural sewing thread is dependent on many of the unidirectional fiber layers used, the type of reinforcing wire, the surface weight of the sewn fabric and the pressure.

La présente invention comprend l’application de 0-100 bar(s), préférablement dans une plage de 1-40, de pression sur la résine à l’étape de chauffage de la résine.The present invention includes the application of 0-100 bar (s), preferably in a range of 1-40, of pressure on the resin at the step of heating the resin.

Dans la présente invention, le refroidissement de la résine pénétrant dans les fils de renfort de la toile cousue est effectué sous 0-100 bar(s) de pression, préférablement dans une plage de 1-40 bar(s) de pression.In the present invention, the cooling of the resin penetrating the reinforcing threads of the sewn fabric is carried out at 0-100 bar (s) of pressure, preferably in a range of 1-40 bar (s) pressure.

Dans la présente invention, le poids de la résine thermoplastique est dans une plage de 10% à 90%, préférablement 30% à 70%, du poids du fil fabriqué à partir de fibres de renfort.In the present invention, the weight of the thermoplastic resin is in a range of 10% to 90%, preferably 30% to 70%, of the weight of the yarn made from reinforcing fibers.

Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, afin de permettre une production de préimprégné thermoplastique unidirectionnel (UD), des fils de renfort (A) unidirectionnels et en couche unique et des couches comprenant un fil thermoplastique (B) sur une surface inférieure et/ou supérieure de ladite couche sont utilisés.In a preferred embodiment of the invention, to allow unidirectional thermoplastic prepreg (UD) production, unidirectional and single layer reinforcement yarns (A) and layers comprising a thermoplastic yarn (B) on a lower surface and / or higher of said layer are used.

Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, afin de permettre une production de préimprégné thermoplastique biaxial, des fils de renfort (A) biaxiaux et en deux couches et des couches comprenant un fil thermoplastique (B) sur des surfaces inférieure et/ou supérieure desdites couches sont utilisés.In a preferred embodiment of the invention, in order to allow production of biaxial thermoplastic prepreg, two-layer biaxial (A) reinforcement yarns and layers comprising a thermoplastic yarn (B) on lower surfaces and / or upper of said layers are used.

Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, afin de permettre une production de préimprégné thermoplastique triaxial, des fils de renfort (A) triaxiaux et en trois couches et des couches comprenant un fil thermoplastique (B) sur des surfaces inférieure et/ou supérieure desdites couches sont utilisés.In a preferred embodiment of the invention, to allow triaxial thermoplastic prepreg production, triaxial and three-layer reinforcing yarns (A) and layers comprising thermoplastic yarn (B) on lower surfaces and / or upper of said layers are used.

Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, afin de permettre une production de préimprégné thermoplastique multiaxial, des fils de renfort (A) au minimum quadriaxiaux et en quatre couches et des couches comprenant un fil thermoplastique (B) sur des surfaces inférieure et/ou supérieure desdites couches sont utilisés.In a preferred embodiment of the invention, to allow multiaxial thermoplastic prepreg production, at least quadriaxial and four-ply reinforcement yarns (A) and layers comprising a thermoplastic yarn (B) on lower surfaces and or higher of said layers are used.

Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, la toile cousue est obtenue par couture d’au moins deux toiles tissées, qui sont obtenues par tissage d’un fil thermoplastique et d’un fil de renfort ensemble, avec un fil de couture ensemble.In a preferred embodiment of the invention, the sewn fabric is obtained by sewing at least two woven fabrics, which are obtained by weaving a thermoplastic yarn and a reinforcing thread together, with a sewing thread. together.

Les préimprégnés thermoplastiques de l’invention peuvent être utilisés comme matériau structurel et visuel dans tous domaines industriels, principalement l’aviation, l’industrie de la défense et l’automobile. Le produit final qui est obtenu est le produit semi-fini appelé le préimprégné thermoplastique ou feuille organique.The thermoplastic prepregs of the invention can be used as a structural and visual material in all industrial fields, mainly aviation, the defense industry and the automobile. The final product that is obtained is the semi-finished product called the thermoplastic prepreg or organic sheet.

Dans la production de préimprégné thermoplastique, des procédés discontinus ou continus peuvent être utilisés. Le principe principal utilisé dans les deux procédés consiste à appliquer une pression (0-100 bar(s)) à une température au-dessus du point de ramollissement ou de fusion de la résine thermoplastique, et à permettre que la résine soit imprégnée dans les fibres de renfort de cette manière. Un processus de refroidissement est appliqué après que la température et la pression ont été appliquées sur une durée déterminée entre 2 minutes et 120 minutes. Un processus de refroidissement peut être appliqué sans pression ou sous pression (0-100 bar(s)) en fonction de la structure du polymère. La température de refroidissement est en-dessous de la température de transition vitreuse (Tg) de la résine. La machine dans laquelle les thermoplastiques de l’invention sont produits peut être chauffée jusqu’à 450°C en fonction de la structure du plastique. La plage de température qui peut être utilisée dans le processus de refroidissement est entre 25°C et 200°C. L’épaisseur de parois des préimprégnés thermoplastiques de l’invention est dans une plage de 0,25 mm à 8 mm. Les applications connues dans l’état de la technique ne peuvent permettre que la résine soit imprégnée de façon homogène dans les fibres. D’autre part, dans le procédé de l’invention, puisque la résine est utilisée sous forme de fil, le rapport résine/fibre de renfort peut être ajusté précisément. En résumé, avec le procédé nouvellement développé, une homogénéisation de résine en quantité est fournie avant le début du processus. Afin de fournir le rapport résine/fibre de renfort de façon homogène à un rapport désiré partout, les différents dtex, les différents diamètres de filaments et le nombre de fils produits à partir de fibres thermoplastiques peuvent être utilisés. Avec l’application de fils thermoplastiques, l’augmentation de la superficie de plastique et l’orientation régulière de matériau permettent que la résine soit fondue plus facilement spécialement par rapport aux applications de poudre et de granulés. Ainsi, un produit avec une qualité supérieure peut être obtenu dans une machine qui a une précision moindre. En même temps, les défauts relatifs au poids surfacique de la résine qui peuvent apparaître lors de l’application sont prévenus.In the production of thermoplastic prepreg, discontinuous or continuous processes may be used. The main principle used in both processes is to apply a pressure (0-100 bar (s)) at a temperature above the softening or melting point of the thermoplastic resin, and to allow the resin to be impregnated into the reinforcing fibers in this way. A cooling process is applied after the temperature and pressure have been applied for a specified time between 2 minutes and 120 minutes. A cooling process can be applied without pressure or under pressure (0-100 bar (s)) depending on the structure of the polymer. The cooling temperature is below the glass transition temperature (Tg) of the resin. The machine in which the thermoplastics of the invention are produced can be heated up to 450 ° C depending on the plastic structure. The temperature range that can be used in the cooling process is between 25 ° C and 200 ° C. The wall thickness of the thermoplastic prepregs of the invention is in the range of 0.25 mm to 8 mm. The known applications in the state of the art can not allow that the resin is impregnated homogeneously in the fibers. On the other hand, in the process of the invention, since the resin is used in wire form, the resin / fiber reinforcing ratio can be precisely adjusted. In summary, with the newly developed method, a quantity homogenization of resin is provided before the start of the process. In order to provide the ratio resin / reinforcing fiber homogeneously at a ratio desired anywhere, the different dtex, the different diameters of filaments and the number of son produced from thermoplastic fibers can be used. With the application of thermoplastic yarns, increasing the plastic surface area and even material orientation allow the resin to be melted more easily especially with respect to powder and pellet applications. Thus, a product with superior quality can be obtained in a machine that has less accuracy. At the same time, defects relating to the surface weight of the resin that may appear during application are prevented.

Les résines thermoplastiques utilisées dans l’application de toile cousue sont appliquées sous la forme de fil sur différentes couches de la toile. Les fils fabriqués à partir de fibres de renfort (fibre de verre, de carbone, d’aramide, naturelle, etc.) sont appliqués en couche unique ou en différentes couches de la toile de la même manière, et la structure hybride obtenue est préparée pour être appropriée pour une production de préimprégné thermoplastique. Deux types ou plus de fils de renfort (A) peuvent être utilisés dans des toiles hybrides. Par exemple, un fil de carbone, de verre et thermoplastique (B) peut être utilisé dans la même toile cousue.The thermoplastic resins used in the application of sewn fabric are applied in the form of yarn on different layers of the fabric. The yarns made from reinforcing fibers (fiberglass, carbon, aramid, natural, etc.) are applied in single layer or in different layers of the fabric in the same way, and the hybrid structure obtained is prepared to be suitable for thermoplastic prepreg production. Two or more types of reinforcing threads (A) may be used in hybrid fabrics. For example, a carbon, glass and thermoplastic wire (B) can be used in the same sewn fabric.

Dans la portée du procédé de l’invention, le matériau brut du préimprégné thermoplastique est obtenu à partir de la toile comprenant un fil de renfort (A) et un fil thermoplastique (B) à partir de la machine de production de textiles multiaxiaux qui est couramment utilisée. Donc, il n’y a pas d’étape supplémentaire de processus requise comme une production de préimprégné thermoplastique classique lors d’une application de revêtement en poudre, en film ou en granulés, et ainsi la production est exécutée plus rapidement.Within the scope of the process of the invention, the raw material of the thermoplastic prepreg is obtained from the web comprising a reinforcement thread (A) and a thermoplastic thread (B) from the multiaxial textile production machine which is commonly used. Thus, there is no additional process step required such as conventional thermoplastic prepreg production when applying powder coating, film or granules, and thus production is performed more quickly.

Dans la production de préimprégnés thermoplastiques, des toiles cousues comprenant un fil de renfort (A) et un fil thermoplastique (B) peuvent être traitées dans des quantités de résine plus précises et elles peuvent être traitées plus facilement. La structure composite thermoplastique qui est le produit final peut facilement satisfaire aux valeurs de résistance requises avec la conception de couches de toiles cousues. Au moyen des types de toile cousue qui sont conçus différemment, des préimprégnés thermoplastiques avec différentes propriétés mécaniques peuvent être obtenus. Par ce moyen, la structure composite peut être fait varier compatible avec le domaine d’utilisation de l’utilisateur final. L’application de toile cousue est appropriée à être utilisée dans une vaste gamme de domaines d’application puisqu’elle permet la mise en place du fil de renfort sur différents axes.In the production of thermoplastic prepregs, stitched fabrics comprising reinforcing yarn (A) and thermoplastic yarn (B) can be processed in more precise amounts of resin and can be processed more easily. The thermoplastic composite structure that is the final product can easily meet the strength values required with the design of sewn fabric layers. By means of the types of stitched fabric which are designed differently, thermoplastic prepregs with different mechanical properties can be obtained. By this means, the composite structure can be varied compatible with the field of use of the end user. The application of stitched fabric is suitable for use in a wide range of application fields since it allows the placement of the reinforcing thread on different axes.

Claims (8)

REVENDICATIONS AMENDEESCLAIMS AMENDED 1. Procédé de production de matériau préimprégné thermoplastique caractérisé par les étapes de a) couture ensemble d’au moins deux couches de toile qui comprennent des fils de renfort et des fils thermoplastiques dans lequel le rapport du poids desdits fils thermoplastiques sur le poids desdits fils de renfort est au moins 10%, b) imprégnation desdits fils thermoplastiques dans ladite toile cousue par fusion desdits fils thermoplastiques à ou au-dessus de la température de ramollissement ou de fusion desdits fils thermoplastiques et application d’une pression dans la plage de 0-100 bar(s) sur ladite toile cousue lors dudit processus d’imprégnation, c) refroidissement de ladite toile cousue imprégnée à une température inférieure à la température de transition vitreuse desdits fils thermoplastiques et application d’une pression dans la plage de 0-100 bar(s) sur ladite toile cousue lors dudit processus de refroidissement.A process for producing thermoplastic prepreg material characterized by the steps of a) sewing together at least two layers of fabric which comprise reinforcing yarns and thermoplastic yarns wherein the ratio of the weight of said thermoplastic yarns to the weight of said yarns at least 10% reinforcement; b) impregnating said thermoplastic yarns into said fused web of said thermoplastic yarns at or above the softening or melting temperature of said thermoplastic yarns and application of a pressure in the range of 0 -100 bar (s) on said fabric sewn during said impregnation process, c) cooling said impregnated sewn fabric to a temperature below the glass transition temperature of said thermoplastic yarns and applying a pressure in the range of 0- 100 bar (s) on said fabric sewn during said cooling process. 2. Procédé de production de préimprégné thermoplastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits fils thermoplastiques sont composés d’un polyamide, d’une polyoléfine, d’une poly(éthercétone), d’une poly(étheréthercétone), d’un polyimide, d’un poly(étherimide), d’une poly(arylènecétone), d’une poly(arylènesulfone), d’une poly(arylèneéthersulfone), d’un poly(sulfure d’arylène), d’un fluoropolymère, d’un polyacétal, d’un polycarbonate, d’un polymère styrénique, d’un polyester ou de combinaisons de ceux-ci.2. A process for producing a thermoplastic prepreg according to claim 1, characterized in that said thermoplastic yarns are composed of a polyamide, a polyolefin, a poly (ether ketone), a poly (ether ether ketone), a polyimide, a poly (etherimide), a poly (arylenecétone), a poly (arylènesulfone), a poly (arylèneéthersulfone), a poly (arylene sulfide), a fluoropolymère , a polyacetal, a polycarbonate, a styrenic polymer, a polyester or combinations thereof. 3. Procédé de production de préimprégné thermoplastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits fils de renfort (A) utilisés dans la formation de ladite toile sont fabriqués à partir d’un matériau choisi parmi le groupe incluant le verre, le carbone, un aramide ou une fibre naturelle, ou une combinaison de ceux-ci.3. A method of producing thermoplastic prepreg according to claim 1, characterized in that said reinforcing son (A) used in the formation of said fabric are made from a material selected from the group including glass, carbon, an aramid or a natural fiber, or a combination thereof. 4. Procédé de production de préimprégné thermoplastique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits fils de couture sont thermoplastiques.4. Process for producing thermoplastic prepreg according to any one of the preceding claims, characterized in that said sewing threads are thermoplastic. 5. Procédé de production de préimprégné thermoplastique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite/lesdites couche(s) de fils de renfort et ladite/lesdites couche(s) de fils thermoplastiques sont unidirectionnelles.5. A process for producing thermoplastic prepreg according to any preceding claim, characterized in that said / said layer (s) of reinforcing son and said layer (s) of thermoplastic son are unidirectional. 6. Procédé de production de préimprégné thermoplastique selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites couches unidirectionnelles comprennent ladite toile cousue qui sont obtenues comme unidirectionnelles, biaxiales, triaxiales ou multiaxiales par couture de celles-ci avec différents angles les unes par rapport aux autres.6. A process for producing a thermoplastic prepreg according to claim 5, characterized in that said unidirectional layers comprise said sewn fabric which are obtained as unidirectional, biaxial, triaxial or multiaxial by sewing them with different angles with respect to each other. . 7. Procédé de production de préimprégné thermoplastique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les couches de ladite toile comprenant lesdits fils de renfort unidirectionnels sont formées de fils du même type ou hybrides.7. A method of producing thermoplastic prepreg according to claim 5, characterized in that the layers of said fabric comprising said unidirectional reinforcing son are formed of son of the same type or hybrids. 8. Procédé de production de préimprégné thermoplastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite toile cousue comprend des toiles tissées qui sont obtenues par tissage de fil thermoplastique et de fil de renfort.8. Process for producing thermoplastic prepreg according to claim 1, characterized in that said sewn fabric comprises woven fabrics which are obtained by weaving of thermoplastic yarn and reinforcing thread.
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