LU84319A1 - PROCESS FOR FINISHING REINFORCED RESIN PRODUCTS, PARTICULARLY HELMETS, AND PRODUCTS MANUFACTURED THEREBY - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un procédé de finition de produits en résine armée, par exemple des casques et produits semblables, l'invention se rapporte également aux produits obtenus avec le procédé en question.The present invention relates to a process for finishing reinforced resin products, for example helmets and the like, the invention also relates to the products obtained with the process in question.
5 Les produits en résine armée, en particulier des cas ques protecteurs — auxquels l'invention s'applique de la façon la plus avantageuse mais non-exclusivement — présentent un inconvénient du fait que les structures de casques comportent généralement des surfaces (notamment les surfaces visibles) 10 qui ne sont pas tout à fait satisfaisantes pour satisfaire aux impératifs d'emploi final du produit. En particulier, les surfaces de certains produits en résine armée sont rugueuses et irrégulières, cela étant imputable principalement à des parties pointues, à des saillies ou à d'autres 15 irrégularités constituées par les fils de renforcement qui sont noyés dans la résine. En outre, les surfaces de certains autres produits, même si elles sont lisses, ont une nature répulsive et elles ne sont par conséquent pas appropriées pour permettre une adhérence intégrale et de longue 20 durée de couches de revêtement ou de coloration, qui sont appliquées pour obtenir des effets esthétiques, mais principalement des effets de protection.5 Reinforced resin products, in particular protective cases - to which the invention applies most advantageously but not exclusively - have a drawback because helmet structures generally have surfaces (in particular the surfaces visible) 10 which are not entirely satisfactory for satisfying the imperatives of final use of the product. In particular, the surfaces of some reinforced resin products are rough and irregular, this being mainly due to sharp parts, protrusions or other irregularities formed by the reinforcing wires which are embedded in the resin. In addition, the surfaces of certain other products, even if they are smooth, have a repellent nature and are therefore not suitable for allowing complete and long-lasting adhesion of coating or coloring layers, which are applied for obtain aesthetic effects, but mainly protective effects.
Un autre objectif de l'invention est de remédier à ces inconvénients et limitations, en permettant d'éliminer 25 des opérations de finition, d'uniformisation et d'autres opérations qui étaient jusqu'à maintenant nécessaires pour ’ rendre les produits en résine appropriés pour l'usage final auquel ils sont destinés. Par exemple, dans le cas de casques protecteurs pour des sports et applications semblables, il 30 est possible d'éliminer les opérations destinées à obtenir une surface de fond qui soit apte à retenir à la fois la couche colorée et/ou les décorations et la couche transparente protectrice.Another object of the invention is to overcome these drawbacks and limitations, by eliminating finishing operations, leveling and other operations which have hitherto been necessary to make the resin products suitable. for the end use for which they are intended. For example, in the case of protective helmets for sports and similar applications, it is possible to eliminate the operations intended to obtain a bottom surface which is capable of retaining both the colored layer and / or the decorations and the protective transparent layer.
Un autre objectif de l'invention est de fournir des 35 produits comportant des surfaces lisses et ayant un aspect | esthétique satisfaisant, lesdites surfaces étant également 1 aptes à la reproduction de décorations et/ou de symboles.Another object of the invention is to provide products with smooth surfaces and having an appearance | satisfactory aesthetics, said surfaces also being 1 suitable for the reproduction of decorations and / or symbols.
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Un autre objectif de l'invention est d'assurer une protection complète et satisfaisante des produits en résine, notamment des structures armées gui offrent généralement une certaine résistance à des agents atmosphériques, en évitant 5 ainsi un endommagement des produits par l'action desdits agents atmosphériques.Another object of the invention is to provide complete and satisfactory protection of resin products, in particular reinforced structures which generally offer a certain resistance to atmospheric agents, thus avoiding damage to the products by the action of said agents. atmospheric.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on dépose sur au moins une partie de la surface du produit en résine au moins une couche ou feuille de matière thermo-10 plastique préchauffée, en ce qu'on exerce sur ladite feuille ou couche de matière plastique une pression pneumatique différentielle de manière à l'obliger à adhérer intégralement et uniformément sur la surface du produit et en ce qu'on refroidit l'ensemble de manière que la couche, en se con-15 tractant, pénètre dans la surface du produit considéré et s'accroche par elle-même solidement sur ladite surface.The method according to the invention is characterized in that at least one layer or sheet of preheated thermo-plastic material is deposited on at least part of the surface of the resin product, in that it is applied to said sheet or plastic layer a pneumatic pressure differential so as to force it to adhere fully and uniformly to the surface of the product and in that the assembly is cooled so that the layer, by contracting, penetrates into the surface of the product under consideration and hangs by itself securely on said surface.
Pour obtenir une liaison pratiquement indissoluble entre la couche de matière thermoplastique et la surface du produit, on effectue le pré-traitement de cette surface avec 20 une couche de résines polymérisables appropriée, telles que des résines thermo-polymêrisables comme, par exemple, du butadiène, des résines époxy, aryliques et d'urée-mélamine.To obtain a practically indissoluble bond between the layer of thermoplastic material and the surface of the product, the pretreatment of this surface is carried out with a layer of suitable polymerizable resins, such as thermopolymerizable resins such as, for example, butadiene. , epoxy, aryl and urea-melamine resins.
Evidemment, la couche colorante et/ou les modèles à i ! placer sur la surface du produit sont reproduits à l'avance i 25 sur la surface de ce dernier, ou bien sur la surface infé- i j rieure de la feuille en matière plastique de manière qu'ils - soient par conséquent interposés entre la surface du produit et la feuille de matière plastique, en étant ainsi protégés.Obviously, the coloring layer and / or the i! placed on the surface of the product are reproduced in advance i 25 on the surface of the latter, or else on the lower surface of the plastic sheet so that they - are therefore interposed between the surface of the product and the plastic sheet, thereby being protected.
; La feuille ou couche de matière plastique peut commo- j 30 dément être appliquée sur le produit en le plaçant dans une j * chambre ä vide qui est fermée en partie par ladite feuille ! ou couche de manière que, après que la feuille a été chauffée i et rendue plastique, elle soit collée, sous l'action de la s pression atmosphérique, sur la surface désirée du produit.; The plastic sheet or layer can conveniently be applied to the product by placing it in a vacuum chamber which is partially closed by said sheet! or layer so that, after the sheet has been heated and made plastic, it is bonded, under the action of atmospheric pressure, to the desired surface of the product.
| 35 Dans le cas particulier de casques protecteurs en résine armée ! (auxquels l'invention s'applique de la façon la plus avanta- j geuse, mais cependant non-exclusivement), on met en place J des feuilles de matière plastique de revêtement et de protection, / / 3 les caractéristiques desdites feuilles étant telles que le module d'élasticité de la résine formant lesdites feuilles soit différent de celui des résines de liaison utilisées pour produire la structure armée des casques. Cela permet de 5 révéler à l'utilisateur du casque (ou d'un autre produit en résine armée) des déformations et/ou des dommages de la structure en résine armée résultant de chocs, d'impacts, de coups, etc., auxquels est soumis le casque (ou un produit semblable) et qui peuvent limiter ou altérer d'une manière 10 quelconque l'efficacité de protection de la structure.| 35 In the particular case of protective helmets made of reinforced resin! (to which the invention applies most advantageously, but nonetheless not exclusively), J sheets of plastic material for covering and protection are put in place, / / 3 the characteristics of said sheets being such that the elastic modulus of the resin forming said sheets is different from that of the bonding resins used to produce the reinforced structure of helmets. This makes it possible to reveal to the user of the helmet (or of another reinforced resin product) deformations and / or damage to the reinforced resin structure resulting from shocks, impacts, blows, etc., to which is subject to the helmet (or a similar product) and which may limit or in any way affect the protective efficiency of the structure.
Cela s'explique par le fait que, dans la zone de la structure en résine armée (pourvue de la feuille protectrice ayant les caractéristiques d'élasticité précitées) qui a été soumise à un choc ou à un impact, la feuille protectrice 15 se détache d'elle-même de la surface de ladite structure. Ladite irrégularité, bien que non-perceptible visuellement, peut être détectée acoustiquement en tapant légèrement sur la surface du casque, ce qui permet de localiser la zone endommagée dans la structure.This is explained by the fact that, in the area of the reinforced resin structure (provided with the protective sheet having the above-mentioned elasticity characteristics) which has been subjected to an impact or an impact, the protective sheet 15 becomes detached. of itself from the surface of said structure. Said irregularity, although not visually perceptible, can be detected acoustically by tapping lightly on the surface of the helmet, which makes it possible to locate the damaged area in the structure.
20 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la Fig. 1 représente schématiquement un des modes 25 préférés de réalisation de l'équipement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; . la Fig. 2, semblable à la Fig. 1, est une variante du mode de réalisation de l'équipement conforme à l'invention ; 30 la Fig. 3 est une vue en coupe, à échelle agrandie, montrant la structure des couches d'un produit obtenu par le procédé conforme à l'invention; et la Fig. 4, semblable à la Fig. 3, montre une variante de la structure en section droite.Other advantages and characteristics of the invention will be highlighted, in the following description, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which FIG. 1 schematically represents one of the preferred embodiments of the equipment for implementing the method according to the invention; . Fig. 2, similar to FIG. 1 is a variant of the embodiment of the equipment according to the invention; FIG. 3 is a sectional view, on an enlarged scale, showing the structure of the layers of a product obtained by the process according to the invention; and Fig. 4, similar to FIG. 3, shows a variant of the structure in cross section.
35 En référence aux Figures, on va maintenant décrire, à titre d'exemple, la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un casque protecteur à usage sportif. Ce casque comprend / habituellement une structure en résine qui est pourvue d'un jL· / / 4 renforcement approprié, par exemple des fibres textiles ou de verre, etc. Dans d’autres brevets déposés par la Demanderesse, le renforcement du casque est formé d'une matière textile.With reference to the Figures, a description will now be given, by way of example, of the implementation of the process for manufacturing a protective helmet for sports use. This helmet / usually includes a resin structure which is provided with a suitable reinforcement, for example textile or glass fibers, etc. In other patents filed by the Applicant, the reinforcement of the helmet is made of a textile material.
La mise en oeuvre du procédé conforme à l’invention 5 est effectuée de la manière suivante ou de manières semblables.The implementation of the method according to invention 5 is carried out in the following manner or in similar manners.
Le casque de la Fig. 1, fabriqué de la manière classique, c'est-à-dire pour moulage, est placé, après avoir été sorti du moule, sur un support B pouvant coulisser dans une chambre pneumatique C munie d'un raccord Ci destiné à relier 10 la partie intérieure de la chambre avec une source de vide.The helmet of FIG. 1, manufactured in the conventional manner, that is to say for molding, is placed, after having been removed from the mold, on a support B capable of sliding in a pneumatic chamber C provided with a connection Ci intended to connect the interior part of the chamber with a vacuum source.
Pour obtenir une mise en oeuvre satisfaisante du procédé conforme à l'invention, la surface extérieure du casque A est pré-traitée avec une couche d'une matière adhêsive appropriée du type polymérisable et/ou thermo-durcissable 15 telle que de 1'acétovinyle, de l'acétophénol, du chloroprène, une substance à base de résorcine et en particulier des matières thermo-polymérisables telles que des résines époxy et acryliques qui améliorent l'adhérence et la couleur. L'application de la couche adhêsive est étendue et augmentée 20 dans la zone des bords A, du casque ou d'un produit semblable, dans un but qui sera expliqué dans la suite.To obtain a satisfactory implementation of the method according to the invention, the outer surface of the helmet A is pretreated with a layer of an appropriate adhesive material of the polymerizable and / or thermosetting type such as acetovinyl. , acetophenol, chloroprene, a substance based on resorcinol and in particular thermo-polymerizable materials such as epoxy and acrylic resins which improve adhesion and color. The application of the adhesive layer is extended and increased in the area of the edges A, of the helmet or of a similar product, for a purpose which will be explained below.
L'ouverture de la chambre pneumatique C est obturée de façon étanche à l'aide d'une feuille flexible D de matière thermoplastique, pouvant satisfaire à des conditions de mou-25 läge à chaud. On utilise, en particulier, des feuilles de polypropylène, de polystyrène, de résines acryliques, poly-vinyliques, ou de polyacétates, ayant des épaisseurs comprises entre 0,05 et 2,0 mm. Ces feuilles peuvent être avantageusement colorées en fonction de l'utilisation finale ou 30 d'autres impératifs; pour tenir compte d'applications particulières, il est également approprié d'utiliser des feuilles transparentes, notamment lorsqu'elles doivent permettre la visualisation de modèles ou de décorations sur la surface du casque. Dans de tels cas, une feuille flexible D est 35 pré-imprimée et/ou colorée par des processus connus classiques de manière que l'image à reproduire soit appliquée sur la face arrière de la feuille, en étant visible par transparence, iet la feuille protégée D, ainsi préparée, est alors placée dans l'ouverture de la chambre pneumatique C et fixée sur 5 ses bords à l'aide d'un châssis C2 qui, outre qu'il assure le blocage de la feuille sur la chambre, établit un joint étanche autour de cette dernière. La chambre pneumatique C est ensuite reliée à une source de chaleur appropriée, par 5 exemple une source de rayonnement infrarouge, pour donner à la feuille D la plasticité désirée.The opening of the pneumatic chamber C is sealed off with the aid of a flexible sheet D of thermoplastic material, which can satisfy hot-melt conditions. Use is made, in particular, of sheets of polypropylene, of polystyrene, of acrylic, polyvinyl resins, or of polyacetates, having thicknesses of between 0.05 and 2.0 mm. These sheets can be advantageously colored depending on the end use or other requirements; to take account of particular applications, it is also appropriate to use transparent sheets, in particular when they must allow the visualization of models or decorations on the surface of the helmet. In such cases, a flexible sheet D is pre-printed and / or colored by conventional known processes so that the image to be reproduced is applied to the rear face of the sheet, being visible by transparency, and the sheet protected D, thus prepared, is then placed in the opening of the pneumatic chamber C and fixed on its edges by means of a frame C2 which, in addition to ensuring the blocking of the sheet on the chamber, establishes a tight seal around the latter. The pneumatic chamber C is then connected to an appropriate heat source, for example an infrared radiation source, to give the sheet D the desired plasticity.
Le casque A est préparé à l'avance pour recevoir la feuille de revêtement D et, si nécessaire, il peut être pourvu d'une couche adhésive F du type déjà défini, par 10 exemple un adhésif à base de résine époxy. Le casque est ensuite placé sur une plate-forme portante B et il est engagé dans la chambre pneumatique C qui est ensuite hermétiquement scellée par la feuille D.The helmet A is prepared in advance to receive the covering sheet D and, if necessary, it can be provided with an adhesive layer F of the type already defined, for example an adhesive based on epoxy resin. The helmet is then placed on a carrying platform B and it is engaged in the pneumatic chamber C which is then hermetically sealed by the sheet D.
Cette dernière est ensuite chauffée et, quand elle 15 a atteint le degré désiré de plasticité, un vide est créé dans la chambre C; en même temps, la plate-forme B est soulevée de manière que la feuille adhère sur le profil du casque A et soit accrochée sur celui-ci afin de former ainsi la surface de revêtement et de protection dudit 20 casque A. Elle fait en sorte que des irrégularités existant sur le casque soient noyées dans la masse plastique de la feuille D en vue d'obtenir ainsi une surface lisse qui ne nécessite aucune autre opération de finition. En outre, des modèles ou des symboles se trouvant sur la face infé-25 rieure de la feuille D sont reproduits et placés dans les positions désirées sur le casque, en étant protégés, en particulier, contre des agents atmosphériques.The latter is then heated and, when it has reached the desired degree of plasticity, a vacuum is created in chamber C; at the same time, the platform B is raised so that the sheet adheres to the profile of the helmet A and is hung on the latter so as to form the coating and protective surface of the said helmet A. It ensures that irregularities existing on the helmet are embedded in the plastic mass of the sheet D in order to thus obtain a smooth surface which does not require any other finishing operation. In addition, models or symbols on the underside of the sheet D are reproduced and placed in the desired positions on the helmet, being protected, in particular, against atmospheric agents.
En référence à la Figure 2, on va maintenant décrire une variante d'application du procédé conforme à l'invention. 30 Sur cette figure, on a désigné des parties identiques à celles de la Figure 1 par les mêmes références numériques.Referring to Figure 2, we will now describe a variant application of the method according to the invention. In this figure, parts identical to those of Figure 1 have been designated by the same reference numerals.
Pour faciliter l'adhérence sur la surface du produit A (en particulier si celui-ci a une certaine hauteur),la feuille D est de préférence pré-formée au profil d'un 35 chapeau D, à l'intérieur duquel le casque A peut être introduit librement et commodément.To facilitate adhesion to the surface of product A (in particular if it has a certain height), the sheet D is preferably pre-formed to the profile of a hat D, inside which the helmet A can be introduced freely and conveniently.
, Le bord du chapeau D-j est ensuite bloqué entre des i châssis C2 de la chambre pneumatique C et, après chauffage î_ * 6 du chapeau et introduction du casque A dans celui-ci, un vide est établi dans la chambre C pour créer sur la surface du chapeau des pressions différentielles qui provoquent l'adhérence dudit chapeau Di sur la surface du casque, en 5 créant ainsi un revêtement adhérant d'une épaisseur constante du fait que la tension exercée sur le chapeau est limitée, même quand le casque A une hauteur considérable; en relation avec les caractéristiques dimensionnelles et la forme du produit A à revêtir de la feuille thermo-10 plastique D, il est possible de sélectionner et d'adopter le processus de formage à chaud le plus approprié, par exemple, l'action combinée d'une compression sous vide ou bien l'utilisation de matrices destinées à appliquer ladite feuille contre la surface du produit A., The edge of the cap Dj is then blocked between i chassis C2 of the pneumatic chamber C and, after heating î_ * 6 of the cap and introduction of the helmet A therein, a vacuum is established in the chamber C to create on the hat surface of the differential pressures which cause said hat Di to adhere to the surface of the helmet, thereby creating an adherent coating of constant thickness because the tension exerted on the hat is limited, even when the helmet has a considerable height; in relation to the dimensional characteristics and the shape of the product A to be coated with the thermoplastic sheet D, it is possible to select and adopt the most suitable hot forming process, for example, the combined action d '' vacuum compression or the use of dies intended to apply said sheet against the surface of product A.
15 Conformément à la présente invention, avant le refroidissement complet de la feuille D, le casque revêtu A est enlevé de la plate-forme D et les extrémités libres D-, (Fig. 2 et 3) de la feuille sont ébavurées, repliées et collées sur la zone périphérique intérieure du casque.In accordance with the present invention, before the sheet D has completely cooled, the coated helmet A is removed from the platform D and the free ends D-, (FIGS. 2 and 3) of the sheet are deburred, folded and stuck on the inner peripheral area of the helmet.
20 Cette opération peut être effectuée également à l'aide d'adhésifs F de manière à lier la feuille à la surface du casque de façon indissoluble.This operation can also be carried out using adhesives F so as to bind the sheet to the surface of the helmet in an insoluble manner.
Egalement, pour obtenir une adhérence parfaite entre les surfaces de contact du produit A et la feuille D, en 25 particulier lorsque les dimensions superficielles du produit sont grandes, tandis que sa structure interne est compacte * (comme dans des casques), on ménage de petits trous ou orifices A2 dans la structure du produit (Figure 4).Also, to obtain perfect adhesion between the contact surfaces of the product A and the sheet D, in particular when the surface dimensions of the product are large, while its internal structure is compact * (as in helmets), small holes or A2 holes in the product structure (Figure 4).
Dans ce cas, des pressions différentielles sont créées sur 30 les deux faces de la feuille D, du fait que la cavité du casque est en communication avec l'extérieur et que, par conséquent la feuille D est soumise immédiatement et uniformément à l'action de la pression atmosphérique ou, d'une façon générale, à une pression supérieure à celle 35 qui règne à l'intérieur de la cavité du casque. On est par conséquent assuré d'obtenir une continuité de la liaison établie entre la feuille et la surface du casaue.In this case, differential pressures are created on both sides of the sheet D, since the cavity of the helmet is in communication with the outside and therefore the sheet D is immediately and uniformly subjected to the action. atmospheric pressure or, in general, at a pressure higher than that which prevails inside the cavity of the helmet. It is therefore ensured to obtain continuity of the connection established between the sheet and the surface of the casaue.
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La présence d'un adhésif entre la surface du casque A et la feuille D n'affecte pas 1 ' action d ' épurage exercée sur la feuille du fait que ladite couche adhésive F se trouve constamment à l'état fluide pendant l'opération, ce qui 5 est également favorisé par l'action thermique exercée sur ladite feuille D.The presence of an adhesive between the surface of the helmet A and the sheet D does not affect the cleaning action exerted on the sheet since the said adhesive layer F is constantly in the fluid state during the operation, which is also favored by the thermal action exerted on said sheet D.
En outre, il est possible d'obturer les orifice A • du casque A en faisant en sorte que l'adhésif se trouvant à l'état fluide soit aspiré, au moins en partie, pendant 10 l'établissement du vide, de sorte que, lors du séchage, l'adhésif est intégré à la structure du casque. Au lieu de ménager des trous ou orifices A2 dans la structure du casque A, cette structure peut, au moins en partie, être associée à un agent de formation de pores qui est apte à 15 créer dans la structure de petites cavités ou des cellules ouvertes. En outre, la fixation des extrémités D sur la structure du casque A peut également être effectuée par des moyens mécaniques, par exemple par des agrafes, des coutures, etc.In addition, it is possible to close the openings A • of the helmet A by ensuring that the adhesive in the fluid state is sucked, at least in part, during the establishment of the vacuum, so that , during drying, the adhesive is integrated into the structure of the helmet. Instead of making holes or orifices A2 in the structure of helmet A, this structure can, at least in part, be combined with a pore-forming agent which is capable of creating in the structure small cavities or open cells . In addition, the fixing of the ends D on the structure of the helmet A can also be carried out by mechanical means, for example by staples, seams, etc.
20 La description faite ci-dessus montre que l'invention permet d'obtenir des produits en résine armée comportant des surfaces finies et lisses, sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir des opérations longues et compliquées.The description given above shows that the invention makes it possible to obtain products of reinforced resin comprising finished and smooth surfaces, without the need to involve long and complicated operations.
En outre, dans le cas particulier de casques, en plus des 25 avantages mentionnés ci-dessus, il est possible de vérifier a n'importe quel moment l'intégrité de la structure en ' résine armée en relation avec des chocs ou impacts auxquels elle a pu être soumise. En fait, dans le cas d’un choc et * à cause des différents modules d'élasticité de la structure 30 armée et de la feuille D, une discontinuité de la zone d'assemblage lamellaire est créée dans la région d'adhérence. Une telle condition anormale est révélée par un léger cognement exercé sur le casque, même quand le casque qui a été soumis aux chocs ne présente aucun signe visible 35 d'endommagement.In addition, in the particular case of helmets, in addition to the advantages mentioned above, it is possible to check at any time the integrity of the reinforced resin structure in relation to shocks or impacts to which it could be submitted. In fact, in the case of a shock and * because of the different elastic moduli of the reinforced structure and of the sheet D, a discontinuity in the region of lamellar assembly is created in the region of adhesion. Such an abnormal condition is revealed by a slight knock on the helmet, even when the helmet which has been subjected to impact shows no visible sign of damage.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées 40/ et sans gue l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.Of course, the present invention is in no way limited to the embodiments described and shown; it is susceptible of numerous variants accessible to a person skilled in the art, depending on the applications envisaged 40 / and without departing from the spirit of the invention.
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