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La présente invention se rapporte d'une manière générale aux produits en matière plastique et concerne plus particulièrement un procédé et un appareil nouveaux et perfectionnés pour la production continue de panneaux de construction renforcés en matière plastique.
Un objet de la présente invention consiste à établir un procédé et un appareil nouveaux pour la production continue de produits renforcés ou armés en matière plastique, thermodurcissable, ces produits présentant une section déterminée qui les rend aptes à être utilisés dans les constructions domestiques et industrielles telles que parois, toitures cloisons, enseignes extérieures, auvents portiques et revêtements d'aménagements solidaires d'un bâtiment.
Un autre objet de l'invention consiste à établir un procédé et un appareil pour la formation continue de panneaux en matière plastique thermoplastique et d'une section déterminée en la "cuisant" ou durcissant partiellement une résine renforcée encaissée dans un film flexible, en la plaçant ensuite dans un dispositif de moulage et, finalement, en poursuivant la cuisson de la résine renforcée encaissée dans le film.
Un autre objet de l'invention consiste à établir un procédé pour le moulage continu d'un produit en matière plastique thermo-durcissable, de section déterminée, ce procédé consistant : à déposer une résine thermodurcissable sur une surface en mouvement; à déposer un matériau d' armement ou de renforcement sur cette résine, pendant que celle-ci est transportée sur ladite surface; à consolider le rappcrt physique entre la résine et le matériau de renforcement; à disposer la résine renforcée entre aes éléments de mou@age; et, à chauffer la résine ainsi disposée, en vue d'accentuer le durcissement ae celle-ci.
Un autre objet de l'invention consiste à établir un appareil pour confectionner d'une manière continue un produit en matière plastique thermodurcissable, de section déterminée, cet appareil comprenant : une surface mobile; des moyens pour déposer une matière plastique liquide sur cette surface mobile; des moyens pour déposer un matériau de renforcement sur la matière plastique portée par cette surface; des moyens de chauffage pour consolider le rapport physique entre la résine et le matériau de renforcement; et, des moyens pour accentuer la cuisson ou vulcanisation de la matière plastique liquide sur le matériau de renforcement.
Un autre objet ae l'invention consiste à établir un procédé at un appareil pour produire, sans interruption sensible, des panneaux de construction renforcés ce procédé et cet appareil comprenant ces moyens pour contrôler exactement la quantité de résine déversée sur un film ou feuille de fond ou de support flexible; des moyens pour assurer une imprégnation plus parfaite de l'agent de renforcement par la résine; et, ces moyens pour éliminer l'air de la résine renforcée encaissée dans le film.
Dans les dessins annexés : la fig.1 est une vue en perspective d'un panneau de construction renforcé en matière plastique, tel que produit selon la présente invention.
La fig. 2 est une vue schématique montrant un appareil construit selon la présente invention.
La fige 3 est une vue fragmentaire en perspective qui représente une auge ou rigole peu profonde de film contenant une couche de résine.
La fig. 4 est également une vue de détail en perspective montrant le film et la résine de la fig. 3 après la mise en place au matériau de renforcement.
La fige 5 est une vue de détail en perspective montrant la résine renforcée, un film flexible supérieur ayant été ajouté et pressé con-
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tre cette résine.
La fig. 6 est une vue fragmentaire, dessinée à plus grande échelle que les vues précédentes et passant par l'enveloppe représentée dans la fig. 5, cette vue montrant la conformation préférée des boras de 1' enveloppe.
La fig. 7 est une vue schématique en plan d'un appareil qui convient à la mise en oeuvre du procédé selon la présenta invention.
La fige 8 est une vue en bout a'un détail d'un cylindre d'imprégnation à cannelures spirales.
La fig. 9 est une vue en coupe transversale par les organes de moulage qui conviennent pour imprimer la section voulue à l'enveloppe de la fig.5.
La fig.10 est une vue de détail, à plus grande échelle, d'un moà3 d'exécution de variante du point d'obturation du bord de l'enveloppe.
Dans ces dessinsla fig.l représente un panneau renforcé en matière plastique, au genre produit conformément au procédé et à l'appa- reillage faisant l'objet de la présente invention. Un tel panneau, désigné dans son essemble par le chiffre de référence 15, comporte de préférence un corps sensiblement rigide 16 en matière plastique, dans lequel est disposé un noyau de renforcement 17, constitué par des fibres en vrac.
La base en matière plastique 16 est formée de préférence par une résine thermodurcissable au type polyester. Parmi les résines de ce typa disponibles dans le commerce on pourrait citer les résines "sélectron" fabriquées par la firme 'tPittsburgh Plate Glass Company", les résines po- lyestar "Plaskon" de l'Allied Chemical & Dye Corporation" et les résines "Laminac" de l'American Cyanamid Company". Toutefois, il peut être indiqué dans certains cas d'utiliser des résines autres que les polyesters.
Parmi les autres résines qui conviennent à cet effet, on peut citer les phénoplastes ou les résines urée-formol, les. polystyrènes les résines acry- liquas, ainsi que de nombreuses autres résines du type clair. De plus, on peut employer certains catalyseurs en vue de contribuer à former une masse dure, mécaniquement résistante et solide. A cet effet, on peut utiliser avantageusement le benzoyl-peroxyde, le butyl-perbenzoate tertiaire, la peroxyde de méthyl-éthyl-cétone, et analogues. Pour obtenir la coloration désirée, on peut ajouter à la résine un qu lconque des pigments ou colorants relativement stables à la lumière, et qui ne soit pas affecté par les autres constituants de la composition.
Le noyau de renforcement 17 en fibres est de préférence constitué par une série de brins de verre 18, relativement courts, que l'on dénomme dans l'industrie "brins hachés" ou "mèches hachées". Bien que des brins de verre soient préférables en raison de leur rapport résistance mécanique/poids remarquablement élevé, ainsi que pour de nombreuses autres raisons, on peut utiliser efficacement certains autras types de matériaux en fibres aux lieux et place des fils de verre, ou en combinaison avec ceux-ci. On peut employer efficacement à cet effet des fibres de cellulose ou d'une matière à base de cellulose, de nylon, de rayonne ou certaines fibres végétales, synthétiques ou minérales.
Les figs. 2 à 7 représentent un appareil pour la mise en oeuvre du présent procédé. Comme montré dans ces figs., cet appareil comprend un poste A, où une matière constituée par une résine appropriée est aéversée d'une manière contrôlée sur un film flexible; un poste B, où les fibres de renforcement sont réparties en vrac sur le film recouvert de résine; un poste C où a lieu une imprégnation plus complète des fibres; un poste D où un deuxième film flexible est posé sur l'ensemble constitué par la résine at la matériau de renforcement, après quoi les rides et 1' air sont éliminés de l'enveloppe; un poste E que l'on peut dénommer poste
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ae cuisson partielle; un poste F où 1'ensemble partiellement durci est placé aans un dispositif ae moulage;
et, un poste G, où la cuisson est poussée de manière sensible. L'ensemble de l'opération ae façonnage est continu. On en décrira ci-après les caractéristiques particulières.
Comme montré dans la fig.2, l'appareil de façonnage continu peut comprendre une courroie sans fin 19 disposée autour ae rouleaux 20, courroie qui transporte les différents constituants de l'élément composite à travers les postes de A à E mentionnés plus haut, transport au cours duquel cas constituants sont transformés en une enveloppe plastique renforcée et encaissée ctans un film.
Une bobine 21 a'un film flexible approprié 22, tel que la cellophana, l'acétate ae cellulose, ou analogues, est de préférence dévidée vers l'avant de manière que le film soit amené à passer au-dessous et autour au cylindre 23 et au-dessus du cylindre 24, ce film passant ensuite sous le cylinare coucheur 25, par lequel le film est appliqué sur la surface supérieure de la courroie transporteuse 19. Les cylindres 23 et 24 sont placés verticalement l'un au-aessus de l'autre de l'autre et agissent ae fa- çon à maintenir le film sous la tension voulue.
Lorsqu'il s'agit d'appliquer sur le film 22 la matière plastique liquide et le matériau de renforcement, il est avantageux de conformer le film en rigole ou en auge afin d'empêcher l'épanchement ae la matière plastique et du matériau de renforcement. A cette fin, on prévoit un rebord ou rail ae guidage 26 qui s'étend le long de chaque côté longituainal de la courroie transporteuse 19 à partir du cylindre coucheur 2 et, de préférence, jusqu'au poste D. Toutefois, il peut être avantageux aans certains cas d'arrêter le rebord de guidage 26 plus en amont, par exemple dans la zona au poste B.
A une certaine distance du rouleau coucheur 25 se trouva une trémie ou autre organe approprié 27 contenant une matière plastique liquide 28, au type polyester par exemple, matière qui s'écoule vars le bas par l'orifice de sortie de cette trémie, pour pénétrer dans l'auge ou rigole peu profonde formée avec le film flexible 22 sous l'effet des rails de guidage 26, ce qui fournit un assemblage comme celui représenté dans la fig.3. Un peigne ou "barrage" 29 peut être prévu au voisinage immédiat de la trémie 27, en vue d'égaliser le courant de matière plastique 28, de contrôler l'écoulement de ce courant et de répartir celui-ci uniformément dans la rigola formée par la film flexible inférieur 22.
Le poste B comporte des moyens pour additionner la matière plastique liquide d'un matériau de renforcement, ces moyens pouvant com- prendre un appareil à découper du type désigné généralement par 30, cet appareil agissant de façon à sectionner de la mèche de fibres de verre, en provenance d'une série de tubes ou enroulements 32, en brins de faible longueur. L'appareil à découper peut comporter une paire de cylindres 33 ou 34, entre lesquels la mèche est tirée et qui l'obligent à suivre un trajet curviligne, au bout auquel elle est découpée par les couteaux 35 d'un cylindre découpeur 36.
Les brins de verre 18 de faible longueur tombent par gravité dans la hotte 37 et se déposent sur la matière plastique liquide 28, ce qui assure, comme montré cana la figure 4, une excellente dispersion de longueurs tout-venant aa mèche de verre dans toute la masse de la matière plastique liquide. On a constaté qu'en hachant le matériau de renforcement en petits brins, de 4 pouces par exemple, la quantité d'air ou de gaz emprisonnée est moindre que celle occluse dans les interstices de matériaux tels que des fibres feutrées. De plus, et comme les fibres ne sont pas enchevêtrées; elles peuvent être humectées plus aisément. De plus, dans le cas de brins hachés,, on ne se trouve pas en présence d'un liant de feutrage qui aggraverait encore la problème de l'occlusion.
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On conçoit qu'il peut être avantageux parfois d'utiliser un mince revêtement de feutre de fibres de verre sur las faces opposées de la masse de brins hachés, afin d'assurer l'épaisseur voulue et d'améliorer la résistance à l'usure du panneau de construction renforcé en matière plastique. Ceci peut être réalisé en posant un feutre de revêtement sur le film flexible 22, cette application se faisant de part et d'autre de la trémie à résine 27, ainsi qu'antre la hotte 37 et la deuxième bobine 40 de film flexible.
A une certaine distance de la hotte 37 se trouve une paire de cylindres d'imprégnation 38 et 39 qui constituent généralement la poste C. Ces cylindres sont de préférence du type à cannelures hélicoidales, comme montré le plus clairement dans la fig.6; ils agissent d'une manière efficace pour presser fermement les extrémités ou boxas émergeants des fibres de verre dans la matière plastique liquida 28. A cette fin, les nervures 38a en saillie sur la circonférence des cylindres présentent un pas de un diamètre et demi, lesdits cylindres étant situés au-aessus de la courroie transporteuse 19, de manière à exercer une légère pression de contact sur la composition imprégnée à base de résine.
Il convient de noter que les hélices formées par les nervures de ces cylindres sont de sens opposés pour les deux cylindras. On a constaté que cette disposition était la plus avantageuse, étant donné qu'elle agit dans le sens du refoulement d'un bourrelet da résine vers l'avant et vers l'arrière d'un côté à l'autre de la résine renforcée, ce qui assure l'humectation continue des cylindres, de sorte que les fibres sont essentiellement empêchée de coller aux cylindres, assurant ainsi un renforcement plus uniforme.
Le dispositif qui vient d'être décrit est suivi d'une seconde bobine 4C de film flexible 41, ce dernier passant entre les cylindres 42 et 43 et étant appliqué à plat sur la surface supérieure de la matière plastique liquide renforcée, au moyen du cylindre inférieur extrême 43.
Dans certains cas il peut être avantageux de procéder préalablement à l'application effective du deuxième film du type cellophane sur la masse de résine dans laquelle se trouvent noyées les fibres de verra, à une application, par projection ou d'une autre matière, d'un accélérateur sur la masse précitée, en vue de favoriser la gélification de la résine formant cette masse. Les accélérateurs qui agissent efficacement aans ce sens sont le naphténate de cobalt, le linéorésinate de cobalt et le lauryl-mercaptana. D'autre part, les mêmes résultats peuvent éventuellement être obtenus en substance par la prévision de plusieurs trémies occupant généralement la position de la trémie à résine 27 représentée dans les dessins.
Una trémie peut contenir la résine, une autre, le catalyseur et une troisième, l'accélérateur, ces trémies étant disposées de manière à déverser le mélange composite sur la film inférieur, ou bien; chacune des trémies peut contenir les trois ingrédients dans des proportions inégales, le contenu des trémies pouvant être combiné juste avant d'atteindre le film. Une telle disposition permettrait une meilleure conservation des ingrédients dans les trémies et fournirait des caractéristiques de manipulation améliorées.
Comme il sera indiqué dans la suite d'une manière plus détaillée, et en se reportant aux figs. 5 et 6, il est essentiel que l'excédent d'air et de résine soit expulsé de la matière plastique renforcée, située entre les films flexibles 22 et 41; il importe en outre que les boras marginaux de ces films soient fermés à joint étanche.
A cette fin, l'invention prévoit un dispositif de pressurage 44 qui peut être monté sur un cadre ou bâti approprié supportant l'appareil de façonnage décrit aans la présente, ce dispositif de pressurage comprenant un élément de support 45 orienté transversalement et auquel est fixée sous tension une bande de métal cintrée 46. Cette bande est disposée (Fig.2) par rapport au fil flexible supérieur de façon à exercer une pression sur celui-ci, de sorte
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que cette lame agit de manière à refouler le film supérieur vers le bas et à chasser vers l'arrière et vars les côtés de la composition enfermée
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entre les films la totalité en substancj, U3 l'excédent d'air et de résine contenu entre ces films.
Comme il sera indiqué dans le suite,, des moyens acccssoires, tels qu'un racloir, peuvent être employés en combinaison avec le dispositif de pressurage L/..
Avant que la matière plastique renforcée ne soit amenée à la forme voulue, et afin de faciliter la manipulation de cette matière, il est avantageux d'amorcer la polymérisation de la matière plastique 28 au
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poste E, c'est-à-dire de consolider le rapport physique entre la résine et le verrj. A cette fin, on prévoit au poste E un certain nombre d'éléments de chauffage, ceux-ci pouvant être constitués par une série de dispositifs de chauffage électriques 47 portant intérieurement des éléments de chauffe à résistance appropriés, Selon une variante, ce système peut être remplacé par un certain nombre d'ampoules chauffantes à rayons in- frarouges.
Dans certains cas il sera préférable de remplacer les dispositifs de chauffage prévus ci-aessus par une source de rayonnement ultraviolet, en vue d'assurer la gélification de la résine. Une telle source est constituée avantageusement par une ou plusieurs lampes au type dési-
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gné par la "Gen=Jral Electric Company" par "RS type Sun Lamp" (type à'ré- ±lecteur) ou le type désigné par la même Société par "UA-9 Uviaro Lamp".
Grâce à l'emploi du rayonnement ultraviolet pour favoriser la gélification,
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c'3st-à-dir3 peur am8nJ.(' la résine au "stade B", on évite essentiellement un plissement excessif du film flexible supérieur et l'on réalise une polymérisation initiale plus uniforme de la résine dans presque toute la masse de
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la composition enfermée dans lu film et constituée par la résine ût les fibres. C,.c2. était difficile à réaliser préalablement à l'emploi ao la lumière ultraviolette, étant donné qu'il n'était ni pratique ni économique ue chauffer la courroie transporteuse 19 en caoutchouc à un aegré suffi- sant pour assurer le chauffage de la partie inférieure de l'élément composite.
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Les organes due moulage ou de iaçonnagoe du poste F ont été établis en vue d'imprimer la section transversale voulue à l'assemblage partielljment durci. Comme montré dans la fig.9, ces organes due moulage peuvent comprendre un chariot portatif 48 sur lequel 3st placée une partie inférieure 49 d'un moule., appelée à recevoir sur sa face supérieure
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la partie supérieure 5C de celui-ci. Les deux parties du moule peuvent être constituées chacune par un seul élément, ou bienj peuvent comporter chacune un3 série de divisions munies d'une ou de plusieurs ondulations.
Après avoir disposé l'assemblage partiellement cure' 51 entre ls parties 49 et 50 du moulj on peut utiliser des poids pour établir un contact
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plus intime jntri l'assemblage et les parties du moule.
Le poste G dans lequel a lieu l'avancement ae la polymérisation as la matière plastique 28, comprend normalement une chambre de chauf- fage ou four 52, dans lequel on amène le chariot chargé 48. On peut fai-
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rd usagj de groupes continus d3 lampes de chauffage (non représentés) en vue d'élever et en maintenir la température d3 la matière plastique au niveau voulu, et l'on peut employer des moyens appropriés pour imprimer
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un mouvement à ca chariot et pour contrôler sa vitesse due passage à tra- vers la chambre de chauffage.
Les divers éléments de l'appareil peuvent être actionnés par des moyens de commande t une timonerie appropriée., qui n'ont pas été re- présentés, car il a été estimé inutile d'en faire une description aétaillée.
Bien que l'on puisse admettre que la fonctionnement de l'appareil ressort très clairement de l'exposé qui précède, on décrira ci-après une opération type, à savoir :
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On déroule la film flexible 22 au rouleau 21 et on l'applique sur la courroie transporteuse 19 au moyen des cylindres 23 et 24. On imprime au film flexible la forme d'une auge ou d'une rigole à l'aide des rebords de guidage 26 et au cylindre 25. On déverse aans la rigole ainsi formée une matière plastique liquide, telle qu'una résine polyester 28, contenant un catalyseur approprié, ce déversement se faisant par gravité, aepuis la trémie 27, en vue de produire l'assemblage représenté dans la fig.3.
Cette résine est répartie uniformément sur le film flexible inférieur, la quantité de la résine étant contrôlée au moyen du peigne ou barrage 29. De la mèche de verre 31, venant de tubes 32, est hachée en petits brins 18 par l'appareil découpeur 30 et est amenée à tomber par gravité à travers la hotte 37 sur la résine polyester catalysée (fig.4), où les brins de verre sont dispersés d'une manière sensiblement uniforme dans toute la masse de la résine, sans qu'il y ait d'conclusions d'air importantes.
Comme des parties de ces fibres de vrra hachées pointent vers le haut à partir de la résine, des cylindres 38 et 39, à cannelures spirales, excercent une pression vers le bas et imprègnent les fibres de verre qui pointent ainsi à partir ae la masse de résine.
Un deuxième film flexible 41, soit un film supérieur est appliqué sur la face supériaura de la masse de résine ainsi renforcée, par les cylindres 42 et 43, l'excédent d'air et de résine étant chassé de l'assemblage au moyen du dispositif de pressurage 44 et éventuellement à l'aide de racloirs ou roulettes à main, employés à titre supplémentaire.
Grâce à 1' emploi de tels moyens, on obtient un assemblage qui présente la section montrée dans les figs.5 et 6. Comme on.le voit aans ces figs., la partie intermédiaire de l'assemblage comprend la* masse de résine 28 dans laquelle des petits brins de mèche 31 sont distribués d'une manière sensiblement uniforme, tandis qu'une quantité relativement réduite da fibres se trouve en dehors de la partie centrale,comme montré en 53; l'espace entre les films 22 et 41 étant occupé principalement par la résine.
Dans une partie située encore plus à l'extérieur, celle désignée par 54, les films sont en contact à pression; cela éventuellement sous l'action de la roulette et de la pression exercée par un effort mus- culaire. Ainsi établies, les parties 54, pressées l'une contre l'autre, des films 22 et 41; agissent de manière à empêcher 1' entrée de l'air dans l'assemblage pendant les opérations de cuisson ultérieure.
On peut éventuellement établir des moyens pour rabattra le film inférieur 22 par-dessus le film supérieur 41, afin de produire l'assemblage représenté dans la fig.10. De tels moyens peuvent comporter un cylindre approprié en vue de replier les bords de l'assemblage t d'exercer ensuite sur ceux-ci une pression de haut en bas, de façon à amener les bords du film 22 à se rabattre sur ceux du film 41, comme indiqué an 55 dans la fig.10, ce qui permet d'obtenir un assemblage en résine renforcée, complètement encaissée.
Il va de soi que la ruban transporteur 19 déplace le film et les éléments placés sur celui-ci et qu'il fait passer la résina renforcée et encaissée devant le groupe d'organes de chauffage 47, où la résine subit une cuisson partielle à l'aide d'éléments de chauffe à résistance, ou analogues.
En quittant le poste de cuisson E, la résine est polymérisée à un point où elle ast encore flexible, tout en pouvant être aisément placée entre les parties 49 et 50 du moule prévues sur le chariot 48 et amenée ensuite à la chambre de chauffe 52, où la cuisson est soit achevée, soit fortement avancée. On peut prévoir des scies destinées à découper le produit ainsi obtenu longitudinalement et transversalement en longueurs désirées, comme indiqué dans la fig.l. On peut ensuite enlever le film d' acétate de cellulose ou autre, ce qui laisse un produit pouvant être uti-
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lisé dans l'industrie de la construction et du bâtiment.
Il va de soi que la composition, les dimensions et la nature du produit désiré déterminant dans une large mesure les conditions de " cuisson" optimum et que ces facteurs peuvent varier d'une manière considérable. En outra, on peut trouver avantageux de ne pas onauler l'assem-
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blage partiellement durci 51 at, aans cc cas, cet assemblage peut etrj cn substance polymérisé de la manièrc courante.
R E V E 1 D I C A T I C P S , l) Procédé pour former en marche continu; un produit en une matière plastiqua thermodurcissable et d'une section aéterminée, ce procédé consistant : à déposer une résine thermodurcissable sur une surface en mouvement; à déposer un matériau de renforcement sur cette résine, pendant que calle-ci est portée par ladite surface; à consolider la relation physique entre la résine et le matériau de renforcement; à placar la résine entre des organes de moulage ; et, à chauffer la résine pendant qu'
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elle -st ainsi disposée 3n vu= d'avancer le dursissemmt de celle-ci.
2) Procédé pour former en marche continue un produit en matièrd plastique thermodurcissable st d'unj section déterminée, ce procédé consistant : à déposer une résine thermoaurcissabla sur un film flexible porté par un transporteur en mouvement; à déposer un matériau de r,nfor-
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cement sur la résine zen mouvement; à recouvrir la résin-: renforcée d'un autr3 film flexible, de manière à obtenir une masse de résine renforcée et encaissée; à durcir partiellement par chauffage la résine renforcée
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ainsi encaissée;
à disposer la résine renforcée, encaissée et parti.>Il:- , ment durcie;, entra des organes de moulage, .a, â chauffer la résina, pen- dant qu'elle est ainsi disposée, en vue de faire avancer le durcissement de cette résine. 3) Procédé pour former en marche continua un produit en matiè-
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r-; plastique thermoaurcîssab13 -t ase section déterminée, c; procédé consistant : à déposer une résine thermodurcissable sur un film flexible porté par un transporteur en mouvement; à découper oses fibres cL-, varrr:
n brins relativement courts et à amener ceux-ci à tomber pêle-mêle sur la résine on mouvemant9à soumettre les fibres de verra Cl.J renforcement à l'action ce roulaaux9en vue de les noyer plus complètement dans cette.résine;à couvrir la résine renforcée ainsi traitée d'un autre film flexible en vue de constituer un corps de résine encaissé; à durcir partiellement le corps de résine renforcé et encaissé, par une application de chal.3ur; à disposer le corps de résina renforcée encaissé et partiellement durci, entre des organes de moulage; et, à chauffer la résine ainsi disposée, en vu d'achever le durcissement de celle-ci.