FR2646443A1 - Feuille plastique renforcee de fibres et procede de production d'une telle feuille - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une feuille plastique renforcée de fibres 10 ayant une structure à couche à gradient dans laquelle le degré d'agrégation des fibres de renforcement varie de façon continue et un procédé de production de ladite feuille par étalement d'un mélange de fibres 1 différentes par le nombre de filaments agrégés sur la zone de déplacement d'une courroie convoyeuse 6 et ensuite pressage dudit mélange de fibres contenant une résine. La feuille plastique renforcée de fibres de l'invention a un aspect lisse excellent, une fluidité excellente durant le moulage d'un article, une capacité de remplissage de fibres excellente dans une portion de forme complexe d'un article et une résistance mécanique excellente et peut être produite d'une manière non coûteuse.
Description
Arrière-plan technologique de L'invention
Domaine de L'invention
La présente invention concerne une feuille plastique renforcée de fibres ayant une structure à couche à gradient selon
Laquelle le degré d'agrégation des fibres de renforcement varie continuellement ainsi qu'un procédé pour la production d'une telle feuille.
Domaine de L'invention
La présente invention concerne une feuille plastique renforcée de fibres ayant une structure à couche à gradient selon
Laquelle le degré d'agrégation des fibres de renforcement varie continuellement ainsi qu'un procédé pour la production d'une telle feuille.
Description de L'art antérieur
Jusqu a présent on a développé diverses feuilles plastiques composées de résines thermoplastiques et de fibres de renforcement. Elles peuvent être divisées en groupes suivants. L'un de ces groupes est produit par mélangeage de fibres de renforcement telles que les fibres de verre avec une résine thermoplastique å l'état fondu à l'aide de la vis d'une extrudeuse et extrusion du metange en une feuille à travers une filière en T. Un autre groupe est un stratifié d'une nappe de fibres continues telles que les fibres de verre et d'une feuille de fibres (publication de brevet japonais examiné n0 54-36193).Un autre groupe est un stratifié de nappe de fils d'écheveaux coupés ou de nappe de surfaçage de fibres discontinues et d'une feuille de résine (publication de brevet japonais examiné n0 51-14557). Un autre groupe est produit par mélangeage de fils d'écheveaux coupés tels que les fibres de verre avec une poudre de résine avec de l'eau dans une bouillie, déshydratation, séchage et pressage avec chauffage pour former une feuille (publication de brevet japonais non examiné o n 60-158228).Un autre groupe est produit par ouverture et mélangeage de fils d'écheveaux coupés avec une poudre de résine dans une phase gazeuse et pressage avec chauffage du mélange en forme de coton pour former une feuille (publication de brevet japonais examiné n0 64-6227, publication de brevet japonais non o examiné n 59-49929). Un autre groupe encore est produit par mélangeage d'une poudre de résine avec des fils d'écheveaux coupes non ouverts, et pressage avec chauffage pour former une feuille (publication de brevet japonais examiné n0 51-20550).
Jusqu a présent on a développé diverses feuilles plastiques composées de résines thermoplastiques et de fibres de renforcement. Elles peuvent être divisées en groupes suivants. L'un de ces groupes est produit par mélangeage de fibres de renforcement telles que les fibres de verre avec une résine thermoplastique å l'état fondu à l'aide de la vis d'une extrudeuse et extrusion du metange en une feuille à travers une filière en T. Un autre groupe est un stratifié d'une nappe de fibres continues telles que les fibres de verre et d'une feuille de fibres (publication de brevet japonais examiné n0 54-36193).Un autre groupe est un stratifié de nappe de fils d'écheveaux coupés ou de nappe de surfaçage de fibres discontinues et d'une feuille de résine (publication de brevet japonais examiné n0 51-14557). Un autre groupe est produit par mélangeage de fils d'écheveaux coupés tels que les fibres de verre avec une poudre de résine avec de l'eau dans une bouillie, déshydratation, séchage et pressage avec chauffage pour former une feuille (publication de brevet japonais non examiné o n 60-158228).Un autre groupe est produit par ouverture et mélangeage de fils d'écheveaux coupés avec une poudre de résine dans une phase gazeuse et pressage avec chauffage du mélange en forme de coton pour former une feuille (publication de brevet japonais examiné n0 64-6227, publication de brevet japonais non o examiné n 59-49929). Un autre groupe encore est produit par mélangeage d'une poudre de résine avec des fils d'écheveaux coupes non ouverts, et pressage avec chauffage pour former une feuille (publication de brevet japonais examiné n0 51-20550).
Toutefois, dans la première méthode utilisant une extrudeuse, étant donné que la plus grande partie des fibres de
renforcement est découpée à une longueur inférieure à 1 mm par la vis de l'extrudeuse, l'effet de renforcement de la résine thermoplastique, en particulier la résistance aux chocs, est insuffisant. La seconde méthode de stratification d'une nappe de fibres
continues est la méthode la plus courante. Dans cette méthode, étant donné que les fibres sont continues, la fluidité des fibres est insuffisante dans le procédé de moulage tel que le moulage par compression, utilisant un moule ayant une forme arbitraire avec chauffage. Par conséquent, lorsqu'unie forme complexe telle qu'une côte est moulée, la longueur des fibres remplies dans la côte est courte.La troisième méthode de stratification d'une nappe de fils d'écheveaux coupés ou d'une nappe de surfaçage de fibres discontinues est coûteuse du fait qu'elle utilise la nappe comme matériau de départ pour la feuille. De plus, la fluidité des fibres est inférieure dans le procédé de formage en une feuille, en raison de la liaison des fibres par enduction d'un liant en vue de maintenir la forme de nappe de la nappe de fils d'écheveaux coupés ou de la nappe de surfaçage.Dans la méthode de mélangeage des fils d'écheveaux coupés avec une poudre de résine avec de l'eau dans une bouillie, les fils d'écheveaux coupés sont ouverts dans l'eau en monofilaments Par conséquent, les monofilaments discontinus d'environ 7 à 50 mm de longueur sont dispersés uniformément dans la feuille plastique, et comme résultat, les articles moulés de la feuille dans une forme arbitraire ont un aspect excellent. En outre, cette méthode est excellente du fait que les fibres sont remplies dans les portions de forme complexe. Toutefois, étant donné que les monofilaments sont emmêlés les uns aux autres dans la feuille, une grande résistance à L'écoulement se produit au moulage à l'encontre de l'écoulement des fibres dans une forme arbitraire ensemble avec une résine.Comme résultat, une forte pression est nécessaire pour le moulage. De plus, des charges d'injection insuffisantes se produisent occasionriellement en raison de l'infériorité de la fluidité de la résine. Un autre problème de cette méthode de mélangeage des fils d'écheveaux coupés dans l'eau concerne la faible résistance aux chocs en raison des monofilaments. Compte tenu de la méthode de fabrication, le coût de fabrication est accru en raison du procédé de déshydratation d'une grande quantité d'eau et du procédé de séchage. Dans la méthode d'ouverture des fils d'écheveaux coupés dans une phase gazeuse, les fibres discontinues et une poudre de résine sont utilisés de façon similaire à la méthode précédente, mais elle est différente du procédé de mélangeage qui est conduit en phase gazeuse.Par conséquent, le procédé de déshydratation et le procédé de séchage ne conduisent pas nécessairement à une diminution du nombre d'étapes. Toutefois, étant donné que les fils ouverts sont dispersés dans une résine plastique, la feuille plastique a des défauts similaires à ceux de la feuille plastique de la méthode précédente, c'est-à-dire une grande résistance à l'écoulement, une grande pression de moulage, une faible résistance aux chocs etc. En outre, les monofilaments ouverts ont la forme de boules de bouLo- chage, et les monofilaments sont orientés au hasard dans trois dimensions dans le mélange de la poudre de résine et de fibres.
renforcement est découpée à une longueur inférieure à 1 mm par la vis de l'extrudeuse, l'effet de renforcement de la résine thermoplastique, en particulier la résistance aux chocs, est insuffisant. La seconde méthode de stratification d'une nappe de fibres
continues est la méthode la plus courante. Dans cette méthode, étant donné que les fibres sont continues, la fluidité des fibres est insuffisante dans le procédé de moulage tel que le moulage par compression, utilisant un moule ayant une forme arbitraire avec chauffage. Par conséquent, lorsqu'unie forme complexe telle qu'une côte est moulée, la longueur des fibres remplies dans la côte est courte.La troisième méthode de stratification d'une nappe de fils d'écheveaux coupés ou d'une nappe de surfaçage de fibres discontinues est coûteuse du fait qu'elle utilise la nappe comme matériau de départ pour la feuille. De plus, la fluidité des fibres est inférieure dans le procédé de formage en une feuille, en raison de la liaison des fibres par enduction d'un liant en vue de maintenir la forme de nappe de la nappe de fils d'écheveaux coupés ou de la nappe de surfaçage.Dans la méthode de mélangeage des fils d'écheveaux coupés avec une poudre de résine avec de l'eau dans une bouillie, les fils d'écheveaux coupés sont ouverts dans l'eau en monofilaments Par conséquent, les monofilaments discontinus d'environ 7 à 50 mm de longueur sont dispersés uniformément dans la feuille plastique, et comme résultat, les articles moulés de la feuille dans une forme arbitraire ont un aspect excellent. En outre, cette méthode est excellente du fait que les fibres sont remplies dans les portions de forme complexe. Toutefois, étant donné que les monofilaments sont emmêlés les uns aux autres dans la feuille, une grande résistance à L'écoulement se produit au moulage à l'encontre de l'écoulement des fibres dans une forme arbitraire ensemble avec une résine.Comme résultat, une forte pression est nécessaire pour le moulage. De plus, des charges d'injection insuffisantes se produisent occasionriellement en raison de l'infériorité de la fluidité de la résine. Un autre problème de cette méthode de mélangeage des fils d'écheveaux coupés dans l'eau concerne la faible résistance aux chocs en raison des monofilaments. Compte tenu de la méthode de fabrication, le coût de fabrication est accru en raison du procédé de déshydratation d'une grande quantité d'eau et du procédé de séchage. Dans la méthode d'ouverture des fils d'écheveaux coupés dans une phase gazeuse, les fibres discontinues et une poudre de résine sont utilisés de façon similaire à la méthode précédente, mais elle est différente du procédé de mélangeage qui est conduit en phase gazeuse.Par conséquent, le procédé de déshydratation et le procédé de séchage ne conduisent pas nécessairement à une diminution du nombre d'étapes. Toutefois, étant donné que les fils ouverts sont dispersés dans une résine plastique, la feuille plastique a des défauts similaires à ceux de la feuille plastique de la méthode précédente, c'est-à-dire une grande résistance à l'écoulement, une grande pression de moulage, une faible résistance aux chocs etc. En outre, les monofilaments ouverts ont la forme de boules de bouLo- chage, et les monofilaments sont orientés au hasard dans trois dimensions dans le mélange de la poudre de résine et de fibres.
Par conséquent Lorsqu'unie feuille formée du mélange est chauffée à une température supérieure au point de fusion de la résine durant le moulage, la feuille se dilate par l'effet de ressort des fibres, et une certaine quantité de fibres est projetée de la surface de la feuille ce qui dégrade son aspect. Dans la dernière méthode de mélangeage d'une poudre de résine avec des fils d'écheveaux coupés non ouverts, étant donné que des fils non ouverts sont présents autour de la surface de la feuille, l'aspect de l'article moulé est inférieur.
Sommaire de l'invention
L'un des objets de l'invention est de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus de l'art antérieur d'une manière collective et de fournir une feuille plastique renforcée de fibres ayant un aspect excellent, des propriétés mécaniques excellentes telles que résistance aux chocs et fluidité au moulage permettant de remplir les fibres dans des portions de forme complexe, d'une manière peu coûteuse.
L'un des objets de l'invention est de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus de l'art antérieur d'une manière collective et de fournir une feuille plastique renforcée de fibres ayant un aspect excellent, des propriétés mécaniques excellentes telles que résistance aux chocs et fluidité au moulage permettant de remplir les fibres dans des portions de forme complexe, d'une manière peu coûteuse.
La présente invention fournit une feuille plastique renforcée de fibres et un procédé pour obtenir une telle feuille permettant de réaliser l'objet mentionné ci-dessus.
La feuille plastique renforcée de fibres comprend des fibres discontinues de renforcement différentes par le nombre d'agrégation de filaments dispersés dans une résine thermoplastique ou thermodurcissable, lesdites fibres étant agencées dans une structure à couche à gradient variant d'une couche de fibres ayant un grand nombre d'agrégation de filaments à une couche de fibres ayant un nombre moindre d'agrégation de filaments d'une manière continue.Le procédé de production d'une feuille plastique renforcée de fibres qui comprend la séparation des fibres discontinues de renforcement qui sont à ouvrir ou qui ont été ouvertes pour former une distribution des fibres différente par le nombre d'agrégation de filaments en les étalant sur la zone de déplacement d'une bande convoyeuse selon un angle, à l'exception de la direction verticale, dans la direction de la zone de déplacement ensemble avec un courant d'air pour former une couche à gradient utilisant la différence du poids de chaque fibre, en superposant ou en interposant une résine sur ou à l'intérieur de ladite couche à gradient, et en pressant le matériau superposé ou interposé avec chauffage pour former la feuille plastique renforcée de fibres.
Description brève des dessins
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un tissu non tissé de fibres utilisé pour -la feuille plastique renforcée de fibres selon l'invention.
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un tissu non tissé de fibres utilisé pour -la feuille plastique renforcée de fibres selon l'invention.
La figure 2 est une vue schématique latérale d'un appareil pour la production du tissu non tissé de fibres mentionné précédemment.
La figure 3 est une vue schématique en coupe illustrant l'état superposé avant le pressage avec chauffage pour produire une feuille plastique renforcée de fibres de l'invention.
Les figures 4 à 6 représentent d'autres appareils pour la production d'un tissu non tissé de fibres utilisé pour la feuille plastique renforcée de fibres de l'invention.
La figure 7 est une vue en perspective d'un article moulé utilisant une feuille plastique renforcée de fibres de l'invention.
La figure 8 est une vue schématique en coupe illustrant l'état superposé avant le pressage avec chauffage pour produire une feuille plastique renforcée de fibres de l'invention.
La figure 9 est une vue schématique latérale d'un appareil pour la production d'une feuille plastique renforcée de fibres de l'invention par imprégnation d'un résine fondue dans un tissu non tissé de fibres par pressage avec chauffage suivi d'un refroidissement.
La figure 10 est une vue schématique en coupe de deux feuilles plastiques renforcées de fibres placées face à face, et la figure Il est une vue schématique en coupe agrandie après qu'elles ont été réunies ensemble.
La figure 12 est une vue latérale schématique d'un appareil pour la production d'une feuille plastique renforcée de fibres de l'invention, et la figure 13 est une vue latérale schématique d'un appareil pour réunir deux feuilles plastiques renforcées de fibres mentionnées ci-dessus disposées face à face.
La figure 14 est une vue schématique en coupe d'une feuille stratifiée contenant deux feuilles plastiques renforcées de fibres de l'invention.
Description détaillée de l'invention
Les fibres utilisées comme matériaux de départ sont des fils discontinus dénommés fils d'écheveaux coupés et un fil d'écheveaux est un agrégat de centaine à millier de fibres simples.
Les fibres utilisées comme matériaux de départ sont des fils discontinus dénommés fils d'écheveaux coupés et un fil d'écheveaux est un agrégat de centaine à millier de fibres simples.
Une longueur appropriée des fils d'écheveaux est habituellement de 3 à 50 mm. Lorsque des fils d'écheveaux continus sont utilisés, ils sont découpés à la longueur mentionnée ci-dessus. Le type de fibres doit nécessairement avoir une résistance thermique appropriée pour résister au procédé de pressage du matériau superposé sous chauffage, et est choisi conformément à l'utilisation de la feuille plastique renforcée de fibres ou analogue. Des exemples de fibres comprennent les fibres synthétiques telles que fibres de verre, fibres de carbone, fibres métalliques, fibres d'amiante et fibres d'aramid, pâte à papier, coton et analogue.
Une couche à gradient variant d'une couche de fibres ayant un grand nombre de filaments agrégés à une couche de fibres ayant un nombre moindre de filaments agrégés d'une manière continue peut être produite comme suit. En premier lieu, on prépare des fils d'écheveaux coupés à la longueur prescrite (fils d'écheveaux coupés). Les fils d'écheveaux coupés sont utilisés comme matière de départ tels quels, ou sont ouverts à un certain degré pour former une distribution à partir du fil d'écheveau luimême ou du fil d'écheveau ouvert de façon appropriée ou considérablement ouvert jusqu'au stade de monofilament. Le degré d'ouverture est choisi conformément aux propriétés requises de la feuille plastique renforcée de fibres, mais il est important que plus de 30% en poids et de préférence 50% en poids des fibres ne soient pas constitués de monofilaments.Une quantité appropriée de monofilaments est de 1 à 70% en poids, de préférence 5 à 50X en poids. Lorsque les fibres ont une distribution appropriée du nombre d'agrégation de filaments, les fibres peuvent être alimentées au procédé de séparation. Lorsque les fibres ne sont pas ouvertes ou insuffisamment ouvertes, elles sont ouvertes dans le procédé de séparation en utilisant un tambour rotatif muni d'aiguilles ou analogue jusqu'à ce qu'une partie des fibres soit ouverte au stade de monofilaments.
Subséquemment, on forme un tissu non tissé de fibres en utilisant les fils d'écheveaux coupés ouverts mentionnés ci-dessus.
Ce procédé est le plus important pour l'invention. Les fils d'écheveaux coupés ouverts sont délivrés à parti T: d'une fente ayant une largeur prescrite avec de l'air, ou de préférence délivrés par la force centrifuge d'un tambour rotatif muni d'aiguilles. Les fils d'écheveaux ouverts projetés dans l'air retombent en couche sur la zone de déplacement d'une courroie d'une convoyeuse disposée au dessous. L'angle de projection à la zone n'est pas de 900 o (vertical) et 10 à 80 sont préférés. L'épaisseur et le poids par unité de surface de la couche peuvent être contrôlés par changement de la vitesse de déplacement de la courroie convoyeuse, du débit de délivrance des fils d'écheveaux coupés ouverts ou analogue. Les tissus non tissés de fibres ainsi formés peuvent être superposés pour former une multicouche.
Une poudre de résine peut être distribuée par pulvérisation du côté supérieur de la zone de déplacement entre la position où commence l'empilage des fils d'écheveaux coupes ouverts et la position ou finit cet empilage. Lorsqu'une quantité nécessaire de la résine a été distribuée, le procédé suivant de superoosition d'une résine peut être omis.
La zone de déplacement de la courroie convoyeuse est de préférence du type à passage d'air,tellequ'une convoyeuse å mailles ou une convoyeuse de SUNOKO (la zone de déplacement est formée de grille d'égouttage ou de claie), afin d'empiler les fils d'écheveaux coupés ouverts de façon uniforme. Lorsque la zone de déplacement de la courroie convoyeuse n'est pas du type à passage d'air, les fils d'écheveaux coupés ouverts sont éventuellement perturbés sur la zone de déplacement et ne forment pas une couche uniforme.
Subséquemment, une résine est superposée au tissu non tissé de fibres. Comme méthode de superposition, la poudre de résine ou les granulés de résine peuvent être étalés uniformément sur les deux côtés du tissu non tissé, ou de préférence, des feuilles de résine ou la résine fondue en forme de feuille sont superposées sur les deux côtés du tissu non tissé. Ensuite, le matériau superposé est pressé sous l'action de la chaleur pour réaliser l'intégration La température de chauffage doit être nécessairement supérieure au point de fusion ou au point de ramollissement.Le type de résine est sélectionné conformément à l'utilisation de la feuille plastique renforcée de fibres ou analogue, et inclut diverses résines thermoplastiques telles que résine de polyéthylène, résine de polypropylène, résine de copolymère d'éthylène-propylène, résine de copolymère d'éthylèneacétate de vinyle, résine de copolymère d'éthylène-ester acrylate, résine de téréphtalate de polyéthylène, résine de polystyrène, résine de chlorure de polyvinyle, résine de chlorure de polyvinylidène, résine de polycarbonate, résine de polyamide, résine de polyacétal, résine méthacrylique et mélange de résines les contenant, et diverses résines thermodurcissables telles que résine phénolique, résine de mélamine et resine d'urée.
Un rapport approprié de la résine à la fibre est de 100 parties en poids de la résine pour 1 à 400 parties, de préférence 5 à 200 parties en poids de la fibre.
L'épaisseur de la feuille est habituellement de 1 å 10 mm. La feuille peut également être utilisée comme matériau mural, comme matériau de revêtement du sol, comme feuille estampée ou analogue dans une forme arbitraire ou comme articles moulés.
Dans le procédé de fabrication, les fils d'écheveaux coupés ouverts sont projetés selon un angle arbitraire à l'exception de la direction verticale. Les fibres les plus lourdes, c'est-à-dire les fils moins ouverts retombent à une distance plus courte et les fibres plus légères, c'est-à-dire les fils plus ouverts retombent sur une distance plus longue Par conséquent, la position de chute de chaque fibre varie d'une maniere continue conformément à son poids dû au degré d'ouverture du fil. Etant donné que'- la zone de déplacement de la courroie convoyeuse se déplace toujours dans une direction, les fibres projetées sont agencées en une structure à couche à gradient dans laquelle les fils moins ouverts sont disposés sur le côté inférieur et les fils plus ouverts sont disposés sur le côté supérieur.Le matériau à couche a gradient est un tissu non tissé ayant une force de liaison faible due à l'enchevêtrement des fibres. Par conséquent, il peut être utilisé sans revêtement de liant ou sans traitement d'aiguilletage.
Dans la feuille de l'invention, les monofilaments ou les fibres suffisamment ouvertes sont disposés autour de la surface de la feuille, et ils sont agencés parallèlement à la surface.
L'agencement parallèle à la surface de la feuille veut dire que la plus grande quantité des fibres est déposée en couche régulière durant la formation du tissu non tissé et les fibres agencées dans
La direction verticale, c'est-à-dire dans la direction de l'épaisseur du tissu non tissé sont rares. Par conséquent, les fils non ouverts ou moins ouverts ne sont pas exposés à la surface des articles moulés. De plus, étant donné que les fibres sont agencées selon deux dimensions parallèlement à la surface, les fibres ne sont pas expulsées de la surface par l'effet ressort dans la direction de l'épaisseur de la feuille durant le chauffage avant le moulage. Etant donné que les fibres ouvertes sont dispersées uniformément dans des directions parallèles à la surface, la feuille a un aspect lisse excellent comparativement à la feuille conventionnelle mentionnée ci-dessus contenant des boutons.
La direction verticale, c'est-à-dire dans la direction de l'épaisseur du tissu non tissé sont rares. Par conséquent, les fils non ouverts ou moins ouverts ne sont pas exposés à la surface des articles moulés. De plus, étant donné que les fibres sont agencées selon deux dimensions parallèlement à la surface, les fibres ne sont pas expulsées de la surface par l'effet ressort dans la direction de l'épaisseur de la feuille durant le chauffage avant le moulage. Etant donné que les fibres ouvertes sont dispersées uniformément dans des directions parallèles à la surface, la feuille a un aspect lisse excellent comparativement à la feuille conventionnelle mentionnée ci-dessus contenant des boutons.
En ce qui concerne la fluidite du matériau dans le procédé de moulage, elle est déterminée par les propriétés de fluidité de la résine telles que la viscosité à l'état fondu et par la forme de La fibre telle que la longueur et le degré d'ouverture des fibres. Lorsque l'on compare la feuille de l'invention avec les feuilles conventionnelles mentionnées ci-dessus dans le cas de l'utilisation de la même résine, dans la feuille de l'invention, étant donné que "les fils d'écheveaux coupés non ouverts ou moins ouverts sont disposés à l'intérieur, la résistance à l'écoulement de la résine fondue est faible comparativement aux feuilles conventionnelles dans lesquelles la plus grande partie des fibres sont des monofilaments.De plus, étant donné qu'aucun liant n'est utilisé pour maintenir la forme des tissus non tissés dans la feuille de l'invention, les fibres peuvent se déplacer ensemble.
En ce qui concerne la propriété de remplissage des fibres dans les portions de forme complexe, dans la feuille de l'invention, étant donné que les fibres discontinues ayant une longueur de 3 à 50 mm sont utilisées, l'enchevêtrement des fibres est moindre que pour les feuilles conventionnelles utilisant une nappe de fibres continues. Par conséquent, les fibres se déplacent ensemble avec la résine, et les fibres remplissent les portions de forme complexe telles que les côtes. La propriété de remplissage est également supérieure à celle de la feuille conventionnelle utilisant un liant.
En ce qui concerne les propriétés mécaniques, dans la feuille de l'invention, les fibres utilisées pour le renforcement ont une longueur de 3 à 50 mm, et la longueur des fibres est pratiquement la même durant la production de la feuille. Ceci veut dire que le rapport d'aspect de la longueur de fibres au diamètre de fibres est maintenu à une valeur élevée. Par conséquent, la feuille de l'invention a une résistance mécanique excellente en particulier une résistance aux chocs excellente comparativement å la feuille conventionnelle produite en utilisant une extrudeuse.En ce qui concerne la résistance aux chocs on sait de façon empirique que la résistance aux chocs lorsqu'on utitise des fils d'écheveaux coupés non ouverts est supérieure à celle dans le cas ou l'on utilise des monofilaments (voir "PLASTICS", volume 17, n 19, page 10). On pense que ceci est du à la différence dans la propagation de l'énergie du choc et du mécanisme d'absorption. Dans la feuille de la présente invention, les fibres au voisinage de la surface de la feuille sont ouvertes, tandis que les fils non ouverts demeurent à l'intérieur. Ainsi, la résistance aux chocs de la feuille de l'invention est supérieure à celle des feuilles conventionnelles du type à fils ouverts, en raison de la structure mentionnée ci-dessus. En outre, dans les feuilles conventionnelles utilisant des fils d'écheveaux non ouverts seuls comme matériau de renforcement, la surface de contact de la résine avec les fibres est faible, et il est connu que les effets de renforcement, en particulier les propriétés de flexion telles que la résistance à la flexion et le module élastique de flexion, sont inférieurs. Au contraire, dans le cas de la feuille de l'invention, étant donné que les fils ouverts sont disposés autour de la surface effective pour les propriétés de flexion, elle a une résistance à la flexion suffisante.
La feuille de l'invention peut être produite à peu de frais pour la raison que l'on utilise un produit du commerce peu coûteux de fils d'écheveaux coupés comme matière de départ, comparativement aux feuilles conventionnelles utilisant une nappe de tissu non tissé de fibres coûteuse. Le procédé de déshydratation et le procédé de séchage ne sont pas nécessaires, et le procédé de fabrication est simple ce qui permet de réduire le coût de fabrication.
Exemples
Exemple 1
Des fils d'écheveaux coupés ("FES-13-1252M", fabriqués par la firme Fuji Fiber Glass Co., Ltd.) ayant une longueur de fibre de 13 mm, un diamètre de fibre de 11 un et un nombre de filaments agrégés de 800 sont placés dans un malaxeur Henschel
("FM 75J#, fabriqué par la firme Mitsui Miike Machinery Co., Ltd.), et agités à une vitesse de rotaticn de la lame ZoSo d'environ 40 n de vitesse périphérique pendant 3 min. Les fibres de verre enlevées du malaxeur sont composées d'environ 5% en poids de monofilaments et d'environ 50% en poids de fils d'écheveaux non ouverts, le restant étant dans des états d'ouverture intermédiaires.
Exemple 1
Des fils d'écheveaux coupés ("FES-13-1252M", fabriqués par la firme Fuji Fiber Glass Co., Ltd.) ayant une longueur de fibre de 13 mm, un diamètre de fibre de 11 un et un nombre de filaments agrégés de 800 sont placés dans un malaxeur Henschel
("FM 75J#, fabriqué par la firme Mitsui Miike Machinery Co., Ltd.), et agités à une vitesse de rotaticn de la lame ZoSo d'environ 40 n de vitesse périphérique pendant 3 min. Les fibres de verre enlevées du malaxeur sont composées d'environ 5% en poids de monofilaments et d'environ 50% en poids de fils d'écheveaux non ouverts, le restant étant dans des états d'ouverture intermédiaires.
On prépare un tissu non tissé de fibres de verre montré à
La figure 1 à partir des fibres de verre mentionnées ci-dessus en utilisant une machine à aiguilleter du type unique (de la firme
Chuo Menki Seisakusho) montrée à la figure 2. Les fibres de verre 1 sont placées sur une courroie convoyeuse 2 de la firme SUNOKO (la zone de déplacement est réalisée en bambou sous la forme de grille d'égouttage ou de claie) d'une façon uniforme, et alimentées à un tambour 5 garni d'aiguilles tournant à 600 tr/min par l'intermédiaire d'un rouleau de pression en bois 3 et d'un rouleau d'alimentation en acier 4. Le diamètre du tambour muni d'aiguilles 5 est de. 513 mm, et un drap garni d'aiguilles en projection dénommé garniture de carde est enroulé autour de la surface.Les fibres de verre sont ouvertes par les aiguilles en projection et projetées vers le bas par la force centrifuge du tambour 5 dans la direction d'une courroie convoyeuse en bambou de SUNOKO 6 se déplaçant dans la direction de la fleche. Les fils non ouverts tombent juste à proximité de la portion de décharge 7 et les fibres dans les états d'ouverture intermédiaires tombent plus à droite de la figure selon le degré d'ouverture. Les monofilaments et les fibres suffisa#mment ouvertes tombent sur la partie la plus à droite. Ainsi, les fibres de verre sont disposées en couches agencées conformément au degré d'ouverture, et s'enchevêtrent les unes avec les autres å l'intérieur de ces couches.La surface de la couche est légèrement régulée par un rouleau de contact 8 en acier inoxydable et pressée par un rouleau d'acier 9 pour sortir sous la forme d'un tissu non tissé de fibres de verre 10. L'air est aspiré à travers une canalisation 18 disposée après le rouleau de contact 8.
La figure 1 à partir des fibres de verre mentionnées ci-dessus en utilisant une machine à aiguilleter du type unique (de la firme
Chuo Menki Seisakusho) montrée à la figure 2. Les fibres de verre 1 sont placées sur une courroie convoyeuse 2 de la firme SUNOKO (la zone de déplacement est réalisée en bambou sous la forme de grille d'égouttage ou de claie) d'une façon uniforme, et alimentées à un tambour 5 garni d'aiguilles tournant à 600 tr/min par l'intermédiaire d'un rouleau de pression en bois 3 et d'un rouleau d'alimentation en acier 4. Le diamètre du tambour muni d'aiguilles 5 est de. 513 mm, et un drap garni d'aiguilles en projection dénommé garniture de carde est enroulé autour de la surface.Les fibres de verre sont ouvertes par les aiguilles en projection et projetées vers le bas par la force centrifuge du tambour 5 dans la direction d'une courroie convoyeuse en bambou de SUNOKO 6 se déplaçant dans la direction de la fleche. Les fils non ouverts tombent juste à proximité de la portion de décharge 7 et les fibres dans les états d'ouverture intermédiaires tombent plus à droite de la figure selon le degré d'ouverture. Les monofilaments et les fibres suffisa#mment ouvertes tombent sur la partie la plus à droite. Ainsi, les fibres de verre sont disposées en couches agencées conformément au degré d'ouverture, et s'enchevêtrent les unes avec les autres å l'intérieur de ces couches.La surface de la couche est légèrement régulée par un rouleau de contact 8 en acier inoxydable et pressée par un rouleau d'acier 9 pour sortir sous la forme d'un tissu non tissé de fibres de verre 10. L'air est aspiré à travers une canalisation 18 disposée après le rouleau de contact 8.
La structure du tissu non tissé de fibres de verre 10 ainsi formée est montrée schématiquement à la figure 1. Les fibres ouvertes jusqu'au stade de monofilaments 11 sont dans la couche du côté supérieur du tissu non tissé 10 et les fils non ouverts 13 sont dans la couche du côté inférieur. Les fibres dans les états d'ouverture intermédiaires 12 sont agencées conformément au degré d'ouverture entre les deux couches pour former une couche å variation continue. Le tissu non tissé montré à la figure 1 n'est pas une structure à 3 couches mais une structure à couche å gradient dont Le nombre de filaments agrégés varie de façon continue.
La vitesse de déplacement des courroies convoyeuses de
SUNOKO 2,6 peut être fixée de façon arbitraire et elle peut être de 50 cm/min pour la courroie convoyeuse 2 et de 100 cm/min pour la courroie convoyeuse 6. Le poids par surface du tissu non tissé 10 est d'environ 500 g/m2.
SUNOKO 2,6 peut être fixée de façon arbitraire et elle peut être de 50 cm/min pour la courroie convoyeuse 2 et de 100 cm/min pour la courroie convoyeuse 6. Le poids par surface du tissu non tissé 10 est d'environ 500 g/m2.
Quatre feuilles du tissu non tissé 10 et cinq feuilles de film de polypropylène tPP) (indice de fusion MI=10, fabriqué par la firme Mitsui Petrochemical Industries Co., Ltd.) sont superposées alter- nativement comme montré à la figure 3. La matière superposée est préalablement chauffée par une presse chauffante à 2000C pendant 3 min, puis Dressée à 40 kg/cm2 (3920 KPa) pendant 5 min avec chauffage. Cette feuille composite est transférée sur une presse puis pressée à 40 kg/cm2 (3920 KPa) à la température ordinaire pendant 5 min. L'épaisseur de la feuille plastique renforcée de fibres ainsi produite est de 4 mm, et la teneur en fibres de verre est de 40% en poids.
Exemple 2
Cinq types de fils d'écheveaux coupés (FES-13-1252M',
fabriqués par la firme Fufi Fiber Glass Co., Ltd. ayant des
nombres de filaments agrégés différents sont mélangés uniformément
pour obtenir un mélange composé de 50% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 800, 30% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 400, 10% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 100, 5% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 50 et 5% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 10. On prépare un tissu non tissé de
la même manière qu'à l'exemple 1.
Cinq types de fils d'écheveaux coupés (FES-13-1252M',
fabriqués par la firme Fufi Fiber Glass Co., Ltd. ayant des
nombres de filaments agrégés différents sont mélangés uniformément
pour obtenir un mélange composé de 50% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 800, 30% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 400, 10% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 100, 5% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 50 et 5% en poids de fils ayant un
nombre de filaments agrégés de 10. On prépare un tissu non tissé de
la même manière qu'à l'exemple 1.
A La place du film de polypropylène 14 on étale la même
quantité de poudre de polypropylène t"J 900P, fabriquée par la
firme Mitsui Petrochemical Industries Cc., Ltd.) et on prépare une
feuille plastique renforcée de fibres de 4 mm d'épaisseur de la
même manière qu'à l'exemple 1.
quantité de poudre de polypropylène t"J 900P, fabriquée par la
firme Mitsui Petrochemical Industries Cc., Ltd.) et on prépare une
feuille plastique renforcée de fibres de 4 mm d'épaisseur de la
même manière qu'à l'exemple 1.
Exemple 3
On prépare un tissu non tissé en utilisant l'appareil
représenté à la figure 4. Cet appareil est le même que celui
employé à l'exemple 1 sauf qu'une trémie 15 de poudre de résine
est prévue à la suite du tambour à aiguilles 5. La poudre- de
polypropylène (J 900P') 17 est étalée sur les couches de fibres de
verre å travers des trous 16 d'un diamètre de 1,5 mm. En vue
d'obtenir une distribution uniforme, La trémie 15 est vibrée par un
vibrateur (non représenté).
On prépare un tissu non tissé en utilisant l'appareil
représenté à la figure 4. Cet appareil est le même que celui
employé à l'exemple 1 sauf qu'une trémie 15 de poudre de résine
est prévue à la suite du tambour à aiguilles 5. La poudre- de
polypropylène (J 900P') 17 est étalée sur les couches de fibres de
verre å travers des trous 16 d'un diamètre de 1,5 mm. En vue
d'obtenir une distribution uniforme, La trémie 15 est vibrée par un
vibrateur (non représenté).
Le tissu non tissé contenant de la poudre de poly
propylène est pressé par une presse chauffante sous chauffage et
ensuite par une presse froide. Les conditions de pressage sont les mêmes qu a l'exemple 1. L'épaisseur de la feuille plastique
renforcée de fibres ainsi produite est de 1 mm, et la teneur en
fibres de verre est de 40% en poids.
propylène est pressé par une presse chauffante sous chauffage et
ensuite par une presse froide. Les conditions de pressage sont les mêmes qu a l'exemple 1. L'épaisseur de la feuille plastique
renforcée de fibres ainsi produite est de 1 mm, et la teneur en
fibres de verre est de 40% en poids.
Exemple 4
On prépare un tissu non tissé en utilisant l'appareil
montré à la figure 5. Cet appareil est le même que celui employé à
l'exemple 1 sauf que l'on a inversé la direction d'alimentation des fibres de verre et la direction de rotation du tambour à aiguilles 5. La structure en couche du tissu non tissé est inversée, c' est-à- dire que les monofilaments sont déposés en couche sur le côté inférieur et les fils non ouverts sont déposés en couche sur le côté supérieur.
On prépare un tissu non tissé en utilisant l'appareil
montré à la figure 5. Cet appareil est le même que celui employé à
l'exemple 1 sauf que l'on a inversé la direction d'alimentation des fibres de verre et la direction de rotation du tambour à aiguilles 5. La structure en couche du tissu non tissé est inversée, c' est-à- dire que les monofilaments sont déposés en couche sur le côté inférieur et les fils non ouverts sont déposés en couche sur le côté supérieur.
Exemple 5
Le même mélange de fibres de verre que celui employé à
l'exemple 1 est déchargé à travers une buse 21 d'un soufflant 20 ayant une lame rotative (1000 tr/min) ensemble avec de l'air dans
la direction d'une courroie convoyeuse en bambou de SUNOKO 6 selon un angle d'environ 450 (figure 6). La largeur de la buse 21 est presque la même que celle de la courroie en bambou de SUNOKO. Les fibres de verre formant Le tissu non tissé sont plus ouvertes que celles placées dans le soufflant 20. La structure en couche est similaire à celle montrée à ta figure 1.
Le même mélange de fibres de verre que celui employé à
l'exemple 1 est déchargé à travers une buse 21 d'un soufflant 20 ayant une lame rotative (1000 tr/min) ensemble avec de l'air dans
la direction d'une courroie convoyeuse en bambou de SUNOKO 6 selon un angle d'environ 450 (figure 6). La largeur de la buse 21 est presque la même que celle de la courroie en bambou de SUNOKO. Les fibres de verre formant Le tissu non tissé sont plus ouvertes que celles placées dans le soufflant 20. La structure en couche est similaire à celle montrée à ta figure 1.
Exemple comparatif 1
Dans l'appareil de la figure 6, l'angle de la buse 21 est fixé verticalement par rapport å la courroie convoyeuse de
SUNOKO 6, et on produit un tissu non tissé de la même manière qu'à l'exemple 5. Le tissu non tissé a une structure au hasard dans laquelle ies monofilaments, les fils non ouverts et les fils dans les états d'ouverture intermédiaires sont mélangés.
Dans l'appareil de la figure 6, l'angle de la buse 21 est fixé verticalement par rapport å la courroie convoyeuse de
SUNOKO 6, et on produit un tissu non tissé de la même manière qu'à l'exemple 5. Le tissu non tissé a une structure au hasard dans laquelle ies monofilaments, les fils non ouverts et les fils dans les états d'ouverture intermédiaires sont mélangés.
Un déflecteur est disposé à la suite de la buse 21 de l'appareil de la figure 6 et un#tissu non tissé est produit de la même manière qu'à l'exemple 5. Le courant de fibres de verre est perturbé par le déflecteur, et le tissu non tissé a une structure au hasard mais une structure à couche à gradient similaire à celle montrée à la figure 1 ne pouvait pas être obtenue.
Subséquemment, diverses propriétés d'une feuille plastique renforcée de fibres de l'invention préparée dans l'exemple 6 sont comparées à celles ' des feuilles plastiques renforcées de fibres conventionnelles préparées dans les exemples comparatifs 2 à 6.
Exemple 6
On prépare un tissu non tissé 10 de la même manière qu'à
L'exemple 1 sauf que la vitesse de déplacement de la courroie convoyeuse 6 est abaissée à 50 cm/min. Le poids par surface du 2 tissu non tissé est d'environ 1000 g/m2. Deux feuilles du tissu non tissé 10 et trois feuilles de film de polypropylène 14 (MI=40, fabriqué par la firme Mitsui Petrochemical Industries Co., Ltd.) sont superposées alternativement comme montré à la figure 8, et une feuille plastique renforcée de fibres de 4 mm d'épaisseur est préparée de la même manière que celle employée à l'exemple 1.
On prépare un tissu non tissé 10 de la même manière qu'à
L'exemple 1 sauf que la vitesse de déplacement de la courroie convoyeuse 6 est abaissée à 50 cm/min. Le poids par surface du 2 tissu non tissé est d'environ 1000 g/m2. Deux feuilles du tissu non tissé 10 et trois feuilles de film de polypropylène 14 (MI=40, fabriqué par la firme Mitsui Petrochemical Industries Co., Ltd.) sont superposées alternativement comme montré à la figure 8, et une feuille plastique renforcée de fibres de 4 mm d'épaisseur est préparée de la même manière que celle employée à l'exemple 1.
Exemple comparatif 2
Deux feuilles de nappes de fils d'écheveaux coupés 2 ("CM 9005FAS", poids par surface 900 g/m , fabriquées par la firme
Asahi Fiber Glass Co., Ltd.), deux feuilles de nappes de surfaçage g/n2 ("3605E", 100 , fabriquées par la même compagnie) et cinq feuilles de film de polypropylène 14 sont superposées dans l'ordre suivant : film de polypropylène, nappe de surfaçage, film de polypropylène, nappe de fils d'écheveaux coupés, film de polypropylène, nappe de fils d'écheveaux coupés, film de polypropylène, nappe de surfaçage et film de polypropylene. La matière superposée est pressée à la presse chauffante et ensuite a la presse froide pour former une feuille plastique renforcée de fibres de 4 mn d'épaisseur.Les nappes respectives contiennent un liant organique.
Deux feuilles de nappes de fils d'écheveaux coupés 2 ("CM 9005FAS", poids par surface 900 g/m , fabriquées par la firme
Asahi Fiber Glass Co., Ltd.), deux feuilles de nappes de surfaçage g/n2 ("3605E", 100 , fabriquées par la même compagnie) et cinq feuilles de film de polypropylène 14 sont superposées dans l'ordre suivant : film de polypropylène, nappe de surfaçage, film de polypropylène, nappe de fils d'écheveaux coupés, film de polypropylène, nappe de fils d'écheveaux coupés, film de polypropylène, nappe de surfaçage et film de polypropylene. La matière superposée est pressée à la presse chauffante et ensuite a la presse froide pour former une feuille plastique renforcée de fibres de 4 mn d'épaisseur.Les nappes respectives contiennent un liant organique.
Exemple comparatif 3
Les fibres de verre coupées ("FES-13-0874G", de la firme
Fufi Fiber Glass Co., Ltd.) de 13 mm de longueur de fibre contenant un agent d'encollage soluble dans L'eau sont mélangées à la poudre de polypropylène pulvérisé ("J 900", MI=40, passant au tamis de 0,149 mm d'ouverture de mailles, de la firme Mitsui
Petrochemical Industries Co., Ltd.) et une petite quantité de pâte synthétique ("SWP E620", de la firme Mitsui Petrochemical
Industries Co., Ltd.)- dans l'eau à l'aide d'un homomixeur.Les fibres de verre coupees sont ouvertes au stade de monofilaments pour former un mélange uniforme avec la poudre de polypropylène Le mélange est transformé en feuille par la méthode de fabrication du papier, puis déshydraté et séché. La feuille est pressée à la presse chauffante puis à la presse froide pour former une feuille plastique renforcée de fibres.
Les fibres de verre coupées ("FES-13-0874G", de la firme
Fufi Fiber Glass Co., Ltd.) de 13 mm de longueur de fibre contenant un agent d'encollage soluble dans L'eau sont mélangées à la poudre de polypropylène pulvérisé ("J 900", MI=40, passant au tamis de 0,149 mm d'ouverture de mailles, de la firme Mitsui
Petrochemical Industries Co., Ltd.) et une petite quantité de pâte synthétique ("SWP E620", de la firme Mitsui Petrochemical
Industries Co., Ltd.)- dans l'eau à l'aide d'un homomixeur.Les fibres de verre coupees sont ouvertes au stade de monofilaments pour former un mélange uniforme avec la poudre de polypropylène Le mélange est transformé en feuille par la méthode de fabrication du papier, puis déshydraté et séché. La feuille est pressée à la presse chauffante puis à la presse froide pour former une feuille plastique renforcée de fibres.
Exemple comparatif 4
Les fibres de verre coupées C"FES-13-1252M") et la poudre de polypropylène ("J 900") sont placées dans un malaxeur Henschel ("FM75J"), et mélangées par la lame d'agitation ZoSo à une vitesse périphérique de 40 m/min pendant 5 min. Les fibres de verre coupées sont ouvertes sous forme boulochée et un mélange en forme de coton est obtenu dans lequel la poudre de polypropylène adhère aux fibres. Le mélange est transformé en une feuille, et pressé à la presse chauffante puis à la presse froide pour former une feuille plastique renforcée de fibres.
Les fibres de verre coupées C"FES-13-1252M") et la poudre de polypropylène ("J 900") sont placées dans un malaxeur Henschel ("FM75J"), et mélangées par la lame d'agitation ZoSo à une vitesse périphérique de 40 m/min pendant 5 min. Les fibres de verre coupées sont ouvertes sous forme boulochée et un mélange en forme de coton est obtenu dans lequel la poudre de polypropylène adhère aux fibres. Le mélange est transformé en une feuille, et pressé à la presse chauffante puis à la presse froide pour former une feuille plastique renforcée de fibres.
Exemple comparatif 5
Les fibres de verres coupées ("FES-13-1252M") sont mélangées légèrement à la poudre de polypropylène ("J 900") à l'aide d'un mélangeur à ruban sous contrôle de façon que les fibres de verre coupées ne soient pas ouvertes. Le mélange est transformé en une feuille, et une feuille plastique renforcée de fibres est préparée d'une manière-simiLaire.
Les fibres de verres coupées ("FES-13-1252M") sont mélangées légèrement à la poudre de polypropylène ("J 900") à l'aide d'un mélangeur à ruban sous contrôle de façon que les fibres de verre coupées ne soient pas ouvertes. Le mélange est transformé en une feuille, et une feuille plastique renforcée de fibres est préparée d'une manière-simiLaire.
Exemple comparatif 6
Une feuille d'estampage du commerce A est utilisée comme matériau comparatif contenant une nappe de fils de verre continus comme matériau de renforcement. La nappe de fils est formée par un procédé d'aiguilletage.
Une feuille d'estampage du commerce A est utilisée comme matériau comparatif contenant une nappe de fils de verre continus comme matériau de renforcement. La nappe de fils est formée par un procédé d'aiguilletage.
En ce qui concerne la résistance de chaque feuille plastique renforcée de fibres, on-compare la résistance à la traction, la résistance à la flexion, le module élastique en flexion et la résistance aux chocs Izod. Comme test de moulage, chaque feuille est découpée en morceaux de 4 x 130 x 130 mm, et chaque paire de morceaux est chauffée à 2100C. Les morceaux sont superposés, et placés dans un moule ayant une structure à bords de cisaillement. Ensuite, ils sont moulés par moulage par compression dans la forme représentée à la figure 7. L'article moulé a des dimensions de 150 x 150 x 25 mm, et son épaisseur est de 3 mm. La température du moule est de 300C et la durée de pressage est de 30 s.L'article moulé est évalué en terme d'aspect par observation visuelle, de pression minimale pour réaliser Le moulage dans la forme de la figure 7 sans perte de capacité de remplissage et de capacité de remplissage des fibres dans la portion à côtes. La teneur en fibres de verre de toutes les feuilles plastiques renforcées de fibres est fixée à 40% en poids.
Les résultats sont groupés dans le tableau 1.
Tableau 1
Unité Exemple Exemple comparatif
6 2 3 4 5 6
Longueur de fibre de verre mm 13 50 13 13 13 Continue
Teneur en verre % en poids 40 40 40 40 40 40 2
Résistance à la kgf/mm 9,0 8,0 9,0 8,0 7,0 9,0 traction MPa 90 80 90 80 70 90
Résistance à la kgf/mn2 15,0 12,0 14,0 12,0 10,0 12,0 flexion MPa 150 120 140 120 100 120
Module élastique kgf/mm2 600 450 550 550 400 550 en flexion MPa 6000 4500 5500 5500 4000 5500
Résistance aux chocs Izod avec éprouvette entaillée kgf.cm/cm 90 60 30 40 60 90
Etat lisse - A B A C C B
Exposition de fibres 2 - A A B D D C
Aptitude au moulage (fluidité) - B C D D B B
Tableau 1 (suite)
Unité Exemple Exemple comparatif
6 2 3 4 5 6
Pression min*imale kgf/cm2 70 100 200 160 70 70 de moulage 3 MPa 7 10 20 16 7 7
Capacité de remplissage des fibres dans les côtes - A D A A B D
1 A... Excellent, B -. bon, C... légèrement inférieur,
D... inférieur ;
2 moins d'exposition et meilleure projection des fibres ;
3 valeur par rapport à la surface projetée (150 x 150 mm) de
l'article moule.
Unité Exemple Exemple comparatif
6 2 3 4 5 6
Longueur de fibre de verre mm 13 50 13 13 13 Continue
Teneur en verre % en poids 40 40 40 40 40 40 2
Résistance à la kgf/mm 9,0 8,0 9,0 8,0 7,0 9,0 traction MPa 90 80 90 80 70 90
Résistance à la kgf/mn2 15,0 12,0 14,0 12,0 10,0 12,0 flexion MPa 150 120 140 120 100 120
Module élastique kgf/mm2 600 450 550 550 400 550 en flexion MPa 6000 4500 5500 5500 4000 5500
Résistance aux chocs Izod avec éprouvette entaillée kgf.cm/cm 90 60 30 40 60 90
Etat lisse - A B A C C B
Exposition de fibres 2 - A A B D D C
Aptitude au moulage (fluidité) - B C D D B B
Tableau 1 (suite)
Unité Exemple Exemple comparatif
6 2 3 4 5 6
Pression min*imale kgf/cm2 70 100 200 160 70 70 de moulage 3 MPa 7 10 20 16 7 7
Capacité de remplissage des fibres dans les côtes - A D A A B D
1 A... Excellent, B -. bon, C... légèrement inférieur,
D... inférieur ;
2 moins d'exposition et meilleure projection des fibres ;
3 valeur par rapport à la surface projetée (150 x 150 mm) de
l'article moule.
Comme montré dans le tableau 1, la feuille plastique renforcée de fibres de la présente invention est supérieure à toutes les feuilles plastiques renforcées de fibres conventionnelles. Dans la feuille de l'invention, les nappes de fibres de verre coûteuses ne sont pas utilisées contrairement aux exemples comparatifs 2 et 6, et le procédé de déshydratation et le procédé de séchage ne sont pas nécessaires. Par conséquent la feuiLle de l'invention peut être produite d'une manière peu coûteuse.
Exemple 7
Un tissu non tissé de fibres de verre d'environ 1000 g/m2 de poids par surface est préparé de la même manière qu'à l'exemple 6. La structure est similaire à celle montrée à la figure 1. En utilisant un appareil montré à la ' figure 9, le polypropylène fondu en forme de feuille 14 est lié sur les deux
côtés du tissu non tissé 10 par pressage. Le polypropylène est
préparé par modification du polypropylène ("J170, de la firme
Nippon Petrochemicals Co., Ltd.) et a un indice de fusion MI de 60.
Un tissu non tissé de fibres de verre d'environ 1000 g/m2 de poids par surface est préparé de la même manière qu'à l'exemple 6. La structure est similaire à celle montrée à la figure 1. En utilisant un appareil montré à la ' figure 9, le polypropylène fondu en forme de feuille 14 est lié sur les deux
côtés du tissu non tissé 10 par pressage. Le polypropylène est
préparé par modification du polypropylène ("J170, de la firme
Nippon Petrochemicals Co., Ltd.) et a un indice de fusion MI de 60.
L'épaisseur de la résine dans les deux couches est d'environ
0,8 mm. Le polypropylène 14 est extrudé en forme de feuille à
partir d'une filière en T 27 des extrudeuses 26 disposées sur les
côtés supérieur et inférieur du tissu non tissé 10 sur chaque
rouleau de pression 22. Chaque rouleau de pression 22 est chauffé à une température supérieure à environ 1000C, et le côté extérieur est également chauffé par un dispositif de chauffage à infrarouge
lointain 23, afin que le polypropylène fondu ne se solidifie pas avant d'être pressé sur le tissu non tissé. La nappe de tissu non tissé 10 se déplace de façon' continue à partir du côté gauche de la figure 9. Le polypropylène fondu est lié sur les deux côtés du tissu non tisse durant son passage entre les rouleaux de pression 22, et refroidi par de l'air insufflé par la conduite d'air 24.La feuille plastique renforcée de fibres 25 ainsi produite å une épaisseur de 2,5 mm environ contient du polypropyléne imprégné sur
les deux côtés du tissu non tissé de fibres de verre, et la manutention est possible.
0,8 mm. Le polypropylène 14 est extrudé en forme de feuille à
partir d'une filière en T 27 des extrudeuses 26 disposées sur les
côtés supérieur et inférieur du tissu non tissé 10 sur chaque
rouleau de pression 22. Chaque rouleau de pression 22 est chauffé à une température supérieure à environ 1000C, et le côté extérieur est également chauffé par un dispositif de chauffage à infrarouge
lointain 23, afin que le polypropylène fondu ne se solidifie pas avant d'être pressé sur le tissu non tissé. La nappe de tissu non tissé 10 se déplace de façon' continue à partir du côté gauche de la figure 9. Le polypropylène fondu est lié sur les deux côtés du tissu non tisse durant son passage entre les rouleaux de pression 22, et refroidi par de l'air insufflé par la conduite d'air 24.La feuille plastique renforcée de fibres 25 ainsi produite å une épaisseur de 2,5 mm environ contient du polypropyléne imprégné sur
les deux côtés du tissu non tissé de fibres de verre, et la manutention est possible.
La feuille 25 est découpée en morceaux d'environ 30 x 30 cm, et les côtés envers des deux feuilles sont placés face à face comme montré à la figure 10. La paire de feuilles est imprégnée et dégazée complètement par une méthode similaire a celle de l'exemple 1 pour former une feuille stratifiée d'environ 4 mm d'épaisseur. Une section du stratifié est représentée schématiquement à la figure 11. Le polypropylène est imprégné sur la feuille, et les monofilaments 11 sont rassemblés sur le côté extérieur et les fils non ouverts 13 sont rassemblés dans la portion centrale.
Dans la méthode de cet exemple, étant donné que la feuille de résine coûteuse n'est pas utilisée, le coût de la feuille plastique renforcée de fibres peut être davantage abaissé.
La feuille plastique renforcée de fibres décrite ci-dessus peut être produite en continu, par exemple en utilisant l'appareil représenté sur les figures 12 et 13.
Dans cet appareil, des fibres de verre ouvertes 1 sont transportées par une courroie convoyeuse 28, et ouvertes par une ouvreuse 29. Les fibres ouvertes sont transportées pneumatiquement dans un dispositif d'alimentation 30, et alimentées à un tambour à aiguilles tournant quantitativement 5 par l'intermédiaire d'un rouleau d'alimentation 4. Les fibres de verre sont agencées dans une structure à couche à gradient similaire à l'exemple 1 pour former un tissu non tissé de fibres de verre 10 et le polypropylène fondu est lié aux deux côtés du tissu non tissé. Ensuite, il est pressé par une presse à double courroie 21, et la nappe de feuille plastique renforcée de fibres 25 ainsi produite est enroulée autour d'un rouleau enrouleur.La portion frontale de la presse à double courroies comporte des dispositifs de chauffage, et la résine est encore imprégnée par chauffage à une température supérieure au point de fusion de la résine. Par contre, la portion arrière comporte des dispositifs de refroidissement, et la résine est solidifiée par refroidissement. Subséquemment, comme montré à la figure 13, deux rouleaux de la nappe de feuille plastique renforcée de fibres sont disposés face à face et délivrés. Les côtés opposés sont chauffés pour fondre la résine par des dispositifs de chauffage à infrarouge lointain 32 et liés par passage à travers une paire de rouleaux de pression 33. La feuille liée est refroidie durant son déplacement, et découpée à la longueur prescrite à l'aide d'un couteau 34.
Exemple 8
Une feuille renforcée dans une direction 35 composée d'un roving de fibres de verre continues agencées dans une direction, imprégnées par du polypropylène est préparée conformément à la méthode décrite dans L'exemple de la publication de brevet japonais o non examiné n 59-14924. L'épaisseur de la feuille est d'environ 1 mm et la teneur en fibres de verre est d'environ 40% en poids.
Une feuille renforcée dans une direction 35 composée d'un roving de fibres de verre continues agencées dans une direction, imprégnées par du polypropylène est préparée conformément à la méthode décrite dans L'exemple de la publication de brevet japonais o non examiné n 59-14924. L'épaisseur de la feuille est d'environ 1 mm et la teneur en fibres de verre est d'environ 40% en poids.
Par ailleurs, un tissu non tissé de fibres de verre ayant un poids par surface d'environ 500 g/m2 est préparé et le polypropylène est imprégné dans le tissu, selon la même méthode qu'à l'exemple f, pour produire une feuille plastique renforcée de fibres 25 d'environ 1 mm d'épaisseur ayant une structure à couche à gradient.
Deux feuilles plastiques renforcées de fibres de verre 25 mentionnées ci-dessus sont superposées de façon que les côtés å fils non ouverts fassent face l'un à l'autre, et les deux côtés extérieurs sont superposés par des feuilles renforcées dans une direction comme montré à la figure 14. La matière superposée est 2 o pressée par une presse chauffante à 40 kg/cm2 (3920 KPa) à 200 C pendant 5 min et ensuite par une presse froide à 40 kg/cm2 (3920 KPa) pendant 5 min. L'épaisseur de la feuille stratifiée est d'environ 4 mm, et la teneur en fibres de verre est d'environ 40% en poids.La feuille stratifiée a-une résistance à la traction de 25 kg/mm2 (250 MPa), une résistance à la flexion de 30 kg/mm2 (300 MPa) et un module élastique en flexion de 1100 kg/mm2 (11000 MPa), dans la direction de renforcement.
Comme montré dans cet exemple, des articles moulés ayant une résistance élevée dans une direction et une bonne fluidité durant le traitement peuvent être produits en combinant la feuille plastique renforcée de fibres de l'invention avec la feuille renforcée dans une direction, et ils conviennent comme éléments de renforcement d'un pare-chocs pour automobile ou analogue.
Exemple 9
Des fils d'écheveaux coupés CFES-13-1252M, de la firme
Fuji Fiber Glass Co., Ltd.) sont placés de façon uniforme dans une ouvreuse à coton (#KF-3', de la firme Chuo Menzai Seisakusho), et les fils sont partiellement ouverts. Le diamètre du cylindre de l'ouvreuse est de 466 mm et la vitesse de rotation est de 600 tr/min. La surface du cylindre présente plusieurs aiguilles en projection. Les fils passent à deux reprises dans l'ouvreuse de coton, et un mélange de fibres de verre composé d'environ 5% en poids de monofilaments, d'environ 50% en poids de fils non ouverts et le restant étant dans les états d'ouverture intermédiaires est obtenu.
Des fils d'écheveaux coupés CFES-13-1252M, de la firme
Fuji Fiber Glass Co., Ltd.) sont placés de façon uniforme dans une ouvreuse à coton (#KF-3', de la firme Chuo Menzai Seisakusho), et les fils sont partiellement ouverts. Le diamètre du cylindre de l'ouvreuse est de 466 mm et la vitesse de rotation est de 600 tr/min. La surface du cylindre présente plusieurs aiguilles en projection. Les fils passent à deux reprises dans l'ouvreuse de coton, et un mélange de fibres de verre composé d'environ 5% en poids de monofilaments, d'environ 50% en poids de fils non ouverts et le restant étant dans les états d'ouverture intermédiaires est obtenu.
Le mélange de fibres de verre est traité de la même manière qu'à l'exemple 1 pour produire un tissu non tissé de fibres de verre montrées à La figure 1.
Claims (6)
1. Une feuille plastique renforcée de fibres, caractérisée en ce qu'elle comprend des fibres de renforcement discontinues différentes par le nombre de filaments agrégés, dispersées dans une resine thermoplastique ou thermodurcissable, lesdites fibres étant agencées dans une structure å couche å gradient variant depuis une couche de fibres ayant un grand nombre de filaments agrégés a une couche de fibres ayant un nombre moindre de filaments agrégés d'une manière continue.
2 La feuille plastique renforcée de fibres selon la revendication 1, caractérisé en ce que plus de 30% en poids desdites fibres ont un nombre de filaments agrégés supérieur à 1.
3. La feuille plastique renforcee de fibres selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche de fibres ayant un nombre moindre de filaments agrégés est disposée sur les deux côtés extérieurs de la feuille et la couche de fibres ayant le nombre le plus grand de filaments agrégés est disposée au centre oe la feuille.
4. Un procédé de production d'une feuille plastique renforcée de fibres, caractérise en ce qu'il comprend la séparation des fibres de renforcement discontinues qui sont en cours d'ouverture ou qui ont été ouvertes pour former une distribution de fibres différente par le nombre de filaments agregés en les étalant sur la zone de déplacement d'une courroie convoyeuse selon un angle, à l'exception de la direction verticale, dirigé vers la zone de déplacement ensemble avec un courant d'air pour former une couche à gradient utilisant la différence du poids de chaque fibre, la superposition ou l'interposition d'une résine sur ou à l'intérieur de ladite couche à gradient, et le pressage du matériau superposé ou interposé avec chauffage pour former la feuille plastique renforcée de fibres.
5. Le procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite résine à superposer est sous la forme d'une feuille, d'une poudre, de granulés ou est à l'état fondu.
6. Le procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite zone de déplacement a la capacité de laisser passer l'air.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10579889 | 1989-04-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2646443A1 true FR2646443A1 (fr) | 1990-11-02 |
| FR2646443B1 FR2646443B1 (fr) | 1992-07-10 |
Family
ID=14417141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR909005459A Expired - Lifetime FR2646443B1 (fr) | 1989-04-27 | 1990-04-27 | Feuille plastique renforcee de fibres et procede de production d'une telle feuille |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2646443B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1757432A3 (fr) * | 2005-08-23 | 2010-03-10 | Johns Manville | Non-tissés de fibre de verres, feuilles de résine renforcées par ses non-tissés et procédé pour ses fabrication |
| FR3020981A1 (fr) * | 2014-05-19 | 2015-11-20 | Plastic Omnium Cie | Systeme pour fabriquer un semi-produit en matiere plastique renforcee a haute masse surfacique |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2639759A (en) * | 1947-07-03 | 1953-05-26 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method of forming glass fiber mats |
| DE1022514B (de) * | 1955-11-19 | 1958-01-09 | Willy Siebenborn | Verfahren zur laufenden Herstellung von Flaechenkoerpern, wie z.B. Bahnen aus anorganischen Fasern |
| US3081207A (en) * | 1963-03-12 | Fibrous mat and method of manufacture |
-
1990
- 1990-04-27 FR FR909005459A patent/FR2646443B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3081207A (en) * | 1963-03-12 | Fibrous mat and method of manufacture | ||
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| EP2946911A1 (fr) * | 2014-05-19 | 2015-11-25 | Compagnie Plastic Omnium | Système pour fabriquer un semi-produit en matière plastique renforcée à haute masse surfacique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2646443B1 (fr) | 1992-07-10 |
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