Brevet FR2007673A1 — publié le 19700109

La présente invention a pour objet un procédé d;e traitement d'un matériau linéaire et, bien que l'invention ne soit pas limitee à cella, elle concerne plus particulièrement un procédé pour carboniser et pour graphitiser du polyacrylonitrile oxydé, ou un autre matériau fibreux carbonné. Selon la présente invention, il est prévu un procédé de traitement d'un matériau linéaire, comprenant la phase d'enroulement du matériav sur plusieurs bobines à joues, la phase de placement des bobines coaxialement, bout à bout, en alignement, et de passage de la ligne des bobines à joues dans, à travers et hors d'une chambre de traitement, la chambre de traitement ayant des conduits d'entrée et de sortie à travers lesquels les bobines passent, et auxquels les joues des bobines sont fixées au cours de leur passage. De préférence, la ligne des bobines à joues passe de façon continue dans la chambre de traitement. La chambre de traitement est, de préférence, un four alimenté en atmosphère inerte. Dans ledit four, il peut y avoir un gradient de température entre lesdits conduits d'entrée et de sortie, la température au conduit de sortie étant pratiquement supérieure à la température au conduit d'entrée. Ainsi, la longueur de matériau enroulée sur les bobines peut etre un matériau linéaire fibreux carboné oxydé, ce matériau étant successivement carbonisé et graphitisé dans ledit four. Comme indiqué ci-dessus, le matériau fibreux peut efre du plyacry- lonitrile. Les bobines à joues peuvent entre, par exemple, des bobines de graphite. Le matériau fibreux graphitisé, après son retrait du four, peut être conformé selon une feuille imprégnée de résine. Ainsi, le matériau fibreux graphitisé peut être de la résine imprégnée immédiatement avant d'être enroulée sur un tambour, le cylindre résultant de matériau fibreux imprégné de résine étant axialement fendu, pour pouvoir être retiré du tambour, et conformé selon ladite feuille. L'invention comprend également un matériau linéaire qui a été traité par le procédé décrit ci-dessus. L'invention est illustrée, principalement à titre d'exemple par les dessins annexés qui représentent: - figure 1, une vue en coupe schématique d'un four, qui peut être utilisé dans le procédé selon l'invention, - figure 2, une vue enrperspective schématique illusfrànt [a- manière selon laquelle le matéridu- fibreux qui à été graphiti-sé dans le four de la figure 1, est imprégné de résine, et - figure 3, une vue en perspective d'une feuille de résine imprégnée du matériau fibreux ainsi formé. Un matériau linénaire fibreux de polyacrylonitrile qui d'été oxydé dans l'air, est enroulé sur plusieurs bobines de graphite 10 (figure 1), chacune d'elles étant pourvue de. joues d'extrémité ll . Les bobines 10 sont placées-coaxialement bout à bout, en alignement-sur une coursoie sans fin .12, qui sert à les acheminer de façon continue dans et hors d'unechambre du four cylindrique 13.~Un courant de nitrogène est envoyé (par des moyens non représentés) de façon continue à l'intérieur de la chambre - four 13, le nitrogène passant; dans la.chambre-four 13 par l'intermédiaire d'un conduit d'entrée 14, et en sortant, pur l'intermédiaire d'un conduit 15. Au lieu d'employer du nitrogène, d'autres gaz inertes tel que l'argon peuvent être employés'alternativement. La chambre-four 13 est pourvue d'un conduit d'entrée 16, d'un conduit de sortie 17, dont les diamèfrles internes sont légèrement supérieurs aux diamètres externes des joues 11. En conséauence; les bobines 10 sont prariquement fixées aux conduits d'entrée et de sortie 16, 17, ou cours de leur passage, et la-ligne de bobines peut passer de façon continue dans la chambre four 13, tandis que l'on maintient un degré de fixation. élevé entre l'atmosphère extérieure et I'atmosphère inerte7 à l'intérieur de la chambre-four 13. Dans la chambre-four 13, il y a un gradient de température important entre le conduit d'entrée 16 et le conduit de sortie 17. Ainsi, la température ada- cente au conduit d'entrée 16 peut efre de l'ordre de 2500C, tandis que la température adjacente au conduit de sortie 17 peut être de l'ordre de 1000 à 16000C. La fibre de polyacrylonitrile oxydée qui est passée dans la chambre -four 13, est ainsi successivement carbonisée et graphitisée. Comme on le comprendra, afin d'effectuer la nécessaire carbonisation et graphitisation, un faible taux de passage sera utilisé, dans la chambre-four 13. Bien que la chembre-four 13 soit représentée comme ayant un seul conduit d'entrée 16 et un seul conduit de sortie 17, avec une seule ligne de bobines 10 la traversant, il est compréhensible que, en pratique, la chambre-four 13 peut être pourvue d'un certain nombre de telles lignes de bobines 10, chacune d'elles passant à travers les conduits d'entrée et de sortie respectifs d'une chambre-four commune. Après que les bobines 10 soient sorties du conduit de sortie (ou des conduits) 17, le le tériciv fibreux 18, qui a maintenant été graphitisé, est déroulé, comme illustré très schématiquement sur la figure 2, et est imprégné de résine par une source de résine mesurée, alimentée au moyen d'un conduit 20. La résine utilisée peut, par exemple, être une résine époxy, bien que beaucoup d'autres résines synthétiques puissent également etre utilisées. Comme il est visibte sur la figure 2, l'imprégnation de résine est effectuée immédiatement avant que le matériau fibreux soit enroulé sur un tambour 21 recouvert d'une feuille de papier amovib-le (non représentée). Après séchage de la fibre imprégnée de résine sur le tambour 21, un cylindre de matériau fibreux imprégné de résine sera formé sur le tambour 21, et le tout sera fendu axialement (par des moyens non représentés) de manière à pouvoir etre retiré, et à pouvoir retirer le papier amovible du tambour 21. La feuille de papier amovible est ensuite enlevée, laissant une feuille 23 de matériau fibreux imprégné de résine. Bien entendu, Ilinvention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à lu portée d'un homme de métier. Revendications 1 O/R-océde de traitement d'un matériau linéaire, comprenant une phase d'enroulement du matériau sur plusieurs bobines à joues, caractérisé en ce que l'on dispose les bobines coaxialement, bout à bout, en alignement, et en ce que l'on fait passer la ligne de bobines à joues dans, à travers et hors d'une chambre de traitement. La chambre de traitement ayant des conduits d'entrée et de sortie à travers lesquels passent les bobines, et auxquels les ioules des bobines sont pratiquement fixées au cours de leur passage. 20/ Procédé selon la revendicotion 1, caractérisé en ce que la ligne de bobines à joues passe de façon continue dans lo chambre de traitement. 30/ Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de traitement est un four alimenté en atmosphère inerte. 4 / Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le four, il peut y avoir un gradient de température entre les conduits d'entrée et de sortie, la température au conduit de sortie étant pratiquément supérieure à la température au conduit d'entrée. 50/Procédé selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le matériau linéaire enroulé sur les bobines est une longueur de matériau fibreux carbonisé et oxydé, ce matériau étant successivement carbonisé et graphitisé dans ledit four. 60/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau fibreux est du polyacrylonitrile. 70/ Procédé selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les bobines à joues sont des bobines de graphite. 80/ Procédé selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le matériau fibreux graphitisé, après avoir été-retiré du four, est conformé selon une feuille imprégnée de résine. 90/Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce.que le matériau fibreux graphitisé est imprégné de résine immédiatement avant d'etre enroulé sur un tambour, le cylindre résultant, de matériau fibreux imprégné de résine, étant fendu axialement, pour pouvoir êfre retiré du tambour, et conformé selon ladite feuille. 100/ Matériau linéaire caractérisé en ce qu'il a été traité par le procédé selon les revendications précédentes.