Brevet FR2108161A1 — publié le 19720519

La présente invention concerne un procédé pour traiter en continu un élément souple, constitué par un réseau régulier fibreux ou par un film, par application sur la surface de celui-ci d'une matière destinée à adhérer de façon définitive sur ledit élément afin de constituer avec ce dernier un matériau com-5 posite. L'élément souple peut être avantageusement une feuille continue de papier ou de tissu dit "non tissé" entrafïiée en déplacement constant et la matière alliée à la feuille peut être une matière quelconque, son rôle étant surtout de renforcer la feuille en fournissant ainsi un matériau composite de carac-10 térîstîques mécaniques améliorées ou de rendre meilleures les propriétés superficielles d'étanche/té ou d'imprimabilité de la feuille,, On connais déjà des procédés permettant d'appliquer une matière de renfort ou de finissage sur un élément souple tel qu'une feuille de papier ou de "non tissé". 15 Un procédé classique consiste à faire défiler dans son plan l'élé ment disposé à plat et à déposer la matière de renfort sur au moins une surface de l'élément. Cependant, ce procédé ne permet pas d'obtenir un matériau composite de structure mécanique constante dans le sens de la largeur. En effet, avec ce procédé, il se pose un problème de répartition de la matière de renfort. 20 L'expérience montre qu'il esttrès difficile, même en ayant recours à des appareillages distributeurs lourds, coûteux et encombrants, d'appliquer une densité de matière de renfort identique en tous les points de la largeur de l'élément, notamment dans le cas d'éléments de grande largeur. En outre, dans des installations utilisant ce procédé classique, les 25 problèmes posés par l'étancheité, pour isoler du milieu ambiant extérieur la matière de renfort notamment sous forme particulaire au moment de son application par projection, ne peuvent être résolus qu'en faisant appel à des dispositifs onéreux et complexes. Il faut noter, en outre, que si ce type de procédé permet l'appli-30 cation d'une matière sous forme pulvérulente, liquide ou pâteuse, il se prête peu à l'application d'une matière se présentant par exemple sous l'aspect d'un fil, notamment lorsqu'il s'agit de renforcer le produit dans un sens transversal à sa direction de défilement. On connaft, également, un procédé permettant d'appliquer sur un 35 élément une matière de renfort en fil ou en bande continus. Selon ce procédé, 70 33803 2108161 on dispose l'élément autour d'un mandrin cylindrique et on enroule extérieurement sur l'élément le jiil ou la bande. Cependant, ce procédé fait appel à un mécanisme d'enroulement complexe et n'est pas adapté à l'application sur l'élément d'une matière de renfort se présentant sous une forme pulvérulente, liquide ou pâteuse. Le procédé de l'invention permet, au contraire, de traiter un élément souple en appliquant une matière de renfort ou de finissage se présentant sous une forme quelconque, cette matière étant répartie uniformément sur toute la largeur de l'élément. Le procédé de l'invention résoud, en outre, efficacement les problèmes d'étancheité lors de l'application du produit et permet de ne faire appel qu'à des mécanismes simples, de faible encombrement et comportant un minimum de pièces en mouvement. Selon le procédé de l'invention : . on conforme l'élément souple, sur au moins une partie de son parcours, selon une forme générale tubulaire autour d'un axe de symétrie, . on dépose ladite matière contre la surface interne tubulaire de l'élément souple en la soumettant à une action exercée radialement à partir de l'axe de symétrie . et, après cette opération, on soumet le matériau composite constitué par l'élément souple recouvert de ladite matière à une déformation pour mettre le matériau à plat et permettre son embobinage éventuel ou son traitement ultérieur à plat. Naturellement, on pourrait partir d'une, deux ou plusieurs bandes d'élément souple présentant une configuration quelconque (plane ou galbée) et obtenir une, deux ou plusieurs bandes de matériau composite. Du fait de l'application de la matière à partir du voisinage de l'axe de symétrie de l'élément mis sous forme tubulaire, on obtient une répartition régulière de la matière selon une symétrie axiale. En outre, l'ensemble des mécanismes d'application de la matière étant situé à l'intérieur de l'élément, on comprend qu'il sera aisé de rendre étanche cette chambre tubulaire de travail constituée en quelque sorte par l'élément lui-même. Le matériau composite formé après application de la matière sur l'élément se présente normalement sous forme tubulaire. Pour obtenir un article plat, on pourra : . soit aplatir ce tube de matériau composite, la matière de ren 70 33803 3 2108161 fort se trouvant alors prise entre deux parois constituées par l'élément souple ; . soit découper le tube le long d'au moins une de ses génératrices pour obtenir au moins une feuille de matériau composite dont une face sera cons tituée par l'élément souple et l'autre par la matière de renfort ou de finissage. Comme on l'a dît plus haut, le procédé de l'invention permet d'ap pliquer une matière de renfort ou de finissage sous une forme quelconque. Ainsi si cette matière se présente sous un aspect particulaire de forme et consistance quelconques, son dépôt sur l'élément souple sera effectué de préférence par projection radiale des particules â partir du voisinage de l'axe de symétrie à l'aide de tout moyen approprié pneumatique, électrostatique ou autre. Si la matière à déposer a la forme d'au moins un fi! continu, ce dernier sera appliqué contre l'élément souple en le soumettant à une action centrifuge centrée sur l'axe de symétrie et fournie par tout moyen connu approprié, mécanique, pneumatique ou autre. Dans le cas où la matière de renfort prend la forme d'une pellicule continue, par exemple en matière thermo-plastique, on pourra former directement par extrusion-soufflage dans le tube constitué par l'élément souple une gaine tubulaire qui s'appliquera par l'effet de la pression interne de soufflage contre la surface interne de l'élément souple. L'invention concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention et constitué par une structure tubulaire permettant à l'élément souple de se présenter sous forme tubulaire sur, au moins, une fraction de sa longueur et par un mécanisme de répartition de la matière de renfort logé au voisinage de l'axe de symétrie de la structure tubulaire et à l'intérieur de celle-ci, un ensemble de moyens classiques assurant la mise en forme plane du matériau composite final. Le mécanisme de répartition de la matière de renfort peut être constitué par un système à buse ou à écoulement périphérique dans le cas d'une matière pulvérulente, liquide ou pâteuse ; par un système distributeur de fil dans le cas d'emploi d'un ou plusieurs fils ; par une tête d'extrusion-soufflage dans le cas d'une gaine de matière thermo-plastique. On décrira maintenant à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre en coupe axiale un dispositif selon l'inven- 70 33803 4 ■2108161 tïon conçu pour déposer sur l'élément souple une matière sous forme parfrcufaire ; - la figure 2 montre en coupe axiale partielle un dispositif adapté pour le dépSt sur l'élément souple d'une gaine de matière plastique ; - la figure 3 est une vue partielle d'une variante de la figure 2 et 5 - la figure 4 représente un dispositif permettant de déposer sur l'élément souple un réseau de fils de renfort. L'élément souple à renforcer peut être en une matière quelconque telle que papier, tissu "non tissé", film, etc... Il peut présenter, avant la mise en oeuvre du procédé, une configuration quelconque plane ou galbée. Dans le 10 cas préféré d'une configuration initiale plane, il peut se présenter sous la forme d'une ou plusieurs bandes délivrées par une ou plusieurs bobines. Par souci de clarté, dans la description suivante, on conviendra qu'on utilise deux bandes d'élément souple déroulées simultanément à partir de deux bobines. A la figure 1, deux bobines 1 et 2 sur lesquelles sont enroulées 15 des bandes planes d'élément souple, de même largeur , tel que du papier, se dévident en sens inverses. Les bandes 3 et 4 se déplacent parallèlement et sont respectivement galbées progressivement pour entrer dans une enceinte tubulaire fixe 5 sous la forme de deux portions de tube complémentaires. Dans l'enceinte 5, les bords I atéraux des bandes galbées 3 et 4 sont en contact selon deux géné-20 ratrices diamétralement opposées de la paroi intérieure 6 de l'enceinte 5. De préférence, l'enceinte 5 est formée de deux parois concentriques intérieure 6 et extérieure 7 qui ménagent entre elles une chambre 8 annulaire qui communique avec l'intérieur de l'enceinte par des orifices 9 pratiqués dans la paroi intérieure 6 et avec l'extérieur par une conduite d'évacuation 9'. Cette chambre 8 peut 25 éventuellement être mise en dépression pour des raisons qui seront données ci-après . A l'intérieur de l'enceinte se trouve une buse 10 dont l'axe col'n-cide de préférence avec l'axe de symétrie de l'enceinte, cette buse étant reliée par un tuyau 11 s'étendant entre les brins 3 et 4 des bandes de papier à un moto-30 pompe 12 qui permet une projection sous pression par la buse 10 d'un courant de matière sous forme partîculaire, tel que fibres ou charge pulvérulente en suspension dans un fluide liquide ou gazeux. La buse centrale 10 projette de préférence ce courant de matière sous forme d'une nappe périphérique 13 pour répartir la matière sur les bandes 35 de papier 3 et 4. Le dépôt de la matière peut avantageusement, comme reprê- 70 -33803 2108161 sentë, être facilité : . d'une part, par ta chambre annulaire 8 de l'enceinte mise en dépression, qui permet en même temps d'évacuer le gaz ou le liquide par passage à travers les orifices 9 dans le sens des flèches et écoulement par le tuyau 9' 5 du courant de matière, dans le cas naturellement où l'élément souple 3-4 est perméable comme le papier ou le "non-tissé" ; . d'autre part, par l'assistance d'un champ électrostatique qui permet, en outre, de diriger et concentrer le dépôt de matière dans une zone précise. Ce champ électrostatique est créé par une différence de potentiel en-10 tre la buse 10 et l'ensemble ou une zone de l'enceinte 5. Au dessin, la paroi extérieure 7 de l'enceinte est entourée d'une bague 14 qui est mise à un potentiel différent de fa buse» La trajectoire des particules de matières coî'ncidera donc avec les lignes de force du champ électrostatique et le dépôt se fera dans la zone de la bague 14. 15 Les bandes de matériau composite sortent ensuite de l'enceinte 5 en se séparant et se mettent progressivement à plat en 15 et 16 pour s'enrouler ensuite sur des cylindres 17 et 18 tournant en sens inverses. On notera que l'on pourra avantageusement isoler l'intérieur de l'enceinte du milieu ambiant afin, éventuellement, d'y maintenir des conditions 20 de travail particulières (température, pression, etc...). Cet isolement est réalisé facilement par des écrans circulaires fixes 19 et 20 munis éventuellement de dispositifs d'étancheité périphérique et obturant l'entrée et la sortie de l'enceinte. L'écran 19 est fixé sur la buse 10, tandis que l'écran 20 solidaire d'une tige 21 est fixé à une structure fixe de l'installation. 25 Dans le cas où il serait nécessaire de favoriser la séparation des bandes 15 et 16 à la sortie de l'enceinte, l'écran 20 porte deux lames 22 diamétralement opposées et col'ncidant avec les bords latéraux des bandes. Aux figures 2 et 3, on a représenté un dispositif permettant de renforcer l'élément souple par une pellicule continue de matière thermo-plas-30 tique. A la figure 2, on part comme précédemment de deux rouleaux 25 et 26 de papier qui pénètrent sous forme galbée dans une enceinte 27 qui peut être dans ce cas un simple tube ouvert à ses deux extrémités et fixé à un support. Dans l'axe et à l'entrée de l'enceinte 27-est placé un nez d'ex-35 trudeuse 28 permettant l'extrusion, par soufflage d'air provenant par un canal 70 33803 2108161 central 30, d'une résine thermo-plastique affluant par le canal annulaire 31 et se formant en goutte à la sortie du nez 28. L'extrusion-soufflage crée une gaine plastique 32 qui s'applique et adhère, sous la pression de l'air 33 la remplissant, contre les bandes de papier galbées dans l'enceinte. 5 Dans l'exemple de la figure 2, on a prévu que le matériau compo site formé 34 est aplati et enroulé sans être découpé sur un cylindre 35 tournant dans des paliers support 36. Dans ce cas, l'étancheité de la gaine est obtenue par aplatissement et pincement du sommet 37 de la gaine. On comprend que, dans ces conditions, ie débit d'air nécessaire pour former la gaine peut être très 10 faible. Pour maintenir à une valeur constante la pression de l'air contenu à l'intérieur de la gaine, on utilisera des moyens de régulation classiques. La figure 3 est une variante de la figure 2 dans laquelle on n'a représenté que les modifications. La gaine 32 une fois formée et adhérant au papier, le matériau composite est séparé, à la sortie de l'enceinte 27 en deux ban-15 des 40 et 41 qui s'enroulent après déploiement â plat sur des tambours 45 et 46. Dans ce cas, deux lames de découpe 42 solidaires de l'enceinte et prévues sur deux génératrices diamétralement opposées découpent le matériau composite le long des bords latéraux des bandes de papier initiales et fendent en deux la gaine 32. Pour assurer l'étancheité de l'intérieur de la gaine 32, un 20 écran 43 circulaire muni ou non d'un dispositif d'étancheité périphérique obture la sortie de l'enceinte en ne permettant qu'une faible fuite d'air par exemple le long de son bord et la gaine solidaire de la bande qui défile. L'écran 43 est de préférence fixé de façon amovible à une structure fixe de l'installation par un pied 44. Naturellement, cet écran ne sera mis 25 en place qu'une fois l'installation mise en route, c'est-à-dire une fois que la calotte de la gaine aura été éliminée. A la figure 4, l'enceinte tubulaire fixe 27, identique à l'enceinte des figures 2 et 3, est soutenue par un bâti fixe et reçoit, comme déjà décrit, deux bandes de papier ou de "non-tissé" débitées par des bobines 25 et 26. A 30 l'intérieur de l'enceinte est logé un dispositif distributeur de fit de renfort. Dans l'exemple représenté, ce dispositif est disposé axialement dans l'enceinte et se compose d'un arbre 50 entrafné en rotation à une vitesse réglable par un système d'entrafnement classique. Pour simplifier la description, ce système d'entrafïiement a été 35 représenté sous la forme d'un moteur 51, indépendant du système d'entrafnement 70 33803 ■2108161 des bandes défilantes à rénforcer. On comprendra cependant que l'entrafnement des bandes et de l'arbre 50 pourrait être réalisé à partir d'une même source d'énergie, la vitesse de rotation de l'arbre et la vitesse de déplacement des bandes de papier étant 5 dans un rapport déterminé. De foutes façons, même si l'on emploie un moteur 51 indépendant pour la rotation de l'arbre 50, on prévoiera un asservissement en?re la vitesse de rotation et la vitesse de défilement des bandes. L'arbre 50 porte, à l'intérieur de l'enceinte 27, des bobines de fil 52 libres de tourner sur leurs broches 53 solidaires de l'arbre 50 et s'étendant 10 perpendiculairement à ce dernier. Le fil 54 déroulé de la bobine est guidé jusqu'au voisinage de. la paroi de l'enceinte par un guide-fil 55 qui peut réaliser en même temps l'encollage du fil. Sous l'effet de la force centrifuge, les fils 54 se déposent en hélice sur les bandes défilantes grâce à l'effet conjugué du déplacement des bandes et 15 de la rotation des bobines. On comprendra que le nombre de bobines employées est fonction de la densité de fils du réseau de renfort que l'on souhaite déposer sur l'élément souple. On notera de plus qu'avec ce système on pourra coucher les fils 20 sur les bandes selon des inclinaisons variables en jouant sur le rapport des vitesses de rotation de l'axe et de défilement des bandes, A la sortie de l'enceinte, deux lames 56 diamétralement opposées séparent, de la façon déjà exposée, le matériau composite en deux bandes 57 et 58 qui sont enroulées sur des tambours 59 et 60» 25 La présente description ne doit pas être considérée comme limita tive, l'invention couvrant toutes les modifications ou adjonctions à la portée de l'homme de l'art. 70 33803 8 2108161 REVENDICATIONS 1 . Procédé de traitement en continu d'un élément souple défilant, constitué par un réseau régulier fibreux ou sous forme de film, par application sur la surface de celui-ci d'une matière destinée à adhérer intimement et de 5 façon définitive sur ledit élément dans le but d'obtenir un matériau composite, le procédé consistant à faire déplacer en continu l'élément souple, â le conformer selon une forme générale tubulaire sur au moins une partie de son parcours, ledit procédé étant caractérisé en ce que, en même temps que l'élément souple se déplace, on dépose sur sa surface tubulaire au moins un fil 10 continu de matière en le soumettant à une action centrifuge centrée sur l'axe de symétrie de l'élément souple défilant. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on dispose la source d'alimentation du fil selon l'axe de symétrie de la partie tubulaire de l'élément souple et on projette le fil radialement de la source vers la 15 surface tubulaire de l'élément souple. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on entrafne en rotation |a source d'alimentation du fil autour de l'axe de symétrie de la partie tubulaire de l'élément souple. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quel-20 conque des revendications 1, 2 ou 3 comportant une structure fixe tubulaire, au moins un élément souple entrafné en déplacement continu dans une direction constante et guidé pour passer dans la structure fixe afin de prendre une forme tubulaire et un organe de répartition de matière destinée à adhérer audit élément souple, cet organe étant logé à l'intérieur et au voisinage de l'axe de symétrie 25 de la structure tubulaire, ledit dispositif étant caractérisé en ce que l'organe de répartition de matière est constitué par un distributeur de fil. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le distributeur de fil comporte un arbre tournant s'étendant selon l'axe de la struc- 30 ture fixe tubulaire, ledit arbre portant au moins une bobine de fil. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'axe longitudinal de la bobine de fil s'étend radialement de l'arbre tournant vers la paroi interne de la structure fixe. 7. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le 35 distributeur de fil comporte plusieurs bobines distribuées le long de l'arbre tournant.