Brevet FR2126377A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne tin procédé de moulage d'articles creux en résine synthétique, et plus particulièrement le moulage par rotation autour de deux axes, d'articles creux en matière plastique renforcée obtenue par le mélange de fibres de 5 verre avec une résine polyester insaturée« La fabrication d'articles creux résistants, par mélange de fibres de verre avec une résine polyester insaturée est bien connue. Les procédés utilisés pour de telles fabrications sont les suivants : procédé manuel qui consiste à imprégner de résine les 10 fibres de verre après les avoir disposées manuellement dans le moule, le procédé par projection qui consiste à imprégner de résine les fibres de verre en les projetant sur la surface du moule au moyen d'un pulvérisateur. Cependant, tous ces procédés nécessitent une grande expérience, et sont peu fiables. 15 On sait déjà que le procédé de moulage par rotation apporte une grande amélioration aux procédés précités. Cependant, par ce procédé, les fibres de verre forment des filaments lorsqu'elles sont ajoutées et mélangées à la résine, ou au cours de la rotation des moules. Par conséquent, les articles moulés obtenus ne 20 peuvent présenter une résistance suffisante et leur qualité est fortement diminuée. En particulier, la résine ne peut s'écouler régulièrement sur la surface intérieure du moule pendant la rotation, car la formation de filaments des fibres de verre provoque une augmentation de la viscosité. Il en résulte de nombreux in-25 convénients qui seront décrits ci-après. Suivant le procédé de moulage par rotation autour de deux axes (les axes, horizontal et vertical tournant à 5 à 20 tours/ minute) pour fabriquer des articles creux en polyester renforcé par des fibres de verre mélangées à une résine polyester insatu-30 rée durcissant à température normale ou par chauffage, il convient de mélanger 10 parties ou plus de fibres de verre (fils de verre hachés) avec 100 parties de résine pour obtenir la résistance voulue. Lorsqu'on utilise des torons de fibres de verre hachés classiques pour le renforcement des matières plastiques, les 35 torons forment des filaments individuels et perdent leur forme spécifique, même si le mélange est effectué manuellement avec une vitesse relativement faible. Ainsi la viscosité apparente de la résine augmente, et même si l'on n'utilise que des quantités 72 06227 2 2126377 relativement faibles de fibres de verre fpar exemple 6 à 7 parties pour 100 parties de résine) la résine forme une sorte de mastic par suite de l'enchevêtrement des fibres de verre, ce qui cj rend impossible le moulage par rotation. La présente invention a pour but le moulage par rotation autour de deux axes, et la fabrication d'articles creux en matière plastique renforcée par des fibres de verre qui, jusqu'ici, en raison de leurs formes trop complexes, ne pouvaient être moulées 10 par ce procédé0 La présente invention vise également à simplifier le procédé de moulage et à réduire sa durée par rapport aux méthodes antérieures même avec des opérateurs inexpérimentés0 Avec le procédé de moulage suivant l'invention, même les I5 détails gravés sur la surface intérieure d'un moule à rotation, sont imprimés à la surface de l'article moulé. - Le procédé qui fait l'objet de la présente invention consiste à lier avec une pâte fortement résineuse des torons de fibres de verre hachés avant de les mélanger avec de la résine. Ainsi 20 après mélange avec la résine, les torons ne forment pas des filaments individuels et il n'y a pas augmentation de la viscosité de la résine« L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui re- • 25 présentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe représentant des fibres de verre non traitées mélangées à de la résine„ La figure 2 est une vue en coupe réprésentant un moulage de 30 la résine de la figure 1, obtenu par rotation. La figure 3 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2, mais avec un moule différent. La figure 4- représente une autre vue en coupe analogue à celle de la figure 2 mais avec un autre Houle. 35 La figure 5 représente une vue en plan de quelques fibres de verre ayant subi le traitement suivant l'invention. La figure 6 oaEn&spoad à la figure 1, mais représente des fibres de verre traitées suivant l'invention» 72 06227 3 2126377 La figure 7 correspond à la figure 2, mais représente un moulage effectué avec des fibres de verre traitées suivant la présente invention. La présente invention est caractérisée en ce que des fibres 5 de verre sont fortement liées entre elles avant leur addition à de la résine. Cependant, lorsque pour le renforcement des matières plastiques on utilise des torons de fibres de verre, ordinaires, comme on peut le voir sur la figure 1, les torons 13' se séparent en fi-10 laments individuels et perdent leur forme spécifique. Cela se produit même lorsque le mélange avec la résine polyester 14-' est effectué manuellement dans un bain A, avec une vitesse relativement lente. Ainsi la viscosité apparente de la résine augmente, et même si la quantité de fibres de verre employée est relative-15 ment faible (par exemple 6 à 7 parties pour 100 parties de résine), sous l'effet de l'enchevêtrement des fibres de verre, la résine forme une sorte de mastic, ce qui conduit? aux inconvénients suivants„ En référence à la figure 2, la diminution de la quantité 20 de fibres de verre jusqu'à 3 à 4 parties pour 100 parties de résine conduit à une filamentation des fibres de verre pendant le moulage par rotation dans le moule B. L'enchevêtrement des fibres de verre 13', qui en résulte entraîne une augmentation de la viscosité de la résine. Tout ceci conduit à la formation de cavités 25 D à la surface de l'article creux C, de dépressions H dans l'article, d'agglomérats J à l'intérieur de l'article, de trous I et analogues, si bien qu'on ne peut obtenir un article satisfaisant. Ces phénomènes comme on peut le voir à la figure 3, sont nettement plus apparents quand le moule utilisé présente une forma 30 irrégulière et complexe. Comme on peut le voir à la figure 4-, dans les articles ayant un profil très complexe, par exemple dans les articles creux en feuille C ayant une épaisseur de 5 à 10 mm et présentant des zones alternativement épaisses E et minces F, la résine 14-' introduite dans un moule B stagne dans les zones étroi-35 tes G (phénomène de montage) empêchant ainsi l'écoulement de la résine vers les autres zones. Par conséquent on ne peut fabriquer des articles ayant une épaisseur uniforme et/ou les formes voulues. 72 06227 4 2126377 En particulier, dans le domaine technique concerné par la présente invention, il est "bien connu qu'une résine thermo-dur cassable telle que par exemple du polyester insaturé, peut être réticulée par réaction avec des durcisseurs (catalyseurs). C'est à dire que le remplacement des liaisons bi-dimensionnelles dans la résine par des liaisons tri-dimensionnelles, progresse rapidement. Par conséquent, la résine introduite dans le moule doit adhérer rapidement et de façon uniforme à la surface intérieure du moule. Pour atteindre ce but, il est indispensable d'éviter 1*augmentation de la viscosité de la résine. Un exemple concret de mise en oeuvre de la présente invention est décrit ci-dessous, en référence aux figures 5-7. On lie fortement des mèches de fils de verre 11 par pulvérisation d'une pâte résineuse, susceptible de s'unir fortement avec une résine synthétique 14, par exemple une émulsion de polyester ou une résine polyester insaturée, ou par trempage des mèches dans une pâte résineuse de ce type, on coupe ensuite les mèches à la longueur voulue par exemple de 3 à 12 mm$ pour former des torons de fibres de verre hachés 13 qui sont ensuite mélangés avec la résine 14 insaturée. Comme représenté sur la figure 6, on agite la résine 14 à laquelle on a ajouté des torons de verre 13 dans un bain A. Grâce à la solidarisation antérieure des fils par la pâte 12, les torons 13 ne se séparent plus en filaments individuels, mais conservent leurs formes d'origine et sont dispersés dans la résine 14. En outre, la figure 7 montre que les torons 13 conservant leurs formes d'origine, la viscosité de la résine n'augmente pas, de sorte que des articles d'une qualité uniforme et élevée (résistance à la flexion de l'ordre de 10 kg/ mm^) peuvent être obtenus avec un moule à rotation B. Les résultats expérimentaux indiquent que l'on peut ajouter 10 à 30 parties de fibres de verre à 100 parties de résine sans affecter sensiblement la viscosité de la résine. Ainsi une opération supplémentaire, relativement simple, qui consiste à relier solidement les fibres de verre avant de les mélanger à la résine, supprime la formation de filaments individuels à partir des fibres, au cours du mélange avec la résine. Par conséquent, an peut fabriquer des articles ayant des formes complexes, comme ceux qui sont représentés aux figures 3 et 4, 72 06227 5 2126377 grâce à l'élimination de l'augmentation de viscosité de la résinée En outre, les cavités D, et les trous I n'apparaissent plus à la surface des articlesr comme le montre la figure 2. En ce qui concerne la résistance des articles, on peut ajouter à la ré-5 sine toute quantité nécessaire de fibres de verre suivant les besoins spécifiques. La suppression de 1'hétérogénéité des fibres de verre conduit à des articles solides. Par le procédé de moulage centrifuge suivant un seul axe, la fabrication est limitée à des articles de formes relativement simples, par exemple cylin-10 driques ou en aiguille, tandis que le moulage par rotation autour de deux axes permet d'obtenir des articles de toutes formes et dimensions, car ils subissent peu l'influence de la force centrifuge grâce à une rotation lente autour de chaque axe (5 à 20 tours par minute) et un écoulement lent de la résine et des fi-15 bres de verre sous l'action de leur propre poids, à la surface ' intérieure du moule. D'autre part^ la présente méthode permet d'obtenir la reproduction à la surface des articles, des moindres détails gravés sur les surfaces intérieures des moules.. La présente invention peut réduire la durée du moulage de 1/15 et diminuer 20 le prix de 1/3 par rapport aux méthodes classiques, par exemple la méthode manuelle. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus, on peut y apporter des modifications suivant les applications envisagées sans sortir 25 pour cela du cadre de l'invention, c'est ainsi que par exemple au lieu d'utiliser comme résine primaire, une résine polyester insaturée, comme fibres de renforcement des fibres de verre, et comme liant une émulsion de polyester, on pourrait utiliser d'autres résines thermo-durcissables, d'autres fibres synthétiques ou 30 naturelles et d'autres pâtes naturelles telles que l'amidon. 72 06227 6 2126377 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'articles creux en résine synthétique renforcée caractérisé en ce qu'il consiste à former des torons de fibres liées entre elles et de longueur convenable, à 5 mélanger lesdits torons avec une résine synthétique, à introduire le mélange obtenu dans -un moule à rotation autour de deux axes, et à mouler lesdits articles creux par rotation du moule autour de ses deux axes. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce 10 qu'on lie fortement des mèches de fils de verre au moyen d'une pâte, et on coupe les mèches ainsi liées pour former lesdits torons. 3. Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu'on pulvérise la pâte sur les mèches ou en ce que l'on plonge Itj lesdites mèches dans ladite pâte. 4-, Procédé suivant la revendication 3» caractérisé en ce qu'on utilise comme une pâte résineuse une émulsion de polyester ou une résine polyester insaturée. 5. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce 20 qu'on utilise comme résine synthétique une résine polyester insaturée . 6. Articles creux moulés caractérisés en ce qu'ils sont formés par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5.