Brevet FR2720466A1 — publié le 19951201

94PA0046 94PA0046 272046e-F132 -/FR PROCEDE POUR LA FABRICATION D'UNE GARNITURE PLATE IMPREGNEE L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une garniture plate imprégnée, constituée d'au moins un préimprégné en non- tissé, dans lequel on enduit un produit plat constitué par des fibres ou des mélanges de fibres exemptes d'amiante d'origine organique ou inorganique à l'aide d'un liant, on l'imprègne avec des solutions, des dispersions ou des suspensions d'un mélange polymère réactif, aptes à une réticulation préalable, ensuite on déclenche leur réticulation préalable par séchage à température élevée et on soumet enfin les polymères à une réticulation terminale dans la ou les bandes de garnitures de préimprégnés obtenues, sous pression et à température élevée, éventuellement conjointement avec un renforcement métallique. Un procédé de ce type est décrit dans DE-GM 84 25 480.7. Il s'agit en l'occurrence d'une garniture plate imprégnée en une matière molle, en particulier d'une garniture d'une culasse de cylindre pour des machines à combustion interne, constituée par un non-tissé éventuellement à renforcement métallique, constitué par des fibres et/ou des mélanges de fibres d'origine organique et/ou inorganique éventuellement exemptes d'amiante, par un liant et éventuellement par une matière de charge dont la forme va d'une forme pulvérulente à une forme à grains fins, le non-tissé étant imprégné à l'aide d'un liquide, dans lequel l'agent d'imprégnation liquide est réticulé dans la garniture prête à l'incorporation pour obtenir un état final plastique à élastique. Dans des garnitures connues, la critique porte sur la faible limite d'écoulement manifestée par des non- tissés imprégnés lorsqu'ils sont soumis à une sollicitation de pression très élevée. Pour résoudre ce problème, on propose d'incorporer, avant de procéder à l'imprégnation à l'aide d'un liquide, en outre de 3 à 15% en poids rapportés aux non-tissés imprégnés, de résines synthétiques duromères. Sont préférées, les résines de mélamine, les résines époxydes et/ou phénoliques. Pour la fabrication de non-tissés imprégnés, on fait ressortir comme étant essentiel le fait que les résines synthétiques duromères doivent être présentes dans le non- tissé sous une forme encore réactive avant de procéder à l'imprégnation proprement dite à l'aide d'un liquide. Comme variante opératoire possible, on propose d'imprégner au préalable les non-tissés avant l'imprégnation proprement dite à l'aide d'un liquide, avec des solutions, des dispersions ou des suspensions des résines synthétiques réactives préréticulées. La réticulation finale des résines synthétiques peut alors avoir lieu également après l'imprégnation lors de la réticulation de l'agent d'imprégnation. L'état caractéristique de la technique réside dans le fait de partir de non-tissés, c'est-à-dire de produits plats fibreux encore relativement non consolidés. L'inconvénient lié en l'occurrence, en particulier, dans un mode opératoire en continu, réside dans le fait que, pour maintenir des fluctuations de densité et de propriétés les plus minimes possibles, on doit garantir une répartition uniforme de tous les composants dans le non-tissé. A cet effet, des étapes opératoires et de contrôle très coûteuses sont requises au cours du traitement des fibres et au cours du mélange des composants utilisés dans le procédé. On doit, entre autres, veiller à exclure l'apparition ou l'absorption de poussières fibreuses qui constituent une menace pour la santé. En outre, la manipulation et le transport de produits plats fibreux non consolidés deviennent extrêmement compliqués au cours du procédé, du fait du manque de stabilité mécanique. L'invention a pour objet, en se basant sur l'état de la technique mentionné ci-dessus, d'indiquer un procédé du type mentionné, qui peut être mis en oeuvre en continu, qui garantit une qualité matérielle constante et, tout en évitant des poussières fibreuses, qui permet de s'en sortir avec des produits de départ et intermédiaires manifestant une résistance mécanique supérieure. La mise en oeuvre de l'invention réside dans un procédé caractérisé en ce qu'on procède à l'imprégnation avec le mélange de polymères aptes à une réticulation préalable sur des bandes de non-tissé fibreux déjà renforcées avec un liant, on laisse ensuite défiler les bandes de non- tissé fibreux imprégnées entre deux rouleaux essoreurs, ensuite on élimine, dans une étuve de séchage, l'agent de mise en solution, de mise en dispersion ou de mise en suspension jusqu'au séchage et jusqu'à la réticulation préalable du mélange de polymères, si bien que l'on lamine et on colle mutuellement un nombre souhaité de bandes de préimprégné en non-tissé obtenues, sous pression et avec une chaleur qui suffit pour mettre en oeuvre la réticulation finale des polymères, dans le but d'obtenir la garniture imprégnée prête à l'emploi. Des formes de réalisation avantageuses sont indiquées dans les revendications subordonnées. Est essentiel pour l'invention, le fait que l'on utilise, déjà comme produits plats fibreux, des non-tissés, c'est-à- dire des non-tissés fibreux renforcés par un liant, dans lesquels, à l'aide d'un ou plusieurs procédés de traitement ultérieurs, la cohésion des fibres est élevée et qui sont disponibles sous forme de produits plats et de matières en rouleaux. Grâce aux types de fibres, au mélange de fibres différentes, au type de procédés de renforcement, à la répartition des fibres et au traitement mécanique ultérieur, on peut fabriquer des non-tissés présentant des propriétés physiques et chimiques définies adaptées à l'objet d'utilisation respectif. La fabrication de variantes correspondantes de propriétés de non- tissés de ce type est pratiquement illimitée et uniquement déterminée par la mise en oeuvre de la garniture plate que l'on obtient à partir de là. La mise à disposition de non-tissés correspondants fait l'objet d'un état multiple de la technique, elle peut être aisément mise en oeuvre par l'homme de métier et elle ne fait pas l'objet de l'invention. Par conséquent, conformément à l'invention, l'imprégnation à l'aide du mélange de polymères ayant subi une réticulation préalable a lieu sur des bandes de non-tissé fibreux déjà renforcées à l'aide d'un liant. Le mélange de polymères peut comprendre des matières de charge ou non. Avant son introduction dans l'étuve de séchage, on fait défiler la bande imprégnée entre deux rouleaux essoreurs. En réglant la viscosité du mélange de polymères, ainsi que la distance séparant les rouleaux essoreurs, on peut commander la fraction des polymères et l'épaisseur de la couche polymère. Des essais préalables correspondants peuvent être aisément mis en oeuvre, étant donné que le résultat apparaît immédiatement après le traitement à l'aide des rouleaux. Y fait suite, le traitement du produit plat en non-tissé imprégné dans l'étuve de séchage o l'on élimine l'agent de mise en solution, de mise en dispersion ou de mise en suspension de telle sorte qu'après avoir quitté l'étuve, la fraction polymère est, à vrai dire, sèche, mais pas encore complètement durcie. Au niveau de cette réticulation préalable, on obtient ainsi une bande de préimprégné en non- tissé, qui possède des propriétés de collage et de scellement. On peut superposer ces bandes de préimprégnés dans la quantité désirée correspondant à l'épaisseur finale désirée d'une garniture plate et les relier l'une à l'autre sous l'influence de la pression et de la chaleur. Le composite, que l'on obtient, doit, en tout cas, être soumis d'abord à un traitement thermique qui suffit pour déclencher la réticulation finale de la fraction polymère dans le préimprégné. Une autre forme de réalisation préférée du procédé réside dans le fait que l'on dépose des bandes de préimprégné en non-tissé par le haut et par le bas sur une feuille en matière synthétique ou métallique, on procède au laminage de ces couches et on relie le lamifié entre des paires de rouleaux chauffés ou bien, si des temps de lamification plus longs sont requis, dans une presse à double bande pour obtenir une matière de garniture. La réticulation finale a lieu une nouvelle fois dans une étuve de séchage. Des garnitures fabriquées dans cette mesure, présentant un noyau de consolidation, ne sont plus flasques à la flexion et facilitent essentiellement le montage, en particulier lorsque celui-ci doit avoir lieu de manière complètement automatique. Un perfectionnement avantageux de cette variante opératoire réside dans le fait qu'on procède au façonnement du préimprégné en non- tissé, par exemple par estampage ou par découpe au laser, et de la couche de support, par exemple par estampage, par découpe au laser ou par injection, chaque fois de manière séparée. Sur le support profilé au préalable dans cette mesure, on applique avec précision, de part et d'autre, les éléments moulés du préimprégné en non-tissé également soumis à une profilage préalable et on procède au laminage de manière correspondante au procédé indiqué ci- dessus, avec réticulation finale ultérieure des polymères. L'avantage lié à ce procédé réside dans le fait que l'on réduit essentiellement les déchets lors de la fabrication de la garniture et que l'on peut facilement recycler, respectivement éliminer, ces derniers. Toutes les variantes opératoires mentionnées peuvent être réalisées en continu; le non-tissé muni d'un renforcement préalable résiste, dans toutes les phases, aux sollicitations mécaniques et thermiques des machines de traitement. Les garnitures plates mentionnées, dont la partie centrale a été renforcée, peuvent, en particulier pour une utilisation comme garnitures de culasses de cylindres, être munies de moulures. En l'occurrence, il s'avère que, lors de l'utilisation du procédé selon l'invention, on peut bien déformer les couches de la garniture renforcées par des non- tissés sur la feuille de renforcement lors du moulurage; en l'occurrence, on n'observe aucune formation de fissures ou aucune réduction essentielle de l'épaisseur de la couche sur la garniture. L'exemple ci-après est destiné à expliquer l'invention. On construit, avec un préimprégné en non-tissé, une garniture plate renforcée par de la tôle d'acier. Formulation du bain d'imprégnation (parties = parties en poids): parties d'une dispersion aqueuse à 50% disponible dans le commerce, d'un copolymère à base d'acrylate de n-butyle, d'acrylate de méthyle, de styrène et d'acrylonitrile parties d'une dispersion aqueuse à 40% disponible dans le commerce, d'un copolymère d'acrylonitrile et d'acrylate de butyle 6 parties de phosphore rouge (matière de charge) parties de 2,4,6-triamino-l,3,5-triazine (matière de charge) i partie d'une préparation apte à être dispersée dans l'eau, disponible dans le commerce, de cuivre-phtalocyanine 5,9 parties d'une solution aqueuse à 60%, disponible dans le commerce, d'un précondensat aminoplaste contenant des groupes méthylol parties d'eau. On mélange les constituants par agitation avec un mélangeur à barres. Pour obtenir une répartition et une dimension optimales des matières de charge, on aplanit le mélange à l'aide de rouleaux dans un moulin à cylindres. On remplit un dispositif de revêtement par immersion à l'aide du mélange et on imprègne, dans cette installation, un non-tissé possédant un poids de produit plat de 50 g/m2, constitué principalement de fibres d'aramide, avec des fibres liantes de polyester, et on sèche pendant 2 minutes dans une étuve de séchage en continu à 150 C. On applique le préimprégné en non-tissé ainsi obtenu, des deux côtés, sur une tôle en acier dégraissée et brossée (1 mm d'épaisseur) à l'aide d'un dispositif de lamification à rouleaux chauffés, puis on comprime avec une pression de traitement de 7 kp/cm2 et une température de 190 C. La vitesse de défilement à travers le dispositif de lamification à rouleaux s'élève à 1,4 m/min. Ensuite, on durcit complètement la matière de garniture renforcée avec du métal dans un four à 130 C pendant 14 heures. A partir de cette matière, on découpe alors la garniture plate avec un outil de coupe dans la masse. 94PA0046 272046-F132 -/FR REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'une garniture plate imprégnée, constituée d'au moins un préimprégné en non- tissé, dans lequel on enduit un produit plat constitué par des fibres ou des mélanges de fibres exemptes d'amiante d'origine organique ou inorganique à l'aide d'un liant, on l'imprègne avec des solutions, des dispersions ou des suspensions d'un mélange polymère réactif, aptes à une réticulation préalable, ensuite on déclenche leur réticulation préalable par séchage à température élevée et on soumet enfin les polymères à une réticulation terminale dans la ou les bandes de garnitures de préimprégnés obtenues, sous pression et à température élevée, éventuellement conjointement avec un renforcement métallique, caractérisé en ce qu'on procède à l'imprégnation avec le mélange de polymères aptes à une réticulation préalable sur des bandes de non-tissé fibreux déjà renforcées avec un liant, on laisse ensuite défiler les bandes de non- tissé fibreux imprégnées entre deux rouleaux essoreurs, ensuite on élimine, dans une étuve de séchage, l'agent de mise en solution, de mise en dispersion ou de mise en suspension jusqu'au séchage et jusqu'à la réticulation préalable du mélange de polymères, si bien que l'on lamine et on colle mutuellement un nombre souhaité de bandes de préimprégné en non-tissé obtenues, sous pression et avec une chaleur qui suffit pour mettre en oeuvre la réticulation finale des polymères, dans le but d'obtenir la garniture imprégnée prête à l'emploi. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le laminage des bandes de préimprégné en non-tissé l'une sur l'autre dans un lamineur à rouleaux chauffés ou encore dans une presse chauffée à double bande et ensuite, on procède à la réticulation finale et au durcissement dans une étuve de séchage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on lamine une feuille en matière synthétique ou en métal entre deux bandes de préimprégné en non-tissé. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'avant le laminage, on soumet à un profilage préalable et séparé les préimprégnés en non-tissé et la feuille en matière synthétique ou en métal pour leur donner leur forme définitive commandée par leur destination.