INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La composition de polymère (PC1) selon l’invention comprend un polymère à étapes multiples (MP1) comprenant au moins a) une étape (A) comprenant un polymère (A1) possédant une température de transition vitreuse inférieure à 10 °C, et au moins b) une étape (B) comprenant un polymère (B1) possédant une température de transition vitreuse supérieure à 60 °C.
Dans un premier mode de réalisation préféré, l’étape (A) est la première étape des au moins deux étapes et l’étape (B) comprenant le polymère (B1) est greffée sur l’étape (A) comprenant le polymère (A1) ou une autre couche intermédiaire.
Dans un deuxième mode de réalisation préféré, il pourrait y avoir une autre étape avant l’étape (A), de sorte que l’étape (A) serait aussi une enveloppe.
Dans un troisième mode de réalisation préféré, le polymère (C1) possédant une température de transition vitreuse supérieure à 30 °C fait aussi partie du polymère à étapes multiples (MP1). Au moins une étape (C) est également présente. Préférablement l’étape (C) a lieu après l’étape (B). Plus préférablement l’étape (C) est la dernière étape et le polymère (C1) est l’enveloppe externe du polymère à étapes multiples (MP1).
Dans un premier mode de réalisation, le polymère (A1) possédant une température de transition vitreuse inférieure à 10 °C comprend au moins 50 % en poids de motifs polymériques provenant d’un acrylate d’alkyle ou d’acrylates d’alkyle et l’étape (A) est la couche la plus à l’intérieur de la particule de polymère possédant la structure multicouche. En d’autres termes, l’étape (A) comprenant le polymère (A1) est le noyau de la particule de polymère.
Ainsi, l’actionneur électromécanique 11 est configuré pour entraîner, autrement dit entraîne, en déplacement l’écran 2, entre la première position de fin de course FdCH et la deuxième position de fin de course FdCB, et inversement. On distingue donc un déplacement en montée de l’écran 2, de la position FdCB vers la position FdCH, et un déplacement en descente de l’écran, de la position FdCH vers la position FdCB.
Dans un troisième mode de réalisation encore plus préféré, le copolymère (B1) comprend entre 1 % en poids et 40 % en poids d’un comonomère (Mc b1 ) comprenant un groupe hydrocarboné alicyclique comportant un nombre de carbones de 3 à 20 et possédant un paramètre de solubilité de Hansen δ p 1/2 . Le comonomère (Mc b1 ) est préférablement un monomère (méth)acrylique.
Le plus préférablement les autres comonomères acryliques ou méthacryliques (Mc b2 ) du polymère (B1) sont choisis parmi l’acrylate de méthyle, l’acrylate d’éthyle, le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d’éthyle, le méthacrylate de butyle et des mélanges correspondants, tant que le copolymère (B1) possède une température de transition vitreuse d’au moins 60 °C.
Avantageusement, le copolymère (B1) comprend au moins 50 % en poids de motifs monomériques provenant du méthacrylate de méthyle en tant que comonomère (Mc b2 ), plus avantageusement 60 % en poids.
Préférablement, la température de transition vitreuse Tv du copolymère (B1) est comprise entre 60 °C et 150 °C. La température de transition vitreuse du copolymère (B1) est plus préférablement comprise entre 80 °C et 150 °C, avantageusement entre 90 °C et 150 °C et plus avantageusement entre 100 °C et 150 °C.
Préférablement, le copolymère (B1) est greffé sur le polymère préparé dans l’étape précédente.
Dans certains modes de réalisation , le copolymère (B1) est réticulé.
Le copolymère (B1) possédant une température de transition vitreuse d’au moins 60 °C comprend des motifs monomériques, qui ont été polymérisés. Le copolymère (B1) en général et dans les modes de réalisation respectifs est préparé à partir des monomères ou des mélanges de monomères respectifs (B m ) comprenant les comonomères (Mc b1 ) et (Mc b2 ), produisant après polymérisation le copolymère (B1) avec les motifs monomériques compris dans le copolymère (B1).
En ce qui concerne le polymère (C1) , il possède un poids moléculaire moyen en masse Mw compris entre 10 000 g/mole et 500 000 g/mole.
Le polymère (C1) , possède un poids moléculaire moyen en masse Mw supérieur à 10 000 g/mole, préférablement supérieur à 10 500 g/mole, plus préférablement supérieur à 11 000 g/mole, encore plus préférablement supérieur à 12 000 g/mole, avantageusement supérieur à 13 000 g/mole, plus avantageusement supérieur à 14 000 g/mole et encore plus avantageusement supérieur à 15 000 g/mole.
Le polymère (C1) , possède un poids moléculaire moyen en masse Mw inférieur à 500 000 g/mole, préférablement inférieur à 450 000 g/mole, plus préférablement inférieur à 400 000 g/mole, encore plus préférablement inférieur à 400 000 g/mole, avantageusement inférieur à 350 000 g/mole, plus avantageusement inférieur à 300 000 g/mole et encore plus avantageusement inférieur à 250 000 g/mole et le plus avantageusement inférieur à 200 000 g/mole.
Préférablement, le poids moléculaire moyen en masse Mw du polymère (C1) est compris entre 10 500 g/mole et 450 000 g/mole, plus préférablement entre 11 000 g/mole et 400 000 g/mole et encore plus préférablement entre 12 000 g/mole et 350 000 g/mole, avantageusement entre 13 000 g/mole et 300 000 g/mole, plus avantageusement entre 14 000 g/mole et 250 000 g/mole et le plus avantageusement entre 15 000 g/mole et 200 000 g/mole.
Dans un premier mode de réalisation avantageux, le poids moléculaire moyen en masse Mw du polymère (méth)acrylique MP1 est compris entre 10 500 g/mole et 200 000 g/mole, plus préférablement entre 11 000 g/mole et 190 000 g/mole et encore plus préférablement entre 12 000 g/mole et 180 000 g/mole, avantageusement entre 13 000 g/mole et 150 000 g/mole, plus avantageusement entre 14 000 g/mole et 135 000 g/mole et le plus avantageusement entre 15 000 g/mole et 120 000 g/mole.
Dans un deuxième mode de réalisation avantageux, le poids moléculaire moyen en masse Mw du polymère (méth)acrylique MP1 est compris entre 15 000 g/mole et 450 000 g/mole, plus préférablement entre 16 000 g/mole et 400 000 g/mole et encore plus préférablement entre 17 000 g/mole et 350 000 g/mole, avantageusement entre 18 000 g/mole et 300 000 g/mole, plus avantageusement entre 19 000 g/mole et 250 000 g/mole et le plus avantageusement entre 20 000 g/mole et 200 000 g/mole.
Préférablement le polymère (C1) est un copolymère comprenant des monomères (méth)acryliques, au moins l’un des monomères comprenant un groupe hydrocarboné alicyclique comportant un nombre de carbones de 3 à 20.
En ce qui concerne en outre le polymère (C1) , on peut citer des copolymères comprenant des monomères comportant des doubles liaisons et/ou des monomères vinyliques, au moins l’un des monomères comprenant soit un groupe hydrocarboné alicyclique comportant un nombre de carbones de 3 à 20, soit étant choisi selon son paramètre de solubilité de Hansen δ p 1/2 . Préférablement, le polymère (C1) est un copolymère (méth)acrylique,ce qui signifie qu’au moins 50 % en poids des motifs monomériques du polymère (C1) sont (méth)acryliques.
Le copolymère (C1) comprend un comonomère (Mc c1 ), soit ledit comonomère (Mc c1 ) comprend un groupe hydrocarboné alicyclique comportant un nombre de carbones de 3 à 20, soit ledit comonomère (Mc c1 ) possède un paramètre de solubilité de Hansen δ p 1/2 . Le comonomère (Mc c1 ) dans le copolymère (C1) peut être présent entre 1 % en poids et 99 % en poids, préférablement entre 1 % en poids et 90 % en poids et plus préférablement entre 1 % en poids et 50 % en poids. Préférablement le paramètre de solubilité de Hansen du comonomère (Mc c1 ) δ p 1/2 .
MACHINE D’APPLICATION DE FIBRES EQUIPÉE D’UN SYSTEME LIMITEUR DE TENSION La présente invention concerne une machine d’application de fibres équipée d’un système limiteur de tension particulier, ainsi qu’un procédé de réalisation de pièces en matériau composites au moyen d’une telle machine.
Il est connu, notamment dans le document brevet WO2006/092514 des machines d’application ou de drapage de fibres pour le drapage automatique sur un surface de drapage, telle que la surface d’un moule mâle ou femelle, d'une bande large formée d’une ou plusieurs fibres, en particulier des fibres continues plates de type rubans, couramment appelées mèches, notamment des fibres de carbone constituées d’une multitude de fils ou filaments de carbone.
Ces machines comprennent classiquement une tête d'application de fibres comportant des moyens de guidage pour guider la ou les fibres vers la surface de drapage. Ces machines comprennent en outre des moyens de stockage de fibres, tel qu’un cantre de bobines déporté, et des moyens d'acheminement pour acheminer des fibres desdits moyens de stockage vers la tête, et un système de déplacement apte par exemple à déplacer la tête par rapport à la surface de drapage. Dans le cas d’une bande formée de plusieurs fibres, les moyens de guidage de la tête permettent d’amener vers la surface de drapage les fibres sous la forme d’une bande, dans laquelle les fibres sont disposées parallèlement sensiblement bord à bord. Pour un drapage au contact des fibres, ces machines, appelées classiquement machines de placement de fibres, comprennent une tête équipée d’un rouleau de compactage destiné à venir en contact contre la surface de drapage pour appliquer la bande, les moyens de guidage guidant les fibres vers le rouleau sous la forme d’une bande. Les moyens d’acheminement peuvent comprendre des tubes flexibles, chaque tube flexible est apte à recevoir une fibre dans son passage interne et est de préférence muni d’au moins une lame flexible longitudinale, ladite lame flexible étant disposée sensiblement parallèlement au plan de transport de la fibre reçue dans le passage interne du tube flexible. De tels tubes flexibles forment des moyens d’acheminement simples de conception, d'encombrement et de coûts réduits, permettant d'obtenir des vitesses de défilement élevées, de déporter les moyens de stockage du système de déplacement, d’isoler les fibres de l’extérieur, et de simplifier le système de déplacement de la tête d’application, notamment d’utiliser un système de déplacement tel qu’un bras poly-articulé de type robot six axes standard.
Afin de limiter la tension dans la fibre, il a été proposé dans le document brevet précité de prévoir au moins un système limiteur de tension, disposé entre les moyens de stockage de fibres et la tête d'application, ledit système limiteur de tension comportant au moins deux cylindres parallèles entre eux, sur lesquels une pluralité de fibres sont aptes à venir s’enrouler partiellement, et des moyens d'entraînement pour entraîner en rotation lesdits cylindres sensiblement à la même vitesse. Lesdits moyens d'entraînement sont pilotés par une unité de commande de la machine, de sorte que les vitesses périphériques des cylindres soient supérieures aux vitesses de défilement des fibres, au niveau du rouleau d’application, pour exercer un effort de traction sur les fibres provenant des moyens de stockage, afin de limiter la tension d’appel des fibres au niveau du rouleau d’application à une valeur sensiblement constante, quelle que soit la vitesse de défilement des fibres. Certaines fibres, de par leur fragilité, leur élasticité ou leur pégosité, ne peuvent être en contact direct sur les cylindres en rotation. Pour mettre en œuvre ces fibres, en particulier des fibres pré-imprégnées de résine thermodurcissable, des courroies sont montées autour de chaque cylindre du système limiteur de tension, de sorte qu’une courroie vienne s’intercaler entre chaque fibre et le cylindre, chaque courroie étant apte à adhérer à une fibre et à être entrainée plus ou moins par le cylindre en fonction de la pression exercée par la fibre sur la courroie, ladite pression étant proportionnelle à la tension d’appel sur la fibre.
Un tel système limiteur de tension permet le déroulage de plusieurs bobines ou le dévidage de plusieurs pelotes de fibres avec un seul asservissement, pour des fibres défilant à des vitesses différentes au niveau de la tête d'application. Le système limiteur de tension permet de réduire la tension des fibres au niveau du rouleau quelles que soient leurs vitesses. Un tel système de limiteur de tension s’avère particulièrement efficace et simple de conception, peu encombrant, et peu onéreux.
Toutefois, les opérations de maintenance sur le système limiteur de tension, ainsi que le passage des fibres entre les différents cylindres lors du chargement de la machine avec des bobines ou suite à la casse d’une fibre, peuvent s’avérer longs et fastidieux. Par ailleurs, lors d’arrêts prolongés de la machine, les fibres peuvent avoir tendance à adhérer aux cylindres, ou aux courroies lorsque lesdits cylindres sont équipés de telles courroies, rendant difficile la remise en marche de la machine. Par ailleurs, dans le cas d’un système limiteur de tension équipés de courroies, ces dernières peuvent avoir tendance à s’user, notamment les courroies équipant les premiers cylindres en entrée du système. Leur remplacement nécessite un démontage long et fastidieux du système limiteur de tension.
Le but de la présente invention est de proposer une solution visant à pallier au moins l’un des inconvénients précités.
A cet effet, la présente invention propose une machine d'application de fibres comprenant - une tête d'application de fibre comportant un rouleau d'application et des moyens de guidage aptes à guider au moins une fibre sur ledit rouleau d'application, - des moyens de stockage de fibre, - des moyens d'acheminement pour acheminer au moins une fibre desdits moyens de stockage vers la tête d'application, - un système de déplacement apte à effectuer un déplacement relatif de la tête d’application par rapport à une surface de drapage, par exemple la surface d’un moule, et - au moins un système limiteur de tension, disposé entre les moyens de stockage de fibres et la tête d'application, comportant au moins deux cylindres parallèles entre eux, sur lesquels chaque fibre est apte à venir s’enrouler partiellement, et des moyens d'entraînement pour entraîner en rotation lesdits cylindres, sensiblement à la même vitesse, lesdits moyens d'entraînement étant pilotés par une unité de commande de la machine, de sorte que les vitesses périphériques des cylindres soient supérieures aux vitesses de défilement de la ou des fibres, caractérisée en ce que le système de tension comprend au moins un premier cylindre et au moins un second cylindre montés en porte-à-faux sur une structure support entre lesquelles chaque fibre est apte à passer, le premier cylindre et/ou le second cylindre étant monté(s) mobile(s) sur la structure support entre au moins une position active dans laquelle chaque fibre est apte à s’enrouler partiellement sur lesdits cylindres, et une position inactive dans laquelle le premier cylindre et le second cylindre sont écartés l’un de l’autre, pour le passage de la ou des fibres dans le système limiteur de tension.
Selon l’invention, les cylindres peuvent être écartés les uns des autres dans une position inactive pour - faciliter le passage des fibres entre les cylindres du système limiteur de tension avant utilisation du système limiteur de tension, - limiter, voire supprimer le contact des fibres avec les cylindres lorsque la machine n’est pas utilisée, et ainsi éviter des risques de collage des fibres directement ou indirectement aux cylindres lors d’un arrêt prolongé de la machine, et - faciliter des opérations de maintenance sur le système limiteur de tension, notamment son nettoyage, par exemple le retrait de fibrilles, le nettoyage des cylindres, ou le nettoyage ou remplacement de courroies montées sur les cylindres et intercalées entre les cylindres et les fibres, tel que décrit ci-après.
Le système limiteur de tension est avantageusement utilisé dans une machine avec des moyens de stockage déportés par rapport à la tête, dans laquelle la distance entre les bobines de fibre et la tête est relativement importante. Il peut également être intégré dans une machine dans laquelle les moyens de stockage de fibres sont montés sur la tête.
Un ou plusieurs systèmes limiteur de tension peuvent être disposés entre les moyens de stockage de fibres et la tête d'application. Ainsi, un système limiteur de tension selon l‘invention peut être positionné au niveau des moyens de stockage, de préférence en sortie des moyens de stockage, et/ou intercalé sur les moyens d'acheminement, par exemple le long du bras d’un robot, et/ou en entrée de la tête d'application, dans ce dernier cas le système limiteur de tension peut être embarqué en extrémité du robot, ou intégré à la tête d'application.
Le nombre de cylindres, le diamètre des cylindres, et les portions angulaires de contact sur lesquelles chaque fibre vient en contact, directement ou indirectement, avec les cylindres seront définis par la tension d’appel recherchée au niveau du rouleau d’application et en fonction des contraintes d’encombrement.
La machine peut être prévue pour le drapage d’une seule fibre ou pour le drapage d’une nappe de fibres dans laquelle les fibres sont disposés côté à côte, en particulier sensiblement bord à bord. Dans le cas de plusieurs fibres, les fibres viennent s’enrouler partiellement sur chaque cylindre, en étant décalées les unes par rapport aux autres le long de chaque cylindre.
Selon un mode de réalisation, le(s) premier(s) cylindre(s) et les second(s) cylindre(s) sont montés déplaçables, de préférence en translation, sur la structure support entre au moins une position active et une position ouverte. Dans ce mode de réalisation, la manœuvre des cylindres entre la position active et la position inactive est obtenue en déplaçant à la fois les premiers cylindres et les seconds cylindres de manière à les écarter ou les rapprocher les uns des autres, ce qui facilite le passage des fibres dans le système limiteur de tension, ainsi que les opérations de maintenance, et garantit que les fibres ne soient pas en contact avec les cylindres en position inactive.
Selon un mode de réalisation, le système limiteur de tension comprend des moyens de blocage de la ou des fibres, de préférence au moins en aval des cylindres par rapport à la direction d’avancement des fibres, aptes à bloquer la ou les fibres lorsque les cylindres sont en position inactive. Le blocage des fibres permet de limiter, voire supprimer des déplacements de fibres lorsque les cylindres sont en position inactive, et ainsi d’éviter des sur-longueurs de fibres dans les systèmes en amont et/ou en aval du système limiteur de tension qui pourraient générer des problèmes lors du drapage ultérieur, notamment des tours dans les fibres et/ou des positionnements incorrects des fibres sur des poulies de renvoi par exemple.
Selon un mode de réalisation, le système limiteur de tension comprend des moyens de blocage aval et des moyens de blocage amont disposés respectivement en aval et en amont des cylindres par rapport à la direction d’avancement de la ou des fibres, aptes à bloquer la ou les fibres lorsque les cylindres sont en position inactive. Le blocage des fibres en amont et en aval du système limiteur de tension garantit un positionnement correct des fibres à la fois en amont et en aval du système limiteur de tension lorsque les cylindres sont en position inactive, et ainsi d’éviter les incidents d’acheminement des fibres au redémarrage.
Ledit composé hydrophile, intégré au niveau d’un de polymère polyuréthane de latex b) permet avantageusement une stabilisation du polymère ainsi formé en dispersion aqueuse (latex), sans nécessiter l’ajout de tensioactif. B31) Composés porteurs d’une fonction acide, ou basique, et hydroxyle
Selon une forme de l’invention, la composition C1 ou C1’ comprend un ou plusieurs latex de polymères polyuréthane b) obtenus à partir de B 3 ) d’au moins un monomère hydrophile choisi parmi B 31 ) les composés porteurs d’une fonction acide ou d’une fonction basique et comprenant en outre au moins une fonction hydroxyle.
Ces composés hydrophiles B 31 ) peuvent être des composés porteurs d’une fonction acide, par exemple une fonction carboxylique, ou d’une fonction basique, par exemple une fonction amine primaire, secondaire ou tertiaire, et comprenant en outre au moins une fonction hydroxyle, de préférence au moins deux fonctions hydroxyles, en particulier deux fonctions hydroxyles.
Un polymère polyuréthane de latex b) peut être obtenu à partir d’un unique monomère hydrophile B 31 ) ou d’un mélange d’au moins deux monomères hydrophiles B 31 ). De préférence, il met en œuvre un unique monomère hydrophile.
Les fonctions acides (respectivement basiques) des monomères hydrophiles B 31 ) peuvent être éventuellement neutralisées, partiellement ou totalement, par une base (respectivement un acide), de préférence organique.
Le ou lesdits composés hydrophiles B 31 ) mis en œuvre au niveau de la préparation d’un polymère polyuréthane de latex b) peuvent être plus particulièrement choisis parmi : les composés de formule (IV) R’’-C(O)-OH dans laquelle R’’ représente un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, en C 1 à C 10 , substitué par un ou plusieurs groupes hydroxyles.
De préférence, R’’ représente un groupe alkyle ramifié, saturé, en C 1 à C 8 , en particulier en C 1 à C 6 , substitué par un ou plusieurs groupes hydroxyle, en particulier par 1 à 4 groupes hydroxyles, notamment par au moins deux groupes hydroxyles, en particulier par 2 à 4 groupes hydroxyles, par exemple par deux groupes hydroxyles. A titre d’exemple de composé de formule (IV) , on peut citer l’acide 2,2-bis(hydroxyméthyl)propionique (DMPA) ; Le ou lesdits composés hydrophiles B 31 ) mis en œuvre au niveau de la préparation d’un polymère polyuréthane de latex b) peuvent être aussi choisis parmi les composés de formule (V) R 1 R 2 R 3 N dans laquelle R 1 , R 2 et R 3 représentent, indépendamment les uns des autres, une chaîne alkyle, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, en C 1 à C 10 , éventuellement substituée par un ou plusieurs groupements hydroxyles, ou un atome d’hydrogène, étant entendu qu’au moins l’un des R 1 , R 2 et R 3 est différent d’un atome d’hydrogène et porteur d’au moins un groupe hydroxyle. A titre d’exemples de composé de formule (V) , on peut citer la N-méthyldiéthanolamine ou de la N-tertbutyldiéthanolamine.
Selon une première variante de réalisation, le ou les monomères hydrophiles B 31 ) mis en œuvre dans la composition d’un latex de polymère polyuréthane b) sont de formule (IV) précitée. Dans le cadre de cette variante, le ou lesdits monomères hydrophiles peuvent être plus particulièrement de formule (IV) dans laquelle R’’ représente une chaîne alkyle ramifiée, saturée en C 1 à C 10 , en particulier en C 1 à C 8 et plus particulièrement en C 1 à C 6 , substituée par un ou plusieurs groupements hydroxyle.
Selon un mode de réalisation, un seul monomère hydrophile de formule (IV) précitée, en particulier tel que défini précédemment, est mis en œuvre dans la composition d’un latex de polymère polyuréthane b). En particulier, il peut s’agir de l’acide 2,2-bis(hydroxyméthyl)propionique (DMPA).
Selon une autre variante de réalisation, le ou les monomères hydrophiles B 31 ) mis en œuvre dans la composition d’un polymère polyuréthane de latex b) sont de formule (V) précitée. Dans le cadre de cette variante, le ou lesdits monomères hydrophiles peuvent être plus particulièrement de formule (V) , dans laquelle R 1 , R 2 et R 3 représentent, indépendamment les uns des autres, une chaîne alkyle, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, en C 1 à C 10 , éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes hydroxyles, ou un atome d’hydrogène, sous réserve qu’au moins l’un des R 1 , R 2 et R 3 est différent d’un atome d’hydrogène et porte au moins un groupe hydroxyle.
Selon un mode de réalisation, un seul monomère hydrophile B 31 ) de formule (V) précitée, en particulier tel que défini précédemment, est mis en œuvre dans la composition d’un polymère alkyde-polyuréthane b). En particulier, il peut s’agir de la N-méthyldiéthanolamine ou de la N-tertbutyldiéthanolamine.