CA1316679C - Tissu a base de fibres de verre et de polyester, et articles comprenant un tel tissu - Google Patents

Tissu a base de fibres de verre et de polyester, et articles comprenant un tel tissu

Info

Publication number
CA1316679C
CA1316679C CA000564255A CA564255A CA1316679C CA 1316679 C CA1316679 C CA 1316679C CA 000564255 A CA000564255 A CA 000564255A CA 564255 A CA564255 A CA 564255A CA 1316679 C CA1316679 C CA 1316679C
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
fibers
weight
fabric
fabric according
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CA000564255A
Other languages
English (en)
Inventor
Herve Auduc
Jean Aucagne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brochier SA
Original Assignee
Brochier SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brochier SA filed Critical Brochier SA
Application granted granted Critical
Publication of CA1316679C publication Critical patent/CA1316679C/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/242Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
    • D03D15/267Glass
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D10B2331/021Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides aromatic polyamides, e.g. aramides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

0521 "Tissu à base de fibres de verre et de polyester, et articles comprenant un tel tissu"" Invention de Hervé AUDUC Jean AUCAGNE BROCHIER S.A. Tissu à base de fibres, convenant en particulier pour la fabrication d'articles composites utilisables en tant que structures extérieures, caractérisé en ce qu'il comprend un mélange de: a) environ 45 à 75% en poids de fibres de verre texturées; b) environ 25 à 55% en poids de fibres de polyester. PAS DE DESSIN

Description

L'invention appartient au domaine des tissus dits techniques, c'est-à-dire des tissus dont les applications sont essentiellement industrielles. L'invention a plus par-ticulibrement pour objet un tissu à base de fibres convenant pour la fabrication d'articles composites utilisables en tant que structures extérieures. L'invention concerne donc les tissus ainsi que les articles comprenant lesdits tissus, tels que ceux obtenus par imprégnation de ces tissus avec une résine, ~ventuellement en combinaison avec d'autres constituants, en réalisant ainsi des structures ayant des domaines d'application très divers, surtout dans l'industrie aéronautique.
A l'heure actuelle, on se préoccupe de plus en plus de trouver de nouveaux matériaux légers et résistants, même dans des conditions d'utilisation très sévères. Ces problèmes techniques sont particulièrement cruciaux pour la fabrication de structures extérieures des aéronefs, telles que carénages, capotages, portes et autres. On sait que les structures extérieures d'un aéronef sont soumises à de très fortes variations de températures. Celles-ci atteignent en effet -55C en altitude et vont parfois jusqu'à 70C au sol.
De surcro1t la congélation et le dégel répétés de l'eau, ab-sorbée par un article composite servant de structure exté-rieure entra1ne des micro-fissurations, qui à leur tour favorisent encore la reprise d'euu et conduisent à terme A
de graves dégfits.
On s'est donc efforcé de trouver des matériaux composites pour la fabrication de telles pièces extérieures, qui sont capables de résister à de telles températures, tout en possédant des caractéristiques mécaniques suffisantes al-liées à une masse unitaire la plus faible possible. Dans la technique antérieure on a tout d'abord utilisé des composi-tes verre/résine époxyde, mais on leur préfère actuellement des composites aramide/époxyde, dont la densité est moins élevée et dont la résistance à l'impact est en général su-,
2 1 31 6679 périeure. ~ titre illustratif, la densité d'un colnpositeverre/~poxyde comportant 50% de résine est d'environ l,87 alors que la densité d'un composite aramide/époxyde, compor-tant le même taux de résine est voisine de l,32. Les pro-priétés des composites à base d'aramide sont doncsupérieures au moins pour ce qui est de la masse unitaire et des caractéristiques mécaniques. Toutefois l'utilisation des fibres aramides induit une forte tendance à la reprise d'humidité, laquelle peut atteindre 4% de la masse du compo-site. Cette propriété est tout-~-fait désavantageuse pour la construction des structures extérieures d'aéronefs, car, ainsi qu'on l'a mentionné précedemment, toute absorption ex-cessive d'eau peut occasionner de graves dégâts, en raison des contraintes extérieures de températures.
ll existe donc un besoin certain, pour assurer la longévité et la sécurité des structures extérieures, spécia-lement des aéronefs, de mettre au point des matériaux exempts de tels inconvénients, mais possédant néanmoins des propriétés au moins égales pour ce qui concerne la masse unitaire et les propriétés générales mécaniques. Ainsi, les composites verre/époxyde sont trop lourds, alors que les composites aramide/époxyde outre leur sensibilité à l'eau, présentent encore de mauvaises caracteristiques en compres-sion.
La présente invention a pour but d'apporter une solution b ce problème en procurant un tissu b base de fi-bres, convellant en particulier pour la fabrication d'articles composites utilisables en tant que structures ex-térieures, caractérisé en ce qu'il comprend Ull mélange de:
a) environ 45 à 75% en poids de fibres de verre texturées;
b) environ 25 à 55% en poids de fibres de polyes-ter.
Un tel tissu convient bien, par imprégnation avec des résines usuelles, avantageusement des résines époxydes,
3 1 31 6~79 pour la réalisation d'articles, tels que des structures ex-térieures d'aéronefs, qui doivent résister notamment aux conditions climatiques sévères d'utilisation. Le tissu selon l'invention permet une imprégnation excellente par la rési-ne, pour sboutir i~ des structures composites stratifiéesdans lesquelles le support tissé est constitué d'un certain nombre de plis ou couches du tissu selon l'invention. Les articles ainsi obtenus conviennent parfsitement cornme struc-tures cornposites extérieures, car ils possèdent toutes les propriétés avantageuses qui sont nécessaires pour lesdites structures, ~ ssvoir: I'aspect de surface, la mssse, la ré-sistance aux chocs, la raideur, la résistance à la cornpres-sion dans les zones de fixation, le prix, et surtout une bonne résistance à l'humidité. La description qui suit il-lustre l'ensemble des carsctéristiques avantageuses des sr-ticles selon l'invention.
I_e premier constitusnt du tissu selon l'invention consiste en des fibres de verre texturées. L'expression "texturé" su sens de la présente description désigne une fi-bre de verre dont l'alignement de chsque filsment estaléatoire. Dsns Ia technique d'obtention des fibres de ver-re, on parle également de fibres de verre effilochées. Ce type de fibre est connu de l'homne du métier et peut être obtenu de rnanière connue par divers traitements. Les fibres de verre textur~es mises en oeuvre dans le tissu selon l'invention sont continues ou discontinues. nn préFère en général les fibres continues qui procurent les meilleurs ré-sultats mécuniques.
Dans l'applicstion prévue psr l'invention, les fi-bres de verre texturees présentent de nombreux svsntsyespsr rspport aux fibres de verre non texturées:
- les fibres de verre texturées permettent d'ob-tenir des srticles présentsnt un meilleure état de surfsce, csr elles possèdent une cspacité d'absorption de résine net-tement plus élevée que les fibres de verre non texturées ou
4 1 31 6679 lisses; é~alerl)ent les ~ibres de verre texLur~es,procurent urmeilleur interface fibre/résine car elles réalisent une plus grande surface de contact avec la rés;ne;
- les tissus et articles à base de fibres de verre texturées onL une masse surfaci4ue plu5 faible, en raison de la structure gonflée desdites fibres;
Les fibres de verre texturées présentent une ré-partition aléatoire des filaments, qui est favorable à la compensation des dilatations au sein des tissus et articles selon l'invention dans lesquels lesdites fibres sont mé-langées avec les fibres de polyester; au contraire les fi-bres de verre non texturées mélangées aux fibres de polyester peuvent provoquer des déformations lors du moulage des produits finis.
- la drapabilité (ou déformabilité) des tissus à
base de fibres de verre texturées est plus aisée.
Les fibres de verre texturées ont un poids par unité de longueur qui peut varier dans d'assez larges limi-tes, en particulier de 11 à 126 tex (un tex représentant le nombre de grammes par kilomètre de fibre). On a obtenu de bons résultats avec des fibres de verre de 68 tex environ.
Le deuxième constituant du tissu selon l'invention consiste en des fibres de polyester. De telles fibres conviennent bien pour la fabrication des articles composites utilisables en tant que structures extérieures car elles possédent une faible densité (de l'ordre de 1,1), un bon corrlportement à l'humidité, une bonne élongation à la rupture et un faible prix. nn utilise le plus couramment des fibres de polyester du type polyt~réphtalate, de qualité non-feu ou hsute ténacité, telles que celles disponibles sur le marché
A sous les dénominations "Tergal~ (Rhône-Poulenc), Dacron~
(Du Pont de Nemours) ou Diolen (Bayer). En genéral, les fi-bres de polyester utilisables ont des titres de 200 à 15U0 décitex environ.
Ainsi qu'on le montrera grâce à des exemples ¢~ ~o~7~7'~e
5 1316679 concrets, le tissu selon l'invention peut être consu pour présenter une masse surfacique identique r-3ux tissus en fi-bres d'aramide qui sont les plus utilisés actuellement et ont une masse de l'ordre de 170 g/rn2.
Les proportions relatives des deux constituants du tissu selon l'invention sont choisies en fonction des pro-blèmes particuliers à résoudre. Il convient en effet d'adopter un compromis compte-tenu des impératifs à respec-ter, quant à la masse unitaire et au prix notamment. Par conséquent la quantité de fibres de verre texturées qui est en général de 45 à 75% environ en poids, par rapport au poids total du tissu, est de préférence comprise entre 45 et 55% en poids environ. De manière correspondante la quantité
de fibres de polyester qui est comprise en général entre 25 et 55% en poids par rapport au poids total du tissu est de préférence comprise entre 45 et 55% en poids.
On a obtenu de bons résultats avec un tissu cons-titué d'un rnélange fil à fil de verre texturé et de fils de polyester en quantités pondérales égales, soit 5û% en poids.
2û Selon une caractéristique complémentaire, le tissu selon l'invention peut comprendre également une certaine proportion, allant jusqu'à 30 % en poids du poids total de fibres d'ararnide ou de carbone ou de fibres metalliques, telles que les fibres d'aluminium, celles-ci conférant de bonnes propriétés additionnelles de protection contre les phénomènes électriques extérieurs (foudre).
Ainsi qu'on l'a dit précédemnent, le tissu selon l'invention se prete particulièrement bien à une imprégna-tion par une résine, notamnent une résine époxyde. Le taux 3û d'imprégnation peut être élevé et en général il est de 30 à
60%, en particulier de 35 à 5û% par rapport au poids total.
La capacité élevée d'absorption de la résine par le tissu est favorable pour l'obtention d'un bon état de surface.
Le tissu selon l'invention peut être directement utilisé comne support tissé pour structures sandwichs ou mo-
6 1316679 nolithiqucs extérieures. La réalisation de telles structuresest connue de l'homme du métier. Les structures sandwichs de type nid d'abeilles perrnettent d'augmenter l'inertie du corn-posite. On peut utiliser aussi des stratifiés comprenant plusieurs couches de tissus imprégnées de résine, ce qui correspond ~ des structures monolithi4ues.
L'invention sera maintenant illustrée sans etre aucunement limitée par les exemples qui suivent.

Dans cet exemple, on a tout d'abord démontré qu'un composite formé de fibres de verre texturées imprégnées de résine époxyde,possédait un très bon comportement mécanique, très comparable à celui d'un composite verre continu/résine époxyde à taux de fibres é4uivalent, soit 60% en poids. On a également fait porter la comparaison sur un composite aramide/résine époxyde. Les fibres d'aramide étaient celles A mises sur le marché sous la dénomination "Kevlar" type K181 ou K2~5, ayant une masse surfacique de 170 gr/m2.
Dans chaque cas, la résine époxyde utilis~e était la résine M14 de BROCHIER SA, adhésive et auto-extinguible de classe 120C.
Pour les essais, on a réalisé des éprouvettes de 3 mm d'épaisseur obtenues à partir d'un stratifie à 40% de ré-sine époxyde d'imprégnation et comportant, selon le cas, 10 ou 12 couches de tissu.
Les résultats obtenus par les essais normalisés hflbituels sont rassemblés dans le tableau 1.
~ ~Y\ a~g~ co~ m~c~
7 1 3 1 6~79 _A~LEAlJ I

Cornposite Composite Composite verre texturé verre continu aramide /résine /résine /résine époxyde époxyde époxyde Résistance ~ la flexion (MPa)420 500 300 Module de flexion 10 (MPa) 23.000 24.500 23.000 Résistance au ci-caillement (M'a) 53 47 30 Résistance ~ la compression (M'a) 380 _ 400 230 Les titres respectifs des fibres étaient:
f ibres de verre texturées: 68 tex f ibres de verre continues: 68 tex fibres d'ararnide : 1140 deniers EXEM'LE 2 Dans cet exemple, on a utilisé un mélnnge conforme à l'inventi~n de:
50% en poids de fibres de verre texturées 50% en poids de fibres de polyester.
On a tissé à partir de ce mélange un tissu ayant une masse surfacique nominule de 170 g/m~. Les fibres de verre texturées étaient du type ET9, titre 68 tex. Les fibres de polyester étaient du type Diolen 550 ayant un titre de 96 tex. Pour la réalisation de la cha1ne, on a uti-lisé un mélallge de fibres de verre texturées et de fibres polyester à raison de 28% en masse pour les premières et de 22% en masse pour les secondes. De même pour la réalisation de la trame, on a utilisé les m~mes fibres de verre textu-rées et de polyester avec une répartition en masses res-pectives de 28% et 22/o.
L'épaisseur "Palmer" est de l'ordre de 0,20mm.

1 31 6~7~

le tissu ci-dessus a ~t~ impréc3ll~ d'urlc rrSsirle époxyde de typt~ M14 ~ un t~ux de 50% en poids. On a réalis~
des éprouvettes de 3 mm d'épaisseur à partir d'un stratifié
composite comportant un tel support tissé et on a mesuré
leurs propriétés mécaniques. Les résultats des essais appa-ra1ssent au tableau Il.
_ABLEAU ll Résistance ~ la flexion (MPa) 330 Module dè flexion (MPa) 12.000 Résistance au cisaiIlement (MPa) 44 Résistance r~ la compression (MPa) 280 On voit ainsi que le composite hydride verre texturé/polyester à 50n~ en masse possède des propriétés équivalente; à celles d'un composite à base de fibres d'aramide du type testé à l'exemple 1.
On a obtenu des résultats équivalents en faisant varier les proportions de Fibres polyester, dans le tissu mélangé selon l'invention, entre 25 et 55% en masse environ.
Les exemples qui précèdent montrent que l'hormne du métier peut cl)oisir les proportions de fibres de verre tex-turées et de fibres de polyester en fonction des caractéris-tiques désir~es des tissus et des articles imprégnés comportant clo tels tissus.
De tels tissus conviennent parfaitemellt pour la fabrication d'articles composites utilisnbles en tallt que structures sandwichs ou monolithiques extérieures, surtout pour les arSronefs.

Claims (10)

1. Tissu à base de fibres, convenant en parti-culier pour le fabrication d'articles composites utilisables en tant que structure extérieures, caractérisé en ce qu'il comprend un mélange de:
a) environ 45 à 75% en poids de fibres de verre texturées;
b) environ 25 à 55% en poids de fibres de polyes-ter.
2. Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres de verre (a) sont continues.
3. Tissu selon l'une de revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres de verre (a) ont un poids par unité de longueur allant de 11 à 126 tex, en particulier de 68 tex environ.
4. Tissu selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres de polyester (b) sont du type polytéréphtalate, de qualité non-feu ou haute ténacité ayant des titres, notamment, de 200 à 1500 décitex environ.
5. Tissu selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la quantité des fibres (a) de verre texturées est de 45 à 55% en poids et, de manière correspondante, la quantité de fibres (b) de polyester est de 55 à 45% en poids par rapport au poids total du tissu.
6. Tissu selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il contient en outre, une pro-portion allant jusqu'a 30% en poids du poids total de fibres d'aramide ou de carbone ou de fibres métalliques, telles que les fibres d'aluminium, celles-ci conférant de bonnes pro-priétés additionnelles de protection contre les phénomènes électriques extérieurs (foudre).
7. Article caractérisé en ce qu'il comprend un tissu selon l'une des revendications 1 ou 2 et une résine d'imprégnation.
8. Article selon la revendication 7, caractérisé
en ce que la résine d'imprégnation est une résine époxyde.
9. Article selon la revendication 7, caractérisé en ce que le taux de résine d'imprégnation est de 30 a 60%, en particulier de 35 à 50% du poids total de l'article.
10. Application de l'article selon la revendication 7, comme structure extérieure, en particulier pour les aéronefs.
CA000564255A 1987-04-16 1988-04-15 Tissu a base de fibres de verre et de polyester, et articles comprenant un tel tissu Expired - Fee Related CA1316679C (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8705460 1987-04-16
FR8705460A FR2614045B1 (fr) 1987-04-16 1987-04-16 Tissu a base de fibres de verre et de polyester, et articles comprenant un tel tissu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA1316679C true CA1316679C (fr) 1993-04-27

Family

ID=9350221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA000564255A Expired - Fee Related CA1316679C (fr) 1987-04-16 1988-04-15 Tissu a base de fibres de verre et de polyester, et articles comprenant un tel tissu

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0287454B1 (fr)
JP (1) JPS63282335A (fr)
CA (1) CA1316679C (fr)
DE (2) DE3865227D1 (fr)
ES (1) ES2005512T3 (fr)
FR (1) FR2614045B1 (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2689146B1 (fr) * 1992-03-31 1995-09-22 Brochier Sa Renfort textile a pertes electriques controlees.
BE1007324A3 (fr) * 1993-02-26 1995-05-16 Asahi Schwebel Co Ltd Tissu tisse en fibres de verre et procede de fabrication de celui-ci.
DE19837825C1 (de) * 1998-08-20 2000-04-13 Vitrulan Textilglas Gmbh Verfahren zur Herstellung eines gemusterten Glasgewebes
US7972983B2 (en) * 2003-11-06 2011-07-05 Hexcel Corporation Interlock double weave fabric and methods of making and using the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3707120A (en) * 1971-06-01 1972-12-26 Owens Corning Fiberglass Corp Reinforcement of rubber
US4320160A (en) * 1979-08-21 1982-03-16 Toray Industries, Inc. Fabric structure for fiber reinforced plastics
FR2473567A1 (fr) * 1979-12-21 1981-07-17 Brochier & Fils Materiau tisse complexe et articles stratifies realises a partir de ce materiau
JPS57140148A (en) * 1981-02-26 1982-08-30 Hasegawa Kagaku Kogyo Kk Plastic reinforcing material
DE3270843D1 (en) * 1982-06-02 1986-06-05 Teijin Ltd High twist polyester multi-filament yarn and fabric made therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
EP0287454A1 (fr) 1988-10-19
ES2005512A4 (es) 1989-03-16
FR2614045A1 (fr) 1988-10-21
EP0287454B1 (fr) 1991-10-02
ES2005512T3 (es) 1992-04-16
DE287454T1 (de) 1989-03-30
FR2614045B1 (fr) 1989-07-28
JPS63282335A (ja) 1988-11-18
DE3865227D1 (de) 1991-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0223664B1 (fr) Tissu à base de fibres de verre et de carbone et articles comprenant un tel tissu
EP0303534B1 (fr) Structure textile pour la réalisation de stratifiés à hautes propriétés mécaniques
FR2482080A1 (fr) Structures composites en verre renforce de fibres de carbure de silicium
CA2228793C (fr) Texture multicouche liee pour materiaux composites structuraux
CA1316679C (fr) Tissu a base de fibres de verre et de polyester, et articles comprenant un tel tissu
EP3481978A1 (fr) Textile hybride pour le renforcement de composites
FR2645882A1 (fr) Structure textile deformable
FR2970481A1 (fr) Structure fibreuse pour piece en materiau composite de geometrie complexe
EP1327710A1 (fr) Fil résistant à la coupure destiné notamment à la réalisation de vêtements de protection
CA2006411A1 (fr) Structures textiles, utiles comme renforts dans la fabrication de materiaux composites, et fils techniques pour de telles structures
EP0538108B1 (fr) Matériau composite à matrice vitro-céramique ou céramique obtenue par la voie sol-gel et renforcée par des fibres de type carbure de silicium, sa fabrication et ses applications
FR2624503A1 (fr) Procede de fabrication d'un article en materiau composite a matrice en verre renforcee par des fibres et article obtenu par ce procede
FR2714398A1 (fr) Réseau de fils de verre et matériau composite renforcé par ledit réseau.
CA1303838C (fr) Tissu a base de fibres resistant au feu et articles comprenant un tel tissu
FR2689146A1 (fr) Renfort textile à pertes électriques contrôlées.
FR2564376A1 (fr) Membrane d'etancheite souple notamment pour toitures, constituee par une matiere thermoplastique renforcee par une grille en fibres synthetiques et par une grille en fibres de verre
FR2723193A1 (fr) Materiau de protection balistique
FR2614046A1 (fr) Tissu a base de fibres resistant au feu et articles comprenant un tel tissu
Ebeling et al. Delamination failure of a single yarn glass fiber composite
FR2632051A1 (fr) Revetement de protection anti-feu et thermique
CA2480556A1 (fr) Fils de renforcement et composites resistant en milieu corrosif
EP1127033B1 (fr) Fil de renforcement pour betons et mortiers de ciment
Lacroix et al. A new technique for preparation of polyethylene fibre/polyethylene matrix composite and resulting mechanical properties
FR2700619A1 (fr) Fibre optique à tenue mécanique et thermique améliorée.
Kang et al. Mechanical properties of optically transparent, multi-layered laminates

Legal Events

Date Code Title Description
MKLA Lapsed