FR2862319A1 - Hot-conformable rigid sheet useful in electromagnetic compatibility applications comprises a 3-dimensional fabric impregnated with a thermoplastic resin - Google Patents
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Abstract
Description
Le secteur technique de la présente invention est celui des tissus troisThe technical sector of the present invention is that of the three tissues
dimensions (3D) imprégnés de résines permettant de former des plaques composites rigides facilement transformables. Resin-impregnated (3D) dimensions for forming rigid, easily transformable composite plates.
Il est connu d'imprégner des tissus à deux ou trois dimensions avec des résines thermodurcissables pour obtenir des plaques ayant une certaine rigidité. Cependant, une fois durcies ces plaques ne peuvent être déformées et ne peuvent être utilisées que sous leur forme rigide. C'est donc un inconvénient majeur si l'on souhaite conformer ces plaques suivant une courbure particulière autour d'un matériel. It is known to impregnate fabrics with two or three dimensions with thermosetting resins to obtain plates having a certain rigidity. However, once hardened these plates can not be deformed and can only be used in their rigid form. It is therefore a major disadvantage if one wishes to conform these plates following a particular curvature around a material.
L'invention vise à pallier cet inconvénient en fournissant un tissu 3D rigidifié par une résine mais déformable. L'invention propose d'utiliser à cette fin des résines thermoplastiques qui permettent de réaliser des semi-produits composites facilement transformables par la suite, pour la réalisation de produits finis. L'invention est particulièrement adaptée pour l'obtention de tissu 3D à compatibilité électromagnétique (CEM). The invention aims to overcome this disadvantage by providing a 3D fabric stiffened by a resin but deformable. The invention proposes to use for this purpose thermoplastic resins that make it possible to produce composite semi-products that can be easily transformed later, for the production of finished products. The invention is particularly suitable for obtaining electromagnetic compatibility (EMC) 3D fabric.
Il est possible, par ailleurs, de choisir les résines en fonction des propriétés désirées comme la résistance au feu, la tenue en température, etc... It is also possible to choose the resins according to the desired properties such as fire resistance, temperature resistance, etc.
L'invention a donc pour objet une plaque rigide conformable à chaud, constituée d'un tissu 3D imprégné de 25 résine thermoplastique. The invention therefore relates to a heat-conformable rigid plate consisting of a 3D fabric impregnated with thermoplastic resin.
Selon une caractéristique de l'invention, la résine thermoplastique est choisie dans le groupe des résines constitué par les polyamides, les polyétherimides, les polycarbonates, les polyéthercétones et/ou les polysulfones. According to one characteristic of the invention, the thermoplastic resin is chosen from the group of resins consisting of polyamides, polyetherimides, polycarbonates, polyetherketones and / or polysulfones.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le tissu est imprégné d'un solution comprenant 10 à 40% en masse de résine dissoute dans un solvant. According to another characteristic of the invention, the fabric is impregnated with a solution comprising 10 to 40% by weight of resin dissolved in a solvent.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le tissu 3D est un tissu CEM comprenant des fils métalliques. According to yet another characteristic of the invention, the 3D fabric is an EMC fabric comprising metal wires.
L'invention concerne également un procédé de fabrication de plaques rigides conformables à chaud comprenant les étapes suivantes: on place la résine en phase aqueuse sur le tissu 3D, on étale cette résine à l'aide d'une racle et d'un rouleau débulleur, on place le tissu ainsi imprégné dans une étuve four afin d'évaporer le solvant de la résine et de durcir le tissu. The invention also relates to a method for manufacturing heat-conformable rigid plates comprising the following steps: the resin is placed in aqueous phase on the 3D fabric, this resin is spread using a doctor blade and a debulking roller The fabric thus impregnated is placed in an oven oven to evaporate the solvent from the resin and harden the fabric.
L'invention concerne également un procédé dans lequel le 5 tissu imprégné de résine est mis à sécher dans le four pendant 8 heures à 80 C. The invention also relates to a process in which the resin-impregnated fabric is allowed to dry in the oven for 8 hours at 80 ° C.
Un tout premier avantage de l'invention réside dans le fait que la mise en forme des plaques obtenues est réalisée en chauffant simplement le tissu jusqu'à la température de ramollissement de la résine, puis en pressant le tissu contre l'appareil à protéger afin de le conformer à sa géométrie. Cette pression est très faible ( de l'ordre de 0,1 à 0,2 bar environ) ce qui fait que le tissu, une fois le produit fini réalisé, conserve une certaine épaisseur et donc une certaine rigidité. A first advantage of the invention lies in the fact that the shaping of the plates obtained is achieved by simply heating the fabric to the softening temperature of the resin, then pressing the fabric against the device to be protected so that to conform to its geometry. This pressure is very low (about 0.1 to about 0.2 bar) so that the fabric, once the finished product is made, retains a certain thickness and therefore a certain rigidity.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le taux de résine étalée sur le tissu est très faible. Il est alors suffisant pour rigidifier les fils métalliques d'un tissu CEM, ce qui permet de maintenir la continuité électrique entre le tissu 3D et les autres pièces du produit fini. Another advantage of the invention lies in the fact that the level of resin spread on the fabric is very low. It is then sufficient to stiffen the metal son of a CEM fabric, which allows to maintain the electrical continuity between the 3D fabric and the other parts of the finished product.
Par ailleurs, la quantité de résine étalée sur le tissu 3D doit être modérée, de façon à ce que visuellement, le tissu imprégné conserve un aspect de tissu pour l'utilisateur. Ainsi, par une simple abrasion de la surface du tissu imprégné, il est possible de réinstaller le contact électrique entre les fils métalliques du tissu 3D, afin de, de cette façon, réaliser des structures CEM à un coût avantageux. Furthermore, the amount of resin spread on the 3D fabric must be moderate, so that visually, the impregnated fabric retains a fabric appearance for the user. Thus, by a simple abrasion of the surface of the impregnated fabric, it is possible to reinstall the electrical contact between the metal wires of the 3D fabric, in order to thereby realize EMC structures at an advantageous cost.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description donné ci-après. Other features, details and advantages of the invention will be better understood on reading the further description given below.
L'invention est particulièrement destinée à mettre en oeuvre les tissus à trois dimensions (3D), c'est-à-dire les tissus tissés suivant les trois directions de l'espace. Dans une réalisation particulière, le tissage suivant la troisième dimension peut être réalisé à l'aide d'un fil métallique permettant de conférer au produit obtenu des propriétés de compatibilité électromagnétique pour protéger ou isoler des enceintes, des appareils électriques quelconques. Dans ce cas, l'invention est particulièrement bien adaptée à cette application puisque la protection CEM réalisée est obtenue avec un matériau rigide et non plus un tissu souple qui faut fixer par un moyen quelconque. La fabrication de boîtiers, d'armoires électroniques ou des pièces de formes complexes est ainsi grandement facilitée. Il est alors aisé d'utiliser des panneaux rigides, légers, non feu et protégeant des ondes électromagnétiques. Dans des applications avioniques, l'aspect non feu est primordial mais également la masse et les caractéristiques électromagnétiques. The invention is particularly intended to implement three-dimensional (3D) fabrics, that is to say woven fabrics along the three directions of space. In a particular embodiment, the weaving along the third dimension may be carried out using a wire to impart to the product obtained electromagnetic compatibility properties to protect or isolate speakers, any electrical appliances. In this case, the invention is particularly well suited to this application since the EMC protection produced is obtained with a rigid material and no longer a flexible fabric that must be fixed by any means. The manufacture of housings, electronic cabinets or parts of complex shapes is thus greatly facilitated. It is then easy to use rigid panels, light, fire and protecting electromagnetic waves. In avionics applications, the non-fire aspect is essential but also the mass and the electromagnetic characteristics.
Pour réaliser la plaque rigide selon l'invention, on imprègne d'abord le tissu souple 3D avec la résine. On peut utiliser une résine vendue dans le commerce prête à l'emploi dans un solvant aqueux. Bien entendu, l'homme du métier peut ajuster le pourcentage de résine contenu dans le solvant en fonction de la rigidité finale souhaitée pour l'application envisagée. La proportion de résine appliquée sur le tissu peut être ajustée soit en jouant sur la concentration de la résine en une seule couche soit en appliquant la résine indiquée précédemment en couches multiples. To produce the rigid plate according to the invention, the flexible fabric 3D is first impregnated with the resin. A commercially available resin that is ready for use in an aqueous solvent can be used. Of course, those skilled in the art can adjust the percentage of resin contained in the solvent according to the final rigidity desired for the intended application. The proportion of resin applied to the fabric can be adjusted either by varying the concentration of the resin in a single layer or by applying the previously indicated resin in multiple layers.
Les résines du type polyamide, polycarbonate, polyéthercétone, polyétherimides, polsulfone conviennent parfaitement pour l'application envisagée. Ces résines sont vendues dans le commerce sous des désignations commerciales variées qu'il n'est pas possible de détailler, pourvu que la concentration de la résine soit comprise dans un pourcentage allant de 5 à 20% en masse environ. The resins of the polyamide, polycarbonate, polyetherketone, polyetherimide and polysulfone type are perfectly suitable for the intended application. These resins are sold commercially under various commercial designations which can not be detailed, provided that the concentration of the resin is in a percentage of about 5 to 20% by weight.
Ces résines peuvent incorporer des composés connus permettant d'améliorer certaines de leurs propriétés comme par exemple la résistance au feu ou bien la résine polyétherimide qui possède déjà des propriétés non feu. These resins may incorporate known compounds which make it possible to improve certain of their properties, for example fire resistance or the polyetherimide resin which already has non-fire properties.
Une résine polyamide est étalée sur le tissu à plat par tout moyen comme par exemple par pulvérisation, ou par un racleur afin d'uniformiser l'épaisseur de la couche de résine. On laisse le tissu s'imprégner de la résine et on introduit ensuite le tissu dans une étuve pour éliminer le solvant et durcir la résine après un temps de l'ordre de huit heure à 80 C. Une légère pression de l'ordre de 0,1 à 0,2 bar environ peut être appliquée à l'aide d'une presse afin réduire l'épaisseur du tissu 3D. Il est ainsi possible de passer d'une épaisseur de 4 mm à 2 mm et obtenir une plaque plane. A polyamide resin is spread on the fabric flat by any means such as for example by spraying, or by a scraper in order to standardize the thickness of the resin layer. The fabric is allowed to impregnate the resin and then the fabric is introduced into an oven to remove the solvent and cure the resin after a time of about eight hours at 80 C. A slight pressure of the order of 0 About 1 to about 0.2 bar can be applied using a press to reduce the thickness of the 3D fabric. It is thus possible to go from a thickness of 4 mm to 2 mm and to obtain a flat plate.
Le tissu obtenu est directement utilisable tel que. S'il s'agit d'un tissu CEM, il peut être nécessaire de procéder à une abrasion afin de mettre à nu les fils métalliques pour assurer la continuité électrique. The resulting fabric is directly usable as. If it is an EMC fabric, it may be necessary to abrasion in order to expose the metal wires to ensure electrical continuity.
Qu'en est-il des autres résines ?What about other resins?
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Citations (3)
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US5175034A (en) * | 1989-02-01 | 1992-12-29 | Parabeam Industrie- En Handelsonderneming B.V. | Double cloth |
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