FR3048635A1 - Armature textile lisse pour pultrusion, procede et dispositif pour sa realisation, et son utilisation pour la fabrication de pieces par pultrusion - Google Patents

Armature textile lisse pour pultrusion, procede et dispositif pour sa realisation, et son utilisation pour la fabrication de pieces par pultrusion Download PDF

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Abstract

Armature textile (1) utilisable pour la réalisation de pièces composites par pultrusion, comprenant une couche de renfort (200) ayant des tronçons de fibres de verre (3) orientés de façon aléatoire et enrobés d'un liant polyester (4), dans laquelle : - la couche de renfort (200) comprend au moins une couche de renforcement (6, 6a) formée de fibres structurées en tissage, ou en grille, ou en fils longitudinaux et transversaux, - la couche de renfort (200) comprend au moins une couche d'épaisseur (2), adjacente à la couche de renforcement (6), et à base desdits tronçons de fibres de verre (3) orientés de façon aléatoire et enrobés d'un liant polyester (4), - au moins une première couche superficielle (5) en voile de fibres forme une première face externe de l'armature textile (1), - une seconde face externe de l'armature textile (1) est formée par ladite au moins une couche de renforcement (6) ou par une seconde couche superficielle en voile de fibres, - le liant polyester (4) assure la liaison entre les couches de l'armature textile (1).

Description

La présente invention concerne les armatures textiles utilisées comme produits de renforcement d'articles composites, c'est-à-dire d'articles à base de résine (polyester ou autre) armée d'une armature textile de renforcement. L'invention concerne plus spécialement les armatures textiles destinées à la réalisation d'articles composites par un procédé de pultrusion.
La pultrusion est un procédé pour former de façon continue des matières plastiques incluant des éléments de renfort et qui présentent une section transversale constante. Pendant le procédé de pultrusion, le produit est tiré en sortie d’une filière dans laquelle les éléments de renfort sont surmoulés et imprégnés par une résine. La résine est généralement une matière plastique thermodurcissable. La filière elle-même est chauffée. En sortie de filière, après refroidissement, le produit est découpé selon les longueurs désirées, constituant ainsi des articles composites profilés renforcés par les éléments de renfort.
Les éléments de renfort sont généralement constitués de fibres, et forment ainsi une armature textile continue.
Dans son passage à travers la filière de pultrusion, l'armature textile continue subit des contraintes de freinage, et il est nécessaire de la mettre sous tension pour assurer son maintien en forme. L'entraînement de l'armature textile à travers la filière nécessite donc d'appliquer sur l'armature textile continue des efforts d'entraînement longitudinal, essentiellement en traction.
Simultanément, s'agissant d'un procédé continu, la pultrusion nécessite d'utiliser une armature textile continue, qui présente donc une dimension longitudinale beaucoup plus grande que ses dimensions transversales. Il en résulte que, sous l'action d'un effort de traction, une telle armature textile continue, qui est initialement plate, a tendance à se déformer en formant des ondulations dans le sens transversal, de la même manière que se déforme une cravate que l'on tire vers le bas. Si une telle déformation de l’armature textile se produit avant l’entrée dans la filière de pultrusion, cela réduit la largeur de l’armature et risque de produire des plis. Cette déformation de l’armature, et les risques de défauts qui en résultent, ont d’autant plus tendance à se produire lorsque l’armature présente une grande largeur au regard de son épaisseur.
On connaît des armatures textiles continues à base de fibres de verre continues, qui présentent l'intérêt de conférer aux produits réalisés par surmoulage de ces armatures une grande résistance mécanique grâce aux propriétés avantageuses de la fibre de verre. Ces armatures continues sont généralement sous forme d’une bande plate. Par exemple, un procédé pour réaliser une telle armature continue est décrit dans le document US 3,969,171 : les filaments de verre sortant de filière d'extrusion de verre sont rassemblés pour constituer des fils de verre que l'on vient déposer de façon aléatoire en toutes orientations sur un convoyeur à bande. Un liant est pulvérisé sur les fils de verre, puis traité dans un four. Ce procédé ne permet pas de maîtriser la direction de résistance mécanique assurée par la présence des fils de verre continus, et il ne confère pas une résistance mécanique longitudinale suffisante pour une application de pultrusion.
Le document WO 95/34703 A1 décrit une armature textile pour réalisation de pièces composites par pultrusion. Cette armature comprend une couche à base de fibres de verre et de polyester, dans laquelle les fibres de verre sont sous forme de tronçons de fibres de verre enrobés de polyester et orientés de façon aléatoire. Lors de l’utilisation de cette armature dans un procédé de pultrusion, l’armature doit être combinée avec des filaments longitudinaux continus (roving) et des voiles extérieurs, les filaments longitudinaux continus ayant pour fonction de conférer à l’armature une résistance mécanique à l’allongement suffisante pour supporter la traction lors de la pultrusion. Cela complique sensiblement le procédé de pultrusion, par la nécessité d’assembler et de tenir en position dans la filière plusieurs éléments. Par ailleurs, avec une telle structure d’armature, il s’avère difficile de réaliser par pultrusion des profilés présentant une grande largeur (d’au moins 30 cm) et une qualité acceptable, notamment une résistance mécanique transversale acceptable. En outre, on constate des difficultés dans l’utilisation ultérieure d’une telle armature pour un procédé de pultrusion, et il apparaît que ces difficultés sbnt dues au fait que l’introduction et la progression de l’armature dans la filière de pultrusion sont perturbées par la présence inévitable d’extrémités libres de tronçons de fibres de verre qui dépassent de la surface de l’armature.
Pour ces raisons notamment, les armatures textiles de renforcement qui ont été proposées jusqu'à ce jour ne présentent pas une structure satisfaisante qui peut supporter un procédé de pultrusion et réaliser des pièces profilées relativement larges.
Un problème proposé par la présente invention est donc de concevoir une nouvelle structure d'armature textile qui soit particulièrement adaptée pour les procédés de pultrusion, par le fait qu’elle présente à la fois une bonne résistance à la traction longitudinale et une bonne résistance aux déformations transversales susceptibles de se produire pendant un procédé de pultrusion, de sorte que l’armature textile puisse être utilisée lors du procédé de pultrusion sans ajout d’autres éléments de renfort tels que des fils longitudinaux continus dans la filière.
Un autre problème proposé par la présente invention est de concevoir un procédé et un dispositif pour réaliser une nouvelle structure d’armature textile à base de fibres de verre qui soit particulièrement adaptée pour les procédés de pultrusion.
Pour atteindre ces buts ainsi que d'autres, l'invention propose une armature textile utilisable pour la réalisation de pièces composites par pultrusion, comprenant une couche de renfort ayant des tronçons de fibres de verre orientés de façon aléatoire et enrobés d’un liant polyester, dans laquelle : - la couche de renfort comprend au moins une couche de renforcement formée de fibres structurées en tissage, ou en grille, ou en fils longitudinaux et transversaux, - la couche de renfort comprend au moins une couche d’épaisseur, adjacente à la couche de renforcement, et à base desdits tronçons de fibres de verre orientés de façon aléatoire et enrobés d’un liant polyester, - au moins une première couche superficielle en voile de fibres forme une première face externe de l’armature textile, - une seconde face externe de l’armature textile est formée par ladite au moins une couche de renforcement ou par une seconde couche superficielle en voile de fibres, - le liant polyester assure la liaison entre les couches de l’armature textile.
Par le fait que les tronçons de fibres de verre de la couche d’épaisseur sont enrobés de polyester et sont associés à une couche de renforcement pour former la couche de renfort, l'armature textile présente une bonne résistance aux déformations transversales lors d'un procédé de pultrusion.
La couche de renforcement permet de donner à l'armature textile des propriétés de résistance mécanique dans la direction longitudinale et dans la direction transversale. Cela distingue sensiblement l'armature selon la présente invention vis-à-vis des armatures habituellement utilisées dans les techniques de pultrusion, qui sont essentiellement constituées de fils orientés en tous sens et de façon aléatoire. Une telle armature connue présente nécessairement une résistance mécanique longitudinale insuffisante, qui nécessite d’ajouter des fibres de verre longitudinales au moment de la pultrusion. Mais cet ajout de fibres de verre longitudinales ne participe pas à la résistance mécanique transversale de l’armature, qui reste insuffisante.
Selon l’invention, la couche de renforcement, structurée de façon à donner en outre à l’armature textile des propriétés de résistance mécanique dans la direction transversale, permet de réaliser des armatures de plus grande largeur, qui sont adaptées pour réaliser ensuite par pultrusion des profilés de grande largeur, sans risque de déformation intempestive.
Simultanément, par le fait que la couche d’épaisseur à base des tronçons de fibres de verre orientés de façon aléatoire ne forme par elle-même aucune des faces externes de l’armature textile, et par le fait que ces faces externes d’armature sont formées soit par un voile de fibres, soit par la couche de renforcement, le liant polyester, qui assure la liaison entre les couches de l’armature textile, assure simultanément un caractère lisse aux deux faces externes de l’armature textile.
La couche superficielle en voile de fibres forme une face externe lisse, qui peut conférer un état de surface particulièrement lisse et fini à la pièce composite réalisée par pultrusion à partir de l'armature ainsi constituée. En effet, la couche superficielle en voile de fibres, formée à partir de fibres relativement fines, présente un aspect lisse et occulte les fibres de la couche centrale de l’armature. Simultanément, la couche superficielle en voile de fibres forme une face externe d'armature qui facilite la fabrication de l'armature, en ce sens qu'elle évite le collage de l'armature en cours de fabrication sur un tapis transporteur.
En outre, la couche superficielle en voile de fibres peut être elle-même constituée de fibres colorées, qui donnent donc ensuite aux produits issus de la pultrusion un aspect coloré reprenant la couleur de la couche superficielle en voile de fibres. On peut ainsi produire des pièces colorées, et les changements de couleur d’une production à l’autre peuvent être très faciles en changeant simplement la couche superficielle en voile de fibres, sans avoir à procéder à des nettoyages complexes et onéreux de la filière pour changer, par exemple, la couleur de la résine injectée dans la filière.
De préférence, les tronçons de fibres de verre dans ladite au moins une couche d’épaisseur sont des tronçons de fibres obtenus à partir de mèches (roving) de fils de verre, produits couramment disponibles.
Les tronçons de fibres de verre dans la couche d’épaisseur peuvent avantageusement comprendre des fils de verre présentant un poids linéaire de 40 à 50 tex, c'est-à-dire de 40 à 50 grammes par kilomètre de fil. Les mèches de fils de verre peuvent avoir un poids linéaire de 600 à 2400 tex.
De préférence, le liant polyester qui assure la liaison entre les couches de l’armature textile est un polyester bisphénolique insaturé, soluble ou insoluble dans le styrène. Cela facilite sa fusion pour enrober les fibres de verre pendant la fabrication de l'armature textile.
De préférence, les fils ou fibres constituant la couche de renforcement sont fixés les uns aux autres, ce qui facilite le guidage et la pénétration des éléments de renfort dans la filière de pultrusion.
Dans le cas d’une grille, des fils de trame disjoints et des fils de chaîne disjoints sont entrecroisés en formant des mailles lâches, et sont fixés les uns aux autres par collage à leurs points de jonction. L’intérêt d’une couche de renforcement structurée en grille est d’assurer à la fols une bonne résistance mécanique dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, et de bénéficier du très faible coût de production d’une telle grille.
Les fibres formant la couche de renforcement peuvent avantageusement être des fils continus de verre, lesquels peuvent avoir un poids linéaire individuel de 68 tex à 272 tex. En alternative, on peut utiliser des mèches (roving) de fils continus de verre, lesdites mèches ayant un poids linéaire de mèche de 320 à 1200 tex.
Selon un mode de réalisation, l’armature textile selon l’invention peut comprendre la superposition d’une première couche superficielle en voile de fibres formant une première face externe de l’armature textile, suivie d’une première couche d’épaisseur à base desdits tronçons de fibres de verre enrobés de liant polyester, elle-même suivie d’une couche de renforcement formant une seconde face externe de l’armature textile.
Selon un autre mode de réalisation, l’armature textile selon l’invention peut comprendre la superposition d’une première couche superficielle en voile de fibres formant une première face externe de l’armature textile, suivie d’une première couche d’épaisseur à base desdits tronçons de fibres de verre enrobés de liant polyester, elle-même suivie d’une première couche de renforcement, suivie d’une seconde couche d’épaisseur à base desdits tronçons de fibres de verre enrobés de liant polyester, elle-même suivie d’une seconde couche de renforcement.
La ou les couches superficielles en voile de fibres peuvent être en polyester, en polyamide, ou en polypropylène, étant observé qu'elles sont constituées d'un matériau dont la température de fusion est supérieure à celle du liant polyester assurant la liaison des couches de l’armature textile, par exemple une température de fusion de l’ordre de 250 °C.
Dans la ou les couches d’épaisseur, les tronçons de fibres de verre peuvent avantageusement avoir une longueur de 40 à 120 mm. On réalise ainsi un bon compromis entre la capacité des fibres à être orientées dans toutes les directions de manière aléatoire à l'intérieur de l'armature textile, et la capacité des fibres à conférer une grande résistance mécanique à l'armature textile.
En pratique, on pourra prévoir que, dans l’armature textile, les tronçons de fibres de verre sont en quantité de 150 à 2000 grammes par mètre carré.
Par ailleurs, dans la ou les couches d’épaisseur, le liant polyester peut être en quantité de 3 % à 5 % du poids des fibres de verre.
Selon un autre aspect, la présente invention propose un procédé de fabrication d'une armature textile utilisable pour la réalisation de pièces composites par pultrusion, comportant les étapes successives suivantes ; a) au-dessus d'un tapis transporteur en déplacement dans une direction longitudinale, disposer un premier voile de fibres en polyester, polyamide ou polypropylène, b) couper des mèches de fibres de verre et les faire tomber sur un premier rouleau à picots recevant simultanément une poudre de résine polyester, pour faire tomber sur ledit premier voile posé sur le tapis transporteur en déplacement un premier mélange de tronçons de fibres de verre et de poudre de résine polyester, la résine polyester étant choisie de façon à présenter une température de fusion inférieure à celle des fibres constituant le premier voile, c) disposer une première couche de renforcement en fibres de renfort sur le premier mélange de tronçons de fibres de verre et de poudre de polyester, f) chauffer l'ensemble par passage dans un four de façon à fondre la résine polyester et assurer sa répartition autour des tronçons de fibres de verre, sans toutefois fondre les fibres du premier voile.
On réalise ainsi un procédé particulièrement simple et peu onéreux pour la fabrication de l'armature textile pour pultrusion.
De la sorte, on peut aussi conférer à l'armature textile des propriétés mécaniques avantageuses, en choisissant l'orientation des fibres de renfort dans l’âme.
De façon avantageuse, avant l'étape f), on peut prévoir de : d) couper des mèches de fibres de verre et les faire tomber sur un second rouleau à picots recevant simultanément une poudre de résine polyester, pour faire tomber sur la première couche de renforcement en fibres de renfort portée par le tapis transporteur en déplacement un second mélange de tronçons de fibres de verre et de poudre de résine polyester, la résine polyester étant choisie de façon à présenter une température de fusion inférieure à celle des fibres constituant le premier voile, e) disposer une seconde couche de renforcement en fibres de renfort sur le second mélange de tronçons de fibres de verre et de poudre de résine polyester.
Le premier voile peut avantageusement être obtenu par cardage, et présenter une masse surfacique de 20 à 40 grammes par mètre carré.
De préférence, la résine polyester utilisée pour réaliser la couche d’épaisseur peut être en une résine polyester bisphénollque insaturée, soluble ou insoluble dans le styrène, et en quantité de 3 % à 5 % du poids des tronçons de fibres de verre.
En pratique, la résine polyester utilisée dans la couche d’épaisseur peut avoir la propriété de fondre lorsqu'elle est soumise à une température de 100 °C pendant deux minutes.
En outre, la résine polyester peut être sous forme de poudre sèche ou sous forme d’une émulsion de poudre dans l’eau.
Le ou les voiles de polyester utilisés pour réaliser la ou les surfaces externes peuvent avantageusement être colorés, conférant à l'armature, et ensuite au matériau pultrudé réalisé à partir de l’armature, une coloration dans la masse, résistante aux agressions extérieures, sans nécessiter une coloration supplémentaire du matériau pultrudé lui-même.
Selon un autre aspect, la présente invention propose un dispositif pour la fabrication d’une armature textile telle que définie ci-dessus, le dispositif comprenant : - un transporteur à bande, assurant un déplacement entre un rouleau d’entrée et un rouleau de sortie, - au voisinage du rouleau d’entrée, au-dessus du transporteur à bande, un premier distributeur de mèches de fibres de verre pouvant délivrer des mèches de fibres de verre à un premier coupeur, - en sortie du premier coupeur, un premier rouleau à picots pour éclater les tronçons de mèches de fibres de verre et produire des tronçons de fibres de verre qui se déposent sur le convoyeur à bande, - un premier distributeur de poudre pour distribuer une poudre de résine polyester sur le premier rouleau à picots, de sorte que la poudre de résine polyester se mélange aux tronçons de fibres de verre en cours de dépôt sur le convoyeur à bande, - en amont du premier rouleau à picots, un distributeur de voile pour délivrer un premier voile et pour le déposer sur le convoyeur à bande, - en aval du premier rouleau à picots, un distributeur de couche de renforcement, pour déposer sur le premier mélange de tronçons de fibres et de poudre présent sur le convoyeur à bande une première couche de renforcement, et un four apte à échauffer les éléments déposés sur le convoyeur à bande, - en aval du four, un ou plusieurs rouleaux presseurs aptes à presser les matériaux en déplacement sur le convoyeur à bande.
De préférence, le distributeur de couche de renforcement est disposé en aval du four. De la sorte, réchauffement de la résine peut être assuré par des infrarouges dont l’efficacité n’est pas perturbée par la présence d’une couche de renforcement, elle-même déposée après échauffement.
Selon un autre aspect, la présente invention propose l’utilisation d’une armature textile telle que définie ci-dessus pour former un produit pultrudé. Lors de cette utilisation, on imprègne l’armature textile prise isolément avec une résine de matière plastique thermodurcissable, et on tréfile ladite armature textile imprégnée dans une filière de pultrusion chauffée à une température permettant de réticuler la résine de matière plastique thermodurcissable. A cet égard, la résine de matière plastique thermodurcissable peut être une résine polyester, une résine polyuréthane, une résine epoxy, par exemple. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique de côté en coupe longitudinale d’une armature textile selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de l'armature textile de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique de côté en coupe longitudinale d’une armature textile selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale de l'armature textile de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue schématique de côté en coupe longitudinale d’une armature textile selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue schématique de dessus de l'armature textile selon l'une quelconque des figures précédentes ; et - la figure 7 est une vue schématique de côté illustrant un dispositif et un procédé pour la réalisation de l'armature textile des figures 1 à 6.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, l'armature textile 1 comprend une couche de renfort 200 et une couche superficielle 5. La couche superficielle 5, en voile de fibres, forme l'une des faces externes de l'armature textile 1, en l'occurrence la face externe inférieure.
La couche de renfort 200 comprend l’association d’une couche de renforcement 6 et d’une couche d’épaisseur 2.
La couche d’épaisseur 2 est à base de tronçons de fibres de verre 3 enrobés d’un liant polyester 4. Les tronçons de fibres de verre 3 sont des mèches de tronçons de fils monobrins, présentant un poids linéaire de 40 à 50 tex, et orientés de manière aléatoire entre la direction longitudinale et la direction transversale de l'armature textile 1.
Le liant polyester 4 qui enrobe les tronçons de fibres de verre 3 est un polyester bisphénolique insaturé, dont la température de fusion est de l'ordre de 100 °C, inférieure à la température de fusion du matériau synthétique constituant la couche superficielle 5.
La couche superficielle 5 peut être en polyester, en polyamide ou en polypropylène, sous réserve que sa température de fusion soit supérieure à celle du polyester constituant la couche d’épaisseur 2. Une température de fusion des fibres de la couche superficielle 5 peut être par exemple de 250 °C environ.
La couche de renforcement 6 est formée de fibres essentiellement orientées dans le sens longitudinal et dans le sens transversal de l'armature textile 1.
Pour garantir une bonne résistance mécanique à la traction longitudinale, la couche de renforcement 6 peut comprendre essentiellement des fils longitudinaux. Le liant polyester 4 entourant les fibres de verre 3 assure une bonne résistance mécanique s’opposant à la déformation transversale de l’armature textile 1.
Pour garantir simultanément une bonne résistance mécanique dans le sens transversal de l’armature, la couche de renforcement 6 est de préférence formée de fibres structurées en tissage, ou en grille, comportant ainsi des fils de chaîne et des fils de trame. L’avantage de la grille est d’être plus simple et plus rapide à réaliser que le tissage.
De préférence, dans la couche de renforcement 6, les fibres sont fixées les unes aux autres, par collage, pour faciliter le passage en filière de pultrusion lors de l’utilisation de l’armature textile 1 pour réalisation d’un profilé par pultrusion.
Une armature textile 1 selon l’invention à couche de renforcement comportant des fils de chaîne et des fils de trame présente une résistance mécanique satisfaisante non seulement dans le sens longitudinal mais également dans le sens transversal, permettant l’utilisation d’une telle armature textile 1 pour réaliser des profilés de plus grande largeur.
On notera, dans ce premier mode de réalisation des figures 1 et 2, que la couche de renforcement 6 forme la seconde face extérieure de l’armature textile 1. De la sorte, la couche d’épaisseur 2 à base de tronçons de fibres de verre 3 est enveloppée entre la première couche superficielle 5 et la couche de renforcement 6.
Dans le second mode de réalisation, illustré sur les figures 3 et 4, on retrouve les éléments du mode de réalisation des figures 1 et 2. On retrouve ainsi ia couche de renfort 200 et ia première couche superficielle 5 en voile de fibres. On retrouve également, dans la couche de renfort 200, une première couche de renforcement 6 et une première couche d’épaisseur 2, ladite première couche d’épaisseur 2 étant à base de tronçons de fibres de verre 3 et de liant polyester 4. La diffébnce réside dans la présence supplémentaire, dans la couche de renfort 200, d'une seconde couche de renforcement 6a et d’une seconde couche d’épaisseur 2a, respectivement de même structure que la première couche de renforcement 6 et la première couche d’épaisseur 2.
La seconde couche de renforcement 6a forme la seconde face extérieure de l’armature textile 1. De la sorte, les couches d’épaisseur 2 et 2a à base de tronçons de fibres de verre 3 sont enveloppées entre la première couche superficielle 5 et la seconde couche de renforcement 6a.
Dans le troisième mode de réalisation illustré sur la figure 5, on retrouve également une couche de renfort 200 et une première couche superficielle 5 en voile de fibres. La différence, par rapport au premier mode de réalisation des figures 1 et 2, réside dans la présence d’une seconde couche superficielle 7 en voile de fibres, pouvant être constituée du même matériau synthétique que la première couche superficielle 5. L'une au moins des deux couches superficielles 5 et 7 peut être elle-même colorée dans la masse.
Selon une variante du second mode de réalisation des figures 3 et 4, on peut également prévoir une seconde couche superficielle, similaire de la seconde couche superficielle 7 du mode de réalisation de la figure 5, surmontant la seconde couche de renforcement 6a et formant elle-même la seconde face externe de l’armature textile 1.
Comme on le voit sur ia figure 6 en vue de dessus, l'armature textile selon l'invention peut être fabriquée sous forme d'une bande large, s'étendant longitudinalèment selon un axe d'allongement I-I, et de largeur L compatible avec les capacités de fabrication des dispositifs habituels de production d'armatures textiles. Par exemple, la largeur L peut être d'environ 2 à 3 m, tandis que la longueur le long de l'axe I-I peut être beaucoup plus grande, l'armature pouvant être enroulée sur une bobine.
Sur cette figure, on a illustré le fait que l'armature textile 1 peut ensuite être découpée longitudinalement selon les lignes en pointillés pour former des bandes 1a, 1b, 1c, 1d, le. If, 1g et 1h, constituant chacune un renfort de pultrusion pour réaliser un profilé.
On considère maintenant la figure 7, qui représente schématiquement un dispositif pour la fabrication d'une armature textile 1 selon la présente invention, et qui permet d'illustrer simultanément le procédé de fabrication de l'armature textile 1.
Le dispositif 10 représenté sur cette figure comprend un tapis transporteur 11, par exemple sous forme d'un transporteur à bande en déplacement entre un rouleau d'entrée 12 et un rouleau de sortie 13 selon une direction longitudinale I-I dans le sens illustré par la flèche 14. Au voisinage du rouleau d'entrée 12 se trouve, au-dessus du tapis transporteur 11, un premier distributeur de mèches de fibres de verre 15 pouvant délivrer des mèches de fibres de verre 16 à un premier coupeur 17. Les tronçons de mèches de fibres de verre 18 sortant du premier coupeur 17 sont envoyés sur un premier rouleau à picots 19 qui éclate les tronçons de mèches de fibres de verre pour produire des tronçons de fibres de verre. Simultanément, un premier distributeur de poudre 21 distribue une poudre en résine polyester sur le premier rouleau à picots 19, lequel premier rouleau à picots 19 réalise simultanément le mélange 20 de la poudre avec les tronçons de fibres de verre.
En amont du premier rouleau à picots 19, on prévoit un premier distributeur de voile 22 pour générer un premier voile 23 et pour le déposer sur le tapis transporteur 11.
On prévoit en outre, en aval du premier rouleau à picots 19, un distributeur de couche de renforcement 26, qui dépose sur le premier mélange de tronçons de fibres et de poudre déjà présent sur le tapis transporteur 11 une couche de renforcement 6.
En aval du distributeur de couche de renforcement 26, on prévoit un second distributeur de mèches de fibres de verre 28 qui délivre des mèches de fibres de verre 29 à un second coupeur 30 qui lui-même délivre des tronçons de mèches de fibres de verre 31 à un second rouleau à picots 32 qui lui-même éclate les tronçons de mèches de fibres de verre et les mélange à une poudre de résine polyester reçue d’un second distributeur de poudre 33 et qui les fait tomber sur la couche de renforcement 6, formant un second mélange.
En aval sur le tapis transporteur 11, on prévoit un four 24 apte à échauffer les éléments déposés sur le tapis transporteur 11, et, en aval du four 24, un ou plusieurs rouleaux presseurs 25 aptes à presser les matériaux en déplacement sur le tapis transporteur 11.
Le four 24 peut par exemple être réglé à une température de 180 °C environ, et la vitesse de déplacement du tapis transporteur 11 peut être telle que réchauffement produit par le four 24 est suffisant pour fondre la poudre de résine polyester mais suffisamment faible pour éviter de fondre les autres constituants de l’armature.
Ainsi, lors de la fabrication de l'armature textile 1 par le dispositif 10, au-dessus du tapis transporteur 11 en déplacement dans la direction longitudinale I-I, on dispose un premier voile de polyester 23. Par le premier coupeur 17, on coupe des mèches de fibres de verre 16 et on les fait tomber sur le premier rouleau à picots 19 qui reçoit simultanément la poudre de résine polyester provenant du premier distributeur de poudre 21. Le mélange 20 des tronçons de fibres de verre mélangés à la poudre de résine polyester tombent sur le premier voile 23 lui-même posé sur le tapis transporteur 11 en déplacement, formant un premier mélange. Le distributeur de couche de renforcement 26 dépose sur le premier mélange la couche de renforcement 6, puis le second coupeur 30, le second distributeur de poudre 33 et ie second rouleau à picots 32 produisent et déposent sur la couche de renforcement 6 un second mélange de tronçons de mèches de fibres de verre et de poudre de polyester. Lors du passage dans le four 24, la poudre de résine polyester fond et se répartit autour des tronçons de fibres de verre. Les rouleaux presseurs 25 favorisent la formation d'une plaque d’épaisseur constante en pressant la poudre de résine fondue sur les tronçons de fibres de verre. Il en résulte en sortie du dispositif 10 une armature textile 1 selon le mode de réalisation des figures 1 et 2.
En aval du second rouleau à picots 32, on peut prévoir un second distributeur de couche de renforcement 34, qui délivre une seconde couche de renforcement 6a et la pose sur l’ensemble des composants présents sur le tapis transporteur 11. Après passage dans le four 24 et les rouleaux presseurs 25, on obtient une armature textile 1 selon le mode de réalisation des figures 3 et 4. A titre d'exemple préféré, la poudre de polyester peut être une résine de polyester bisphénolique insaturé. Une telle poudre est un produit disponible dans le commerce, par exemple auprès de la société C.O.I.M. S.p.A. et désigné par la référence FILCO® 661.
En alternative, la poudre de polyester peut être une résine polyester bisphénolique insaturée utilisée en émulsion aqueuse, telle que celles qui sont disponibles dans le commerce auprès de la société C.O.I.M. S.p.A. sous les références FILCO® 657 ou FILCO® 659. Sa température de séchage est de 170°C à 200 °C, pendant 40 à 70 secondes. Après réticulation, elle devient insoluble dans le styrène et acquiert son pouvoir liant.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.

Claims (20)

  1. REVENDICATIONS
    1 - Armature textile (1) utilisable pour la réalisation de pièces composites par pultrusion, comprenant une couche de renfort (200) ayant des tronçons de fibres de verre (3) orientés de façon aléatoire et enrobés d’un liant polyester (4), caractérisée en ce que : - la couche de renfort (200) comprend au moins une couche de renforcement (6, 6a) formée de fibres structurées en tissage, ou en grille, ou en fils longitudinaux et transversaux, - la couche de renfort (200) comprend au moins une couche d’épaisseur (2, 2a), adjacente à la couche de renforcement (6, 6a), et à base desdits tronçons de fibres de verre (3) orientés de façon aléatoire et enrobés d’un liant polyester (4), - au moins une première couche superficielle (5) en voile de fibres forme une première face externe de l’armature textile (1), - une seconde face externe de l’armature textile (1) est formée par ladite au moins une couche de renforcement (6, 6a) ou par une seconde couche superficielle (7) en voile de fibres, - le liant polyester (4) assure la liaison entre les couches de l’armature textile (1).
  2. 2 - Armature textile (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ies tronçons de fibres de verre (3) dans ladite au moins une couche d’épaisseur (2, 2a) sont des tronçons de fibres obtenus à partir de mèches de fiis de verre.
  3. 3 - Armature textile (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les tronçons de fibres de verre (3) comprennent des fils de verre ayant un poids linéaire de 40 à 50 tex (40 à 50 grammes par kilomètre de fil).
  4. 4 - Armature textile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ie liant poiyester (4) assurant ia liaison entre ies couches de i’armature textile (1) est un polyester bisphénolique insaturé, soluble ou insoluble dans le styrène.
  5. 5 - Armature textile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les fibres formant ladite au moins une couche de renforcement (6, 6a) sont des fils continus de verre ayant un poids linéaire individuel de 68 tex à 272 tex.
  6. 6 - Armature textile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les fibres formant ladite au moins une couche de renforcement (6, 6a) sont des mèches de fils continus de verre et ont un poids linéaire de mèche de 320 tex à 1200 tex.
  7. 7 - Armature textile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle comprend la superposition d’une première couche superficielle (5) en voile de fibres formant une première face externe de l’armature textile (1), suivie d’une première couche d’épaisseur (2) à base desdits tronçons de fibres de verre (3) enrobés de liant polyester (4), elle-même suivie d’une couche de renforcement (6) formant une seconde face externe de l’armature textile (1).
  8. 8 - Armature textile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle comprend la superposition d’une première couche superficielle (5) en voile de fibres formant une première face externe de l’armature textile (1), suivie d’une première couche d’épaisseur (2) à base desdits tronçons de fibres de verre (3) enrobés de liant polyester (4), elle-même suivie d’une première couche de renforcement (6), suivie d’une seconde couche d’épaisseur (2a) à base desdits tronçons de fibres de verre (3) enrobés de liant polyester (4), elle-même suivie d’une seconde couche de renforcement (6a).
  9. 9 - Armature textile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la ou les couches superficielles (5; 7) en voile de fibres sont en polyester, en polyamide ou en polypropylène, présentant une température de fusion supérieure à celle dudit liant polyester (4).
  10. 10 - Armature textile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que, dans la ou les couches d’épaisseur (2, 2a), les tronçons de fibres de verre (3) ont une longueur de 40 à 120 mm.
  11. 11 - Armature textile (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les tronçons de fibres de verre (3) sont en quantité de 150 à 2000 grammes par mètre carré.
  12. 12 - Armature textile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que, dans la ou les couches d’épaisseur (2, 2a), le liant polyester (4) est en quantité de 3 à 5% du poids des fibres de verre.
  13. 13 - Procédé de fabrication d'une armature textile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : a) au-dessus d'un tapis transporteur (11) en déplacement dans une direction longitudinale (I-I), disposer un premier voile (23) de fibres en polyester, polyamide ou polypropylène, b) couper des mèches de fibres de verre (16) et les faire tomber sur un premier rouleau à picots (19) recevant simultanément une poudre de résine polyester, pour faire tomber sur ledit premier voile (23) posé sur le tapis transporteur (11) en déplacement un premier mélange (20) de tronçons de fibres de verre (3) et de poudre de résine polyester, la résine polyester étant choisie de façon à présenter une température de fusion inférieure à celle des fibres constituant le premier voile (23), c) disposer une première couche de renforcement (6) en fibres de renfort sur le premier mélange de tronçons de fibres de verre (3) et de poudre de résine polyester, f) chauffer l'ensemble par passage dans un four (24) de façon à fondre la résine polyester et assurer sa répartition autour des tronçons de fibres de verre (3), sans toutefois fondre les fibres du premier voile (23).
  14. 14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape f) : d) couper des mèches de fibres de verre (29) et les faire tomber sur un second rouleau à picots (32) recevant simultanément une poudre de résine polyester, pour faire tomber sur la première couche de renforcement (6) en fibres de renfort portée par le tapis transporteur (11) en déplacement un second mélange de tronçons de fibres de verre (3) et de poudre de résine polyester, la résine polyester étant choisie de façon à présenter une température de fusion inférieure à celle des fibres constituant le premier voile (23), e) disposer une seconde couche de renforcement (6a) en fibres de renfort sur le second mélange de tronçons de fibres de verre (3) et de poudre de résine polyester.
  15. 15 - Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que le premier voile (23) est obtenu par cardage et présente une masse surfacique de 20 à 40 grammes par mètre carré.
  16. 16 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la résine polyester a la propriété de fondre lorsqu'elle est soumise à une température de 100°C pendant deux minutes.
  17. 17 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que la résine polyester est sous forme de poudre sèche ou d’une émulsion de poudre dans l’eau.
  18. 18 - Dispositif pour la fabrication d’une armature textile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comprend : - un transporteur à bande (11), assurant un déplacement entre un rouleau d’entrée (12) et un rouleau de sortie (13), - au voisinage du rouleau d’entrée (12), au-dessus du transporteur à bande (11), un premier distributeur de mèches de fibres de verre (15) pouvant délivrer des mèches de fibres de verre (16) à un premier coupeur (17), - en sortie du premier coupeur (17), un premier rouleau à picots (19) pour éclater les tronçons de mèches de fibres de verre (18) et produire des tronçons de fibres de verre qui se déposent sur le convoyeur à bande (11), - un premier distributeur de poudre (21) pour distribuer une poudre de résine polyester sur le premier rouleau à picots (19), de sorte que ia poudre de résine poiyester se mélange aux tronçons de fibres de verre en cours de dépôt sur le convoyeur à bande (11), - en amont du premier rouleau à picots (19), un premier distributeur de voile (22) pour délivrer un premier voile (23) et pour le déposer sur le convoyeur à bande (11), - en aval du premier rouleau à picots (19), un premier distributeur de couche de renforcement (26), pour déposer sur le premier mélange de tronçons de fibres et de poudre présent sur le convoyeur à bande (11) une première couche de renforcement (6), et un four (24) apte à échauffer les éléments déposés sur le convoyeur à bande (11), - en aval du four (24), un ou plusieurs rouleaux presseurs (25) aptes à presser les matériaux en déplacement sur le convoyeur à bande (11).
  19. 19 - Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que le distributeur de couche de renforcement (26) est disposé en aval du four (24).
  20. 20 - Utilisation d’une armature textiie (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 pour former un produit pultrudé, caractérisée en ce qu’on imprègne l’armature textile (1) prise isolément avec une résine de matière plastique thermodurcissable, et on tréfile ladite armature textile (1) imprégnée dans une filière de pultrusion chauffée à une température permettant de réticuler la résine de matière plastique thermodurcissable.
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