WO2003093545A1 - Meche a base de fibres de verre - Google Patents

Meche a base de fibres de verre Download PDF

Info

Publication number
WO2003093545A1
WO2003093545A1 PCT/FR2003/001281 FR0301281W WO03093545A1 WO 2003093545 A1 WO2003093545 A1 WO 2003093545A1 FR 0301281 W FR0301281 W FR 0301281W WO 03093545 A1 WO03093545 A1 WO 03093545A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filaments
wick
diameter
tex
titer
Prior art date
Application number
PCT/FR2003/001281
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Renaudin
Marc Guinet
Jean-Louis Thiriet
Jean-Charles Vanderlynden
Pierre Juttet
Original Assignee
Saint-Gobain Vetrotex France S.A.
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 Saint-Gobain Vetrotex France S.A. filed Critical Saint-Gobain Vetrotex France S.A.
Priority to JP2004501678A priority Critical patent/JP2005529047A/ja
Priority to BRPI0309530-4A priority patent/BR0309530B1/pt
Priority to EP03740655A priority patent/EP1499763B1/fr
Priority to DE60314245T priority patent/DE60314245D1/de
Priority to MXPA04010852A priority patent/MXPA04010852A/es
Priority to US10/512,419 priority patent/US7416782B2/en
Priority to KR10-2004-7017385A priority patent/KR20040108761A/ko
Priority to AU2003265510A priority patent/AU2003265510A1/en
Publication of WO2003093545A1 publication Critical patent/WO2003093545A1/fr

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/16—Yarns or threads made from mineral substances
    • D02G3/18—Yarns or threads made from mineral substances from glass or the like
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D7/00—Collecting the newly-spun products
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core

Definitions

  • the invention relates to a wick consisting of a plurality of filaments based on glass fibers.
  • the wick can be in the form of a coil called a roving or roving.
  • Rovings have various destinations. Regarding composite materials, rovings are the reinforcement of plastics. The processes for implementing fiberglass rovings are very varied. Among these processes, we can cite:
  • Fabrics and other heavy reinforcements based on rovings are mainly used for the manufacture of parts in composite material which can be very mechanically stressed. They find application in parts used statically, such as insulated box panels for refrigerated trucks, or in parts used dynamically such as wind turbine blades which undergo strong vibratory oscillations.
  • thermoplastic extrusion which consists in manufacturing granules of thermoplastic material containing so-called long fibers, the continuous fibers being introduced into an extruder and coated with the plastic material at the extruder outlet to be cut into granules. This process makes it possible to obtain reinforced parts for automobile construction.
  • the filament winding consisting in winding under constant tension a reinforcement of continuous fibers impregnated with resin on a rotating mandrel of suitable shape to obtain after polymerization a hollow body of revolution such as a pipe.
  • the invention relates more particularly to wicks for the purpose of manufacturing reinforcements from rovings of which the wick titer currently reaches 1200 tex or more with a filament diameter of 12 ⁇ m or more.
  • the title of the wick varies in proportion to the square of the diameter of the filaments and in proportion to the number of filaments constituting it.
  • the titer of a wick constitutes a factor of its mechanical resistance, while the diameter of the filaments influences the aptitude for the curvature of the wire or the wick and consequently on the flexibility of the fabric which can be obtained.
  • Rovings are obtained either directly from filaments from a die and gathered under it in a single wound wick (they are called direct rovings), or indirectly from threads which come from primary coils called cakes and which are assembled to constitute a final wick of desired title (they are called assembled rovings).
  • the maximum number of filaments constituting a wick of direct roving is limited by the number of holes in the die from which flow the glass threads forming, after mechanical drawing, said filaments.
  • the number of filaments is strictly equal to the number of holes in the die. This number of holes does not currently exceed around 4000, or even 4500, which makes it possible to obtain direct rovings, for example of 1200 tex / 12 ⁇ m, 2400 tex / 17 ⁇ m, or 4800 tex / 24 ⁇ m, or even 9600 tex / 33 ⁇ m. It is conventional to express the diameter of the filaments and the number of filaments as whole numbers.
  • the number of die holes as well as the number of filaments of the wick according to a round number of hundreds (for example a wick of 4024 filaments will be called 4000 filaments).
  • the round number may differ from a few tens of the exact number.
  • the diameter of the filaments this is a nominal value, expressed conventionally by an integer number of micrometers. It generally differs by less than 0.5 ⁇ m from the average value of the diameter of all the filaments making up the wick.
  • the title of a roving wick can be increased by increasing the diameter of the filaments and / or their number.
  • the increase in diameter is the most obvious to achieve but is not always desirable for reasons of poorer curvature of the wick which generates more difficult weaving and leads to lower quality products.
  • the weaving is frequently interrupted by filaments which break, the fabric is often defective taking into account the requirements of flatness and regularity of the dynamic applications in particular.
  • the glass surface offered in contact with the impregnation resin is less, the glass-resin adhesion is therefore less good and the mechanical performance of the composite is lower. For these reasons, certain professions have established standards which limit the admissible filament diameter to 17 ⁇ .
  • the wicks today have titers of up to 4800 tex; for reasons of productivity and size of parts, we also want to increase the titer, but the increase in the diameter of the filaments causes discomfort in the use of such wicks, the filaments breaking and forming sorts of thorns which d on the one hand itch and injure the operators and on the other hand dirty the resin which permeates the reinforcement. For this reason, the transformers require in this case that the diameter of the filaments does not exceed 24 ⁇ m, some even requiring that this diameter does not exceed 19 ⁇ m.
  • the increase in the number of filaments is achieved either by the association of several wicks from a plurality of cakes, which does not simplify the manufacture and rather contributes to an increase in costs, or by the association of several wicks of filaments coming from several dies and grouped on the same winder, which is not without generating a concern for yield due to the statistical increase in the number of breaks in the overall wick by the dependence of a plurality of dies.
  • the inventors have demonstrated that the association of a plurality of wicks has drawbacks which could be prohibitive as regards the quality of the reel sold and of the product manufactured from the reel. So, for the combination of several wicks of cakes, the coil obtained has loops on its edge which is not suitable in terms of quality of presentation for sale, and these loops may cause tangling of the wick during reeling during weaving for example.
  • the association of filaments from a plurality of dies even if the reel obtained does not have any apparent defects, when unwinding the strands of filaments tend to separate, one then will be pulled more than the other ( or others) during weaving, for example. This tension inequality will adversely affect the flatness of the fabric which will be curled, the fabric will not be able, among other things, to be properly impregnated with resin and this will result in weakened mechanical properties for the composite material.
  • the invention therefore aims to provide a wick based on glass fibers which has a higher or identical titer than those existing on the market without being accompanied by an increase in the diameter of the filaments, while retaining at least a quality equivalent (in particular during its implementation), and retaining simplicity in its manufacture.
  • the wick is characterized by the ratio - which is greater than 9, where ⁇ ⁇ is the title of the wick in tex and ⁇ is the diameter of the filaments constituting the wick in ⁇ m.
  • the wick comes from a single die.
  • the wick is in the form of a roving wound directly under the die.
  • the wick comprises at least 6000 filaments, its titer being greater than 1200 tex, and the diameter of each filament being greater than
  • the wick has about 8000 filaments each about 17 ⁇ m in diameter and has a titer of 4800 tex.
  • This type of wick is particularly suitable for the manufacture of unidirectional or multiaxial reinforcements, used in particular for wind turbine blades. Indeed, the diameter of the filaments remains identical to that existing on the market of 17 ⁇ m for the blades of wind turbines; weaving is thus not made more difficult. And the titer is advantageously higher than that existing, of 2400 tex for a diameter of 17 ⁇ m, leading to a heavier reinforcement.
  • the wick comprises approximately 8000 filaments each of approximately 24 ⁇ m in diameter and has a titer of 9600 tex.
  • the wick is appreciated for the production of profiled parts of great length and of reduced section by the pultrusion process.
  • the wick comprises approximately 8000 filaments each of approximately 12 ⁇ m in diameter and has a titer of 2400 tex for the production of rods by the fine pultrusion process.
  • wick of the invention can be used in the manufacture of composite materials via weaving processes, or pultrusion or extrusion or filament winding, and a particular application is for example that of wind turbine blades.
  • the wick may consist entirely of glass filaments or may be composite and consist, for example, of bundled filaments of glass and of thermoplastic material.
  • Such wicks are therefore obtained by increasing the number of filaments drawn from the die, which requires having dies with a higher number of holes than in the prior art.
  • the device for manufacturing the wick of the invention comprises a die, the bottom of which consists of a plate provided with more than 4,500 orifices, in particular 8,000, and with a surface area greater than that of a plate currently existing. provided with more than 4500 orifices.
  • - Figure 1 schematically illustrates the device for manufacturing a wick according to the invention
  • - Figure 2 illustrates representative curves, according to the title of a wick, of the number of filaments of the wick as a function of the diameter of the filaments.
  • the glass fiber wick 1 of the invention consists of more than 4000 filaments coming from a single die 13 as shown in FIG. 1.
  • the wick 1 is wound to form a direct roving R.
  • the composition of the glass is for example that of glass E.
  • the die 13 is provided at the bottom with a plate 14 which is provided with a multitude of orifices 15, such as nipples, from which flows the molten glass to be drawn into a multiplicity of filaments 16.
  • the number of orifices is greater than 4500, preferably is greater than 6000 and can for example reach 8000, and even exceed this number by 8000.
  • the filaments are gathered in a single sheet 17 which comes into contact with a coating device 20 intended to coat each filament with a size of the aqueous or anhydrous type.
  • the device 20 may consist of a tank permanently supplied with a sizing bath and a rotating roller, the lower part of which is constantly immersed in the bath. This roller is permanently covered with a sizing film which is removed in passing by the filaments 16 sliding on its surface.
  • the ply 17 then converges towards an assembly device 21 where the different filaments are combined to give rise to the wick 1.
  • the assembly device 21 can be constituted by a simple grooved pulley or by a plate provided with a notch .
  • the drawing speed is conventionally between 10 and 60 meters per second.
  • the bottom plate 14 is therefore designed with more than 4500 orifices, here 8000, to form 8000 filaments.
  • the increase in the number of filaments thus supplied compared to the number existing in the state of the art which does not exceed no 4500 is of real interest.
  • a fabric to be impregnated with resin will show better resistance to fatigue in its dynamic use when the surface of contact of the resin with the glass filaments is greater.
  • this contact intimacy for an identical size of a wick of 4800 tex, is increased with a constitution of 8000 filaments of 17 ⁇ m in diameter instead of 4000 filaments of 24 ⁇ m in diameter.
  • the contact privacy multiplier is approximately 1.4 when going from 4000 to 8000 filaments.
  • Such a wick of 8000 filaments of 17 ⁇ m in diameter having a titer of 4800 tex will find its application in particular in the manufacture of unidirectional and multiaxial reinforcements for the reinforcement of wind turbine blades.
  • f is the number of filaments, ⁇ the title, and ⁇ the diameter in ⁇ m, 490 being a multiplying factor integrating the density of the glass.
  • wick of the invention comprising more than 4,500 filaments can also be used.
  • FIG. 2 illustrates a series of curves expressing, according to the title of the wick, the number of filaments as a function of the diameter of the filaments. Has been traced the right of
  • wicks with a titer of 600 or 900 tex for example, the diameter of the filaments of which do not exceed 8 or 10 ⁇ m respectively.
  • the invention which consists in providing a wick for which -) 9 allows ⁇ to obtain new products compared to existing ones which have:
  • the invention is described for a wick glass but it would also be possible to realize a fiber composite wick of Twintex ® the type constituted at the base by the glass filaments issued from the die and in which come to comêler thermoplastic material filaments .

Abstract

Mèche (1) à base de fibres de verre présentant un rapport τ/µ2 supérieur à 9, ou τ est le titre de la mèche en tex et µ est le diamètre des filaments constituants la mèche en µm.

Description

MECHE A BASE DE FIBRES DE VERRE
L'invention concerne une mèche constituée d'une pluralité de filaments à base de fibres de verre. La mèche peut se présenter sous forme d'une bobine appelée roving ou stratifil.
Les rovings ont diverses destinations. Concernant les matériaux composites, les rovings constituent le renfort des matières plastiques. Les procédés de mise en œuvre des rovings en fibre de verre sont très variés. Parmi ces procédés, on peut citer :
A - Le tissage et autres procédés utilisant des machines textiles, conduisant à des renforts plans tissés ou non.
Les tissus et autres renforts lourds à base de rovings (environ ou plus de 1000g/m2) sont surtout utilisés pour la fabrication de pièces en matériau composite pouvant être très sollicitées mécaniquement. Ils trouvent une application dans des pièces utilisées de manière statique, telles que des panneaux de caissons isothermes pour camions frigorifiques, ou bien dans des pièces utilisées de manière dynamique telles que des pales d'éoliennes qui subissent de fortes oscillations vibratoires.
B - La pultrusion consistant à imprégner de résine un renfort de fils continus puis à le former par traction au travers d'un moule (filière) chauffé qui polymérise la structure profilée ainsi réalisée. Ce procédé permet de fabriquer des produits de renfort oblongs, tels que des joncs ou des éléments pour réaliser des caillebotis.
C - L'extrusion thermoplastique qui consiste à fabriquer des granulés de matière thermoplastique renfermant des fibres dites longues, les fibres continues étant introduites dans une extrudeuse et enrobées par la matière plastique en sortie d'extrudeuse pour être découpées en granulés. Ce procédé permet d'obtenir des pièces renforcées pour la construction automobile.
D - L'enroulement filamentaire consistant à enrouler sous tension constante un renfort de fibres continues imprégné de résine sur un mandrin tournant de forme appropriée pour obtenir après polymérisation un corps de révolution creux tel qu'un tuyau.
L'invention concerne plus particulièrement les mèches en vue d'une fabrication de renforts à partir de rovings dont actuellement le titre de la mèche atteint 1200 tex ou plus avec un diamètre filamentaire de 12 μm ou plus. Nous rappelons que le titre d'un fil ou d'une mèche correspond à sa masse linéique (1 tex = 1 g/km). Le titre de la mèche varie proportionnellement au carré du diamètre des filaments et proportionnellement au nombre de filaments la constituant.
Le titre d'une mèche constitue un facteur de sa résistance mécanique, tandis que le diamètre des filaments influe sur l'aptitude à la courbure du fil ou de la mèche et par conséquent sur la souplesse du tissu qui peut être obtenu. Plus le titre est élevé, plus le fil est résistant, et plus le diamètre des filaments est élevé, plus son aptitude à la courbure sera difficile.
Les rovings sont obtenus soit directement à partir de filaments issus d'une filière et rassemblés sous elle en une seule mèche bobinée (on les appelle rovings directs), soit indirectement à partir de fils qui sont issus de bobines primaires dénommées gâteaux et qui sont assemblés pour constituer une mèche finale de titre voulu (on les appelle rovings assemblés).
Le nombre maximum de filaments constituant une mèche de roving direct est limité par le nombre de trous de la filière d'où s'écoulent les filets de verre formant après étirage mécanique lesdits filaments. Le nombre de filaments est strictement égal au nombre de trous de la filière. Ce nombre de trous ne dépasse pas aujourd'hui environ 4000, voire 4500, ce qui permet d'obtenir des rovings directs, par exemple de 1200 tex / 12μm, 2400 tex / 17 μm, ou 4800 tex / 24 μm, ou encore 9600 tex / 33 μm. II est conventionnel d'exprimer le diamètre des filaments et le nombre de filaments selon des nombres entiers. En effet, par simplification de langage, on énonce les nombre de trous de filière ainsi que les nombres de filaments de la mèche selon un chiffre rond de centaines (par exemple une mèche de 4024 filaments sera dite de 4000 filaments). Le chiffre rond peut différer de quelques dizaines du nombre exact. Quant au diamètre de filaments, c'est une valeur nominale, exprimée conventionnellement par un nombre entier de micromètres. Elle diffère en général de moins de 0,5 μm de la valeur moyenne du diamètre de tous les filaments constituant la mèche.
Aussi dans la suite du texte, il convient de considérer les nombres entiers comme des valeurs arrondies.
Pour certaines applications, on pense par exemple aux pales d'éoliennes qui subissent dans le temps un phénomène de fatigue dû aux sollicitations quasi-continues engendrées par le vent, il serait souhaitable que le titre de la mèche actuellement de 2400 tex soit encore plus élevé de façon à d'une part simplifier le procédé de fabrication des pales, d'autre part permettre de fabriquer des pales de très grandes dimensions (40 mètres et plus) qui aujourd'hui nécessitent cependant un grand nombre de couches de renfort.
On peut augmenter le titre d'une mèche de roving en augmentant le diamètre des filaments et/ou leur nombre.
L'augmentation du diamètre est la plus évidente à réaliser mais n'est pas toujours souhaitable pour des raisons de plus mauvaise aptitude à la courbure de la mèche qui engendre un tissage plus difficile et conduit à des produits de moindre qualité. Le tissage est fréquemment interrompu par des filaments qui se brisent, le tissu est souvent défectueux compte tenu des exigences de planéité et régularité des applications dynamiques notamment. En outre, la surface de verre offerte au contact de la résine d'imprégnation est moindre, l'adhésion verre - résine est donc moins bonne et les performances mécaniques du composite sont moins élevées. Pour ces raisons, certaines professions ont établi des normes qui limitent le diamètre de filaments admissible à 17 μ .
Dans le cas de la pultrusion, les mèches ont aujourd'hui des titres allant jusqu'à 4800 tex ; pour des raisons de productivité et de dimensions de pièces, on souhaite aussi augmenter le titre, mais l'augmentation du diamètre des filaments provoque une gêne dans l'emploi de telles mèches, les filaments se brisant et formant des sortes d'épines qui d'une part piquent et blessent les opérateurs et d'autre part salissent la résine qui imprègne le renfort. Pour cette raison, les transformateurs exigent dans ce cas que le diamètre de filaments ne dépasse par 24 μm, certains exigeant même que ce diamètre ne dépasse pas 19 μm.
On préfère donc augmenter le titre en augmentant le nombre des filaments. L'augmentation du nombre de filaments est réalisée soit par l'association de plusieurs mèches issues d'une pluralité de gâteaux, ce qui ne simplifie pas la fabrication et participe plutôt à une augmentation des coûts, soit par l'association de plusieurs mèches de filaments provenant de plusieurs filières et regroupées sur un même bobinoir, ce qui n'est pas sans engendrer un souci de rendement en raison de l'élévation statistique du nombre de casses de la mèche globale par la dépendance d'une pluralité de filières.
En outre, les inventeurs ont mis en évidence que l'association d'une pluralité de mèches présentait des inconvénients qui pouvaient être rédhibitoires quant à la qualité de la bobine vendue et du produit manufacturé à partir de la bobine. Ainsi, pour l'association de plusieurs mèches de gâteaux, la bobine obtenue présente des boucles sur sa tranche ce qui n'est pas convenable en terme de qualité de présentation pour la vente, et ces boucles risquent de provoquer un emmêlement de la mèche au dévidage lors du tissage par exemple. Avec l'association de filaments issus d'une pluralité de filières, même si la bobine obtenue ne présente pas de défauts apparents, au dévidage les mèches de filaments ont tendance à se séparer, l'une alors sera tirée plus que l'autre (ou les autres) lors du tissage par exemple. Cette inégalité de tension nuira à la planéité du tissu qui sera gondolé, le tissu ne pourra entre autre pas être imprégné convenablement de résine et il en résultera des propriétés mécaniques affaiblies pour le matériau composite.
L'invention a donc pour but de fournir une mèche à base de fibres de verre qui présente un titre plus élevé ou identique que ceux existants sur le marché sans être accompagné d'une augmentation du diamètre des filaments, tout en gardant une qualité au moins équivalente (en particulier lors de sa mise en œuvre), et en conservant une simplicité dans sa fabrication.
Selon l'invention, la mèche est caractérisée par le rapport — qui est supérieur à 9, où μ τ est le titre de la mèche en tex et μ est le diamètre des filaments constituant la mèche en μm.
Selon une caractéristique, la mèche est issue d'une unique filière. Avantageusement, la mèche se présente sous la forme d'un roving bobiné directement sous la filière.
Selon une autre caractéristique, la mèche comporte au moins 6000 filaments, son titre étant supérieur à 1200 tex, et le diamètre de chaque filament étant supérieur à
11 μm. Par exemple, la mèche comporte environ 8000 filaments de chacun environ 17 μm de diamètre et présente un titre de 4800 tex. Ce type de mèche convient particulièrement pour la fabrication de renforts unidirectionnels ou multiaxiaux , utilisés notamment pour les pales d'éoliennes. En effet, le diamètre des filaments reste identique à celui existant sur le marché de 17 μm pour les pales d'éoliennes; le tissage n'est ainsi pas rendu plus difficile. Et le titre est avantageusement plus élevé que celui existant, de 2400 tex pour un diamètre de 17 μm, conduisant à un renfort plus lourd. Selon un autre exemple, la mèche comporte environ 8000 filaments de chacun environ 24 μm de diamètre et présente un titre de 9600 tex. Une telle mèche est appréciée pour la fabrication de pièces profilées de grande longueur et de section réduite par le procédé de pultrusion. Comme autre exemple, la mèche comporte environ 8000 filaments de chacun environ 12 μm de diamètre et présente un titre de 2400 tex pour la fabrication de joncs par le procédé de pultrusion fine.
Ainsi la mèche de l'invention peut être utilisée dans la fabrication de matériaux composites via des procédés de tissage, ou pultrusion ou extrusion ou enroulement filamentaire, et une application particulière est par exemple celle des pales d'éoliennes.
Enfin, la mèche peut être constituée entièrement de filaments de verre ou peut être composite et constituée par exemple de filaments comêlés de verre et de matière thermoplastique.
De telles mèches sont donc obtenues en augmentant le nombre de filaments étirés depuis la filière, ce qui oblige à disposer de filières de nombre de trous plus élevé que dans l'art antérieur.
Jusqu'à présent, des bobines avec un si grand nombre de filaments pouvant par exemple atteindre le nombre de 8000 comme ici dans l'invention et issus d'une seule filière n'existaient pas sur le marché car les installations de fibrage du verre actuelles sont conçues pour accueillir des fonds de filières de dimensions établies et pourvus d'environ au plus 4500 orifices. Pour augmenter encore le nombre d'orifices, il serait nécessaire pour une même surface de fond de filière de positionner les orifices de manière encore plus serrée les uns par rapport aux autres, ce qui rapprocherait entre eux les filaments s'en écoulant. Le risque serait alors certain de voir se réunir et se coller entre eux les filaments, empêchant donc le procédé de fibrage.
Or, on ne s'était jusqu'à présent pas penché sur l'éventualité de fabriquer de nouvelles filières dont le fond serait pourvu d'un plus grand nombre d'orifices, jusqu'à doubler ceux existants, en augmentant la surface du fond de filière percé desdits orifices tout en pouvant s'intégrer dans une installation de fibrage existante. Aussi, selon l'invention le dispositif de fabrication de la mèche de l'invention comporte une filière dont le fond consiste en une plaque pourvue de plus de 4500 orifices, en particulier 8000, et de surface supérieure à celle d'une plaque existante actuellement pourvue au plus de 4500 orifices. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement le dispositif de fabrication d'une mèche selon l'invention; - la figure 2 illustre des courbes représentatives, selon le titre d'une mèche, du nombre de filaments de la mèche en fonction du diamètre des filaments. La mèche en fibres de verre 1 de l'invention est constituée de plus de 4000 filaments issus d'une unique filière 13 telle que visible à la figure 1. La mèche 1 est bobinée pour constituer un roving direct R. La composition du verre est par exemple celle du verre E.
La filière 13 est munie en fond d'une plaque 14 qui est pourvue d'une multitude d'orifices 15, tels que des tétons, depuis lesquels s'écoule le verre fondu pour être étiré en une multiplicité de filaments 16. Le nombre d'orifices est supérieur à 4500, de préférence est supérieur à 6000 et peut par exemple atteindre 8000, et même dépasser ce nombre de 8000.
Les filaments sont rassemblés en une seule nappe 17 qui vient en contact avec un dispositif d'enduction 20 destiné à revêtir chaque filament d'un ensimage de type aqueux ou anhydre. Le dispositif 20 peut être constitué d'un bac alimenté en permanence par un bain d'ensimage et d'un rouleau en rotation dont la partie inférieure est constamment immergée dans le bain. Ce rouleau se recouvre en permanence d'une pellicule d'ensimage qui est prélevée au passage par les filaments 16 glissant à sa surface.
La nappe 17 converge ensuite vers un dispositif d'assemblage 21 où les différents filaments sont réunis pour donner naissance à la mèche 1. Le dispositif d'assemblage 21 peut être constitué par une simple poulie à gorge ou par une plaque munie d'une encoche.
La mèche 1 en quittant le dispositif d'assemblage 21 pénètre dans un guide-fil
22, pour être bobinée autour d'un support 23 à axe horizontal par rapport à l'arrivée verticale du fil vers le guide-fil. La mèche est ainsi bobinée en étant issue directement de la filière pour constituer le roving direct R. La vitesse d'étirage est de manière classique comprise entre 10 et 60 mètres par seconde.
La plaque 14 du fond de filière est par conséquent conçue avec plus de 4500 orifices, ici 8000, pour former 8000 filaments. L'augmentation du nombre de filaments ainsi fournis par rapport au nombre existant dans l'état de la technique qui ne dépasse pas 4500 présente un réel intérêt. Pour certaines applications, en vue d'un titre donné constant, il est préférable d'augmenter le nombre de filaments en diminuant leur diamètre plutôt que de garder constant le nombre de filaments avec un diamètre plus gros. Ainsi, un tissu devant être imprégné de résine montrera une meilleure tenue en fatigue dans son utilisation dynamique lorsque la surface de contact de la résine avec les filaments de verre est plus importante. Or cette intimité de contact, pour un ensimage identique d'une mèche de 4800 tex, est accrue avec une constitution de 8000 filaments de 17 μm de diamètre au lieu de 4000 filaments de 24 μm de diamètre. Le facteur multiplicateur d'intimité de contact est d'environ 1 ,4 quand on passe de 4000 à 8000 filaments.
Une telle mèche de 8000 filaments de 17 μm de diamètre présentant un titre de 4800 tex trouvera notamment son application dans la fabrication de renforts unidirectionnels et multiaxiaux pour le renforcement de pales d'éoliennes.
On rappelle que le nombre de filaments, le titre de la mèche et le diamètre des filaments sont reliés par la formule suivante : τ
490 μ ~1
où f est le nombre de filaments, τ le titre, et μ le diamètre en μm, 490 étant un facteur multiplicateur intégrant la densité du verre.
Ainsi la mèche de l'invention comprenant plus de 4500 filaments peut également
être caractérisée par le rapport — qui est supérieur en valeur entière à 9. S'il n'est pas μ aisé de comptabiliser le nombre de filaments d'une mèche une fois le produit sur le
marché, en revanche il est plus facile de calculer le rapport — - après avoir mesuré τ et μ μ par les méthodes normalisées IS01889 et respectivement IS01888.
La figure 2 illustre une série de courbes exprimant, selon le titre de la mèche, le nombre de filaments en fonction du diamètre des filaments. A été tracée la droite de
référence -^- =9 qui constitue la limite inférieure à laquelle répond une mèche de μ l'invention. Les filières à plus de 4500 trous (exactement 4410) permettent d'obtenir un
rapport de — -)9 , tandis que les filières existantes à 4000 trous ou moins ne remplissent μ pas cette caractéristique. Ainsi, on parvient en augmentant le nombre de filaments à augmenter le titre de la mèche sans pour autant modifier le diamètre des filaments. Pour 17μm, le titre n'est que de 2400 tex avec une filière de 4000 trous alors qu'il est de 4800 tex (le double) pour une filière 8000 trous. Par ailleurs, l'augmentation du nombre de filaments permet sans augmenter le titre, de diminuer le diamètre des filaments. Pour 4800 tex, la mèche présente des filaments de diamètre 24μm avec 4000 filaments, alors que le diamètre n'est que de 17μm pour 8000 filaments.
Il est également possible de réaliser des mèches avec un titre de 600 ou 900 tex par exemple dont le diamètre des filaments ne dépassent pas 8 ou respectivement 10 μm.
Aussi, l'invention qui consiste à fournir une mèche pour laquelle — )9 permet μ d'obtenir de nouveaux produits par rapport à ceux existants qui présentent:
- à titre identique, une diminution du diamètre des filaments, ce qui permet aux filaments de garder leur souplesse et d'éviter ainsi qu'ils ne se brisent, et par conséquent cela évite l'accumulation de ces filaments brisés sous forme de bourre qui perturbe le fonctionnement des machines et nuit à la régularité d'imprégnation; ou bien
- à diamètre constant, d'augmenter le titre, ce qui permet d'obtenir des renforts plus lourds pour fabriquer ainsi des pièces de plus grandes dimensions nécessitant une plus grande quantité de renfort, ceci sans augmenter le nombre de bobines utilisées, donc sans compliquer la transformation et sans nécessiter de nouvelles installations. Cela améliore la productivité tant pour le fabriquant de fibres que pour le transformateur. Dans les deux cas, il s'agit donc d'améliorer le rapport qualité / prix. Le tableau ci-après résume pour divers types d'applications, les caractéristiques des mèches existantes en vue de leur transformation et celles pouvant être obtenues selon l'invention.
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000011_0001
L'invention est décrite pour une mèche en fibres de verre mais il serait également possible de réaliser une mèche composite du type TWINTEX® constituée à la base par les filaments de verre délivrés par la filière et dans lesquels viennent se comêler des filaments de matière thermoplastique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Mèche (1) à base de fibres de verre présentant un rapport — - supérieur à μ
9, où τ est le titre de la mèche en tex et μ est le diamètre des filaments constituants la mèche en μm.
2. Mèche selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle est issue d'une unique filière (13).
3. Mèche selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'un roving (R) bobiné directement sous la filière.
4. Mèche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins 6000 filaments, que son titre est supérieur à 1200 tex, et le diamètre de chaque filament est supérieur à 11 μm.
5. Mèche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte environ 8000 filaments de chacun environ 12 μm de diamètre et présente un titre de 2400 tex.
6. Mèche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte environ 8000 filaments de chacun environ 17 μm de diamètre et présente un titre de 4800 tex.
7. Mèche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte environ 8000 filaments de chacun environ 24 μm de diamètre et présente un titre de 9600 tex.
8. Mèche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est constituée entièrement de filaments de verre.
9. Mèche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est composite et constituée par des filaments comêlés de verre et de matière thermoplastique.
10. Utilisation de la mèche selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la fabrication de matériaux composites.
1 1. Utilisation de la mèche selon l'une quelconque des revendications précédentes dans des procédés de tissage, ou pultrusion ou extrusion ou enroulement filamentaire.
12. Utilisation de la mèche selon l'une quelconque des revendications précédentes pour la fabrication de pales d'éoliennes.
PCT/FR2003/001281 2002-05-02 2003-04-23 Meche a base de fibres de verre WO2003093545A1 (fr)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004501678A JP2005529047A (ja) 2002-05-02 2003-04-23 ガラス繊維ロービング
BRPI0309530-4A BR0309530B1 (pt) 2002-05-02 2003-04-23 mecha à base de fibras de vidro.
EP03740655A EP1499763B1 (fr) 2002-05-02 2003-04-23 Meche a base de fibres de verre
DE60314245T DE60314245D1 (de) 2002-05-02 2003-04-23 Glasfaserstrang
MXPA04010852A MXPA04010852A (es) 2002-05-02 2003-04-23 Mecha a base de fibra de vidrio.
US10/512,419 US7416782B2 (en) 2002-05-02 2003-04-23 Glass fiber roving
KR10-2004-7017385A KR20040108761A (ko) 2002-05-02 2003-04-23 유리 섬유 조방사
AU2003265510A AU2003265510A1 (en) 2002-05-02 2003-04-23 Glass fiber roving

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR02/05497 2002-05-02
FR0205497A FR2839320B1 (fr) 2002-05-02 2002-05-02 Bobine de fil en fibres de verre

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003093545A1 true WO2003093545A1 (fr) 2003-11-13

Family

ID=29226138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2003/001281 WO2003093545A1 (fr) 2002-05-02 2003-04-23 Meche a base de fibres de verre

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7416782B2 (fr)
EP (1) EP1499763B1 (fr)
JP (1) JP2005529047A (fr)
KR (1) KR20040108761A (fr)
CN (1) CN100480448C (fr)
AT (1) ATE364100T1 (fr)
AU (1) AU2003265510A1 (fr)
BR (1) BR0309530B1 (fr)
DE (1) DE60314245D1 (fr)
FR (1) FR2839320B1 (fr)
MX (1) MXPA04010852A (fr)
RU (1) RU2314370C2 (fr)
WO (1) WO2003093545A1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2899571A1 (fr) * 2006-04-10 2007-10-12 Saint Gobain Vetrotex Procede de fabrication d'un enroulement a fils separes
US8137094B2 (en) 2000-10-11 2012-03-20 Ocv Intellectual Capital, Llc Method and device for producing a composite yarn
US8470218B2 (en) 2006-03-30 2013-06-25 Ocv Intellectual Capital, Llc Process and device for manufacturing a composite strand

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014061384A1 (fr) 2012-10-17 2014-04-24 国立大学法人岐阜大学 Composite de fibre de renforcement/fibre de résine pour la fabrication d'une matière composite de résine thermoplastique renforcée par des fibres continues et leur procédé de fabrication
US20160037940A1 (en) * 2014-01-08 2016-02-11 Jacques C. Bertrand Durable insect netting

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802331A (en) * 1987-04-30 1989-02-07 Owen-Corning Fiberglas Corporation Glass fiber bulk strand roving
US5731084A (en) * 1996-07-16 1998-03-24 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Zero twist yarn having periodic flat spots
US20010009719A1 (en) * 1999-04-09 2001-07-26 Michaela Klaus Process and apparatus for the manufacture of composite fibrous strand comprising glass fibers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2691171B1 (fr) * 1992-05-15 1994-12-23 Vetrotex France Sa Procédé de fabrication d'un fil continu par étirage mécanique et produits en résultant.
FR2713647B1 (fr) * 1993-12-09 1996-03-08 Vetrotex France Sa Procédé de fabrication d'un matériau composite et matériau en résultant.
FR2714398B1 (fr) * 1993-12-24 1996-03-08 Vetrotex France Sa Réseau de fils de verre et matériau composite renforcé par ledit réseau.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802331A (en) * 1987-04-30 1989-02-07 Owen-Corning Fiberglas Corporation Glass fiber bulk strand roving
US5731084A (en) * 1996-07-16 1998-03-24 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Zero twist yarn having periodic flat spots
US20010009719A1 (en) * 1999-04-09 2001-07-26 Michaela Klaus Process and apparatus for the manufacture of composite fibrous strand comprising glass fibers

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8137094B2 (en) 2000-10-11 2012-03-20 Ocv Intellectual Capital, Llc Method and device for producing a composite yarn
US8470218B2 (en) 2006-03-30 2013-06-25 Ocv Intellectual Capital, Llc Process and device for manufacturing a composite strand
FR2899571A1 (fr) * 2006-04-10 2007-10-12 Saint Gobain Vetrotex Procede de fabrication d'un enroulement a fils separes
WO2007116181A1 (fr) * 2006-04-10 2007-10-18 Ocv Intellectual Capital, Llc Procédé de fabrication d'un enroulement a fils séparés
CN103030028A (zh) * 2006-04-10 2013-04-10 Ocv智识资本有限责任公司 具有分离的丝线的绕组

Also Published As

Publication number Publication date
RU2314370C2 (ru) 2008-01-10
EP1499763B1 (fr) 2007-06-06
DE60314245D1 (de) 2007-07-19
US7416782B2 (en) 2008-08-26
US20060083916A1 (en) 2006-04-20
FR2839320B1 (fr) 2004-09-17
KR20040108761A (ko) 2004-12-24
FR2839320A1 (fr) 2003-11-07
CN1650056A (zh) 2005-08-03
ATE364100T1 (de) 2007-06-15
RU2004135107A (ru) 2005-07-10
CN100480448C (zh) 2009-04-22
AU2003265510A1 (en) 2003-11-17
EP1499763A1 (fr) 2005-01-26
JP2005529047A (ja) 2005-09-29
BR0309530B1 (pt) 2012-12-11
MXPA04010852A (es) 2005-02-14
BR0309530A (pt) 2005-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LU81713A1 (fr) Nouveau type de cordage,cable et procede pour sa fabrication
CA2432532C (fr) Procede de fabrication d'un element de renfort a base de fibre de carbone pour pneumatiques
EP0599695A1 (fr) Procédé et dispositif de formation d'un fil composite
FR2698640A1 (fr) Tissu chaîne et trame à base de fils techniques multifilaments à prédominance sans torsion et procédé d'obtention.
US20210362406A1 (en) Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic Resin Composite Material and Method for Producing Same
EP1499763B1 (fr) Meche a base de fibres de verre
EP3768883A1 (fr) Pneumatique comprenant un câblé textile aramide perfectionné à au moins triple torsion
WO2005072940A1 (fr) Complexes de renforcement comportant des fils raidisseurs
EP1325180A1 (fr) Procede et dispositif de production d'un fil composite
JP5467828B2 (ja) 長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法
US20220220641A1 (en) Modeling material for 3d printers and shaped article
EP1466045B1 (fr) Structure fibreuse pour la realisation de materiaux composites
EP1774216B1 (fr) Procede de fabrication de tubes composites par pultrusion et tubes obtenus
FR3004984A1 (fr) Procede de fabrication d'un materiau composite realise avec des fils de fibres vegetales et materiau composite realise selon ce procede.
FR2620375A1 (fr) Procede de fabrication de materiaux composites lineaires a section variable et materiaux obtenus selon ce procede
FR2972674A1 (fr) Procede et dispositif de fabrication d'un materiau composite, materiau composite et profil le comportant
CN114311764B (zh) 一种复合纤维拉挤制品及拉挤方法
JP6867644B2 (ja) 糸の製造方法および釣り用糸
JP5431827B2 (ja) 略矩形状熱可塑性樹脂被覆ｆｒｐ線条物の製造方法、及び同ｆｒｐ線条物を用いたドロップ光ファイバケーブル
EP0950504A2 (fr) Matériau à base de résine thermoplastique comprenant des fibres de verre et procédé pour sa fabrication
WO2023213577A1 (fr) Tissus stabilisés
FR3075689A1 (fr) Procede de fabrication d'un semi-produit pour une piece de vehicule automobile
JP2003227045A (ja) 特殊糸の紡績方法
JPH10251040A (ja) ガラスロービング
JPH10296867A (ja) ガラスロービング

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003740655

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1601/KOLNP/2004

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020047017385

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004501678

Country of ref document: JP

Ref document number: 20038099144

Country of ref document: CN

Ref document number: PA/a/2004/010852

Country of ref document: MX

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2004135107

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020047017385

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003740655

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006083916

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10512419

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10512419

Country of ref document: US

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2003740655

Country of ref document: EP