WO2005095689A1 - Procede d’obtention d’un tissu technique et tissu de carbone susceptible d’etre obtenu par ce procede - Google Patents

Procede d’obtention d’un tissu technique et tissu de carbone susceptible d’etre obtenu par ce procede Download PDF

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WO2005095689A1
WO2005095689A1 PCT/FR2005/000781 FR2005000781W WO2005095689A1 WO 2005095689 A1 WO2005095689 A1 WO 2005095689A1 FR 2005000781 W FR2005000781 W FR 2005000781W WO 2005095689 A1 WO2005095689 A1 WO 2005095689A1
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fabric
primary
fluid
curtain
impact
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PCT/FR2005/000781
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Alain Lengrand
Stéphanie Lambour
Original Assignee
Porcher Tissages
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    • D06B1/08—Applying liquids, gases or vapours onto textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing or impregnating from outlets being in, or almost in, contact with the textile material
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Definitions

  • the present invention relates to the general technical field of technical fabrics, that is to say fabrics having structural properties giving them an aptitude for an industrial use, in particular as reinforcements or as supports in various applications, as well as their production processes.
  • the present invention relates more particularly to a process for obtaining a technical fabric having structural properties giving it an aptitude for industrial use, from a primary fabric having a lower face and an opposite upper face, said method comprising a step of increasing the rate of optical closure F of the primary tissue to obtain a closed tissue.
  • the present invention also relates to a technical carbon fabric capable of being obtained by the process according to the invention, said fabric having structural properties giving it an aptitude for industrial use, and using warp and weft threads carbon of size 1K, 3K or 6K.
  • the technical fabrics known to date are produced using weaving looms using the crossover of warp threads with weft threads.
  • the fabric “fomibé of trade” thus obtained can thereafter be subjected to treatments aiming at improving its structural characteristics, with a view for example to confer better mechanical properties on the composite material which will be manufactured from the fabric thus treated.
  • a known treatment consists in subjecting the fabric to the action of water jets, so as to spread the filaments composing the threads of the fabric, and thus "close” the fabric, that is to say reduce the surface of the voids present between the wires.
  • the invention therefore aims to remedy the various drawbacks listed above, and to propose a new process for obtaining a technical fabric which is simple and inexpensive to implement, while making it possible to obtain a technical fabric having improved technical characteristics.
  • Another object of the invention is to propose a new process for obtaining a technical fabric which is particularly quick to implement.
  • Another object of the invention is to propose a new process for obtaining a technical fabric having an excellent compromise between simplicity of implementation and quality of the fabric obtained.
  • Another object of the invention is to propose a new process for obtaining a technical fabric which makes it possible to obtain a fabric with particularly regular and homogeneous characteristics.
  • Another object of the invention is to propose a new process for obtaining a technical fabric which implements a reduced number of steps.
  • Another object of the invention is to propose a new process for obtaining a technical fabric which is effective whatever the size coating the primary fabric.
  • Another object of the invention is to propose a new technical carbon fabric which has improved general characteristics. Another object of the invention aims to propose a new technical fabric of particularly economical carbon.
  • the objects assigned to the invention are achieved using a process for obtaining a technical fabric having structural properties giving it an aptitude for industrial use, from a primary fabric having a lower face and an opposite upper face, said method comprising a step of increasing the rate of optical closure F of the primary tissue to obtain a closed tissue, characterized in that during said step of increasing the rate of optical closure F, we do scrolling said primary fabric opposite a device for emitting a curtain of pressure fluid P, so as to subject at least one of the faces of said primary fabric to the local and momentary impact of the curtain of fluid, the pressure P being appreciably included in a range extending between 0.05 and 5 bars, the primary fabric being maintained, at least at the level of the impact of the curtain of fluid, by the exercise of a transport tension and does not pressing s ur no solid support.
  • FIG. 1 illustrates, generally in a side view in section, an installation allowing the implementation of the method according to the invention.
  • - Figure 2 illustrates, schematically in top view, the structure of a primary tissue prior to the implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a graph representing, in a comparative manner, the evolution, as a function of the surface mass M, of the ratio R of a fabric according to the invention (curve A), compared to a conventional fabric (curve B).
  • FIG. 1 represents the implementation of a process for obtaining a technical fabric 1 from a primary fabric 1A having a lower face 5 and an opposite upper face 4.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain a technical fabric 1 having structural properties which give it an aptitude for industrial use, that is to say for technical use other than clothing or decoration for example.
  • the primary fabric 1A from which the process according to the invention allows the technical fabric 1 to be obtained, is itself a technical fabric having structural properties giving it an aptitude for industrial use.
  • the process according to the invention is therefore a process which makes it possible to improve existing technical fabrics, and in particular to give them a thinner and more regular thickness than that of fabrics of the prior art.
  • the primary fabric 1A is conventionally obtained by a weaving operation, that is to say an operation of interlacing warp threads 2 and weft threads 3 (cf. FIG. 2).
  • the primary fabric 1A may have any type of weave, and may for example consist of a canvas, twill, satin or even a basket weave.
  • the texture of the primary fabric it can be balanced or else accentuated in the number of warp threads per centimeter, or in the number of weft threads per centimeter.
  • the twist in the threads making up the primary tissue 1A is low, and even more preferably substantially zero, in order to facilitate and optimize the step of increasing the optical closure rate F of the primary tissue 1A described below.
  • the implementation of the inventive method is however not dependent on a particular level of torsion.
  • the method comprises a step of increasing the rate of optical closure F of the primary tissue 1A in order to obtain a closed technical fabric 1, that is to say a tissue whose rate of optical closure F 'is higher than the rate F of primary tissue 1 A.
  • the optical closure rate is a parameter well known to those skilled in the art.
  • This parameter can be obtained by an optical measurement in which: - a black and white photograph is taken of one of the faces of the fabric, for example the upper face 4; - this photograph is then processed using software (for example the “BIOCOM VISIOL @ B 2000” brand software) which, thanks to the definition of a black level and a white level suitable for lighting in photography, to delimit the surfaces occupied by holes 5 and the surfaces occupied by wires 2, 3.
  • software for example the “BIOCOM VISIOL @ B 2000” brand software
  • the total white surface S b and / or the total black surface S n is then calculated using the software.
  • the optical closure rate F is therefore between 0 and 1, the value 1 corresponding to a completely closed tissue, that is to say free of holes 5.
  • the optical closure rate F thus makes it possible, from a very simple optical measurement, which does not necessarily require software for its implementation, to have indirect information on the rate of coverage of the fabric, that is to say the "covering capacity" of the fabric, a capacity which is itself correlated with the porosity of the fabric.
  • the method according to the invention therefore comprises a step of increasing the rate of optical closure F of the primary tissue 1A, during which said primary tissue 1A is scrolled opposite a transmission device 6 of a fluid curtain 7 of preferably continuous pressure P, so as to subject at least one of the faces 4, 5 of said primary fabric 1A to the local and momentary impact of the fluid curtain 7.
  • the fluid used is a liquid, and for example consists of water (at room temperature or heated), or else of a specific treatment solution, of the finishing solution type (“finish” solution).
  • finishing solution of the finishing solution type
  • the movement of the primary fabric 1A opposite the emission device 6 is obtained by keeping the emission device 6 fixed while the fabric primary 1A is driven by a continuous longitudinal translational movement.
  • the emission device 6 advantageously comprises a single ramp mounted in line perpendicular to the direction of travel of the fabric and on which are mounted, preferably in transverse alignment relative to the primary fabric 1A, a series of projection nozzles, regularly spaced opposite all the width of fabric to be treated, so that the projection surfaces of each nozzle overlap to form a single fluid blade constituting the fluid curtain 7.
  • the emission device 6 comprises a single nozzle, the orifice of which has a form of slot, possibly of thickness adjustment (for example from 1 to 15 mm), said slot extending, preferably continuously, over the entire width of the primary fabric 1A.
  • the emission device 6 is positioned relative to the primary tissue 1A so that the fluid curtain 7 is directed on the primary tissue 1A with an angle of incidence substantially equal to 90 °, it being understood that other angles of incidence may be adopted without departing from the scope of the invention.
  • the impact of the fluid curtain on the primary fabric 1A takes place according to a substantially continuous impact line (in space and time) and rectilinear, which extends over the entire width of the primary fabric. 1A.
  • the pressure P of the fluid curtain 7 is substantially within a range extending between 0.05 and 5 bars, and is preferably included in a range extending between 0.4 and 4.5 bars.
  • this pressure range makes it possible to obtain, even in a single passage of the fabric 1A under the curtain of fluid 7, a technical fabric 1 having an optical closing rate F ' (and therefore an associated coverage rate) higher than that of the 1A fabric of the prior art, while having remarkable and improved characteristics for all of the other criteria taken into account for the industrial use of the fabric (flatness, stability and dimensional regularity, thickness, etc.).
  • the aforementioned technical effect is also obtained regardless of the nature of the size of the primary fabric 1A.
  • the method according to the invention does not require that the primary fabric 1A be covered with a size specially formulated to facilitate the closing of the fabric.
  • the process according to the invention produces a technical effect even with conventional sizes.
  • the pressure P may of course, within the range 0.05 - 5 bars, be adapted by those skilled in the art to the particular type of primary tissue 1A which it proposes to submit to the inventive process.
  • a person skilled in the art will in particular have to take into account the surface mass Mp of the primary fabric 1 A and the nature of the latter (glass or carbon for example).
  • the technical effect provided by the invention can be modulated in particular by adjusting the following different parameters: - the distance H between the emission device 6 of the fluid curtain 7 and the primary fabric 1A, this distance preferably being adjustable and being for example between 0.01 and 20 cm, and preferably being substantially equal to 3 cm; - the dimensional characteristics of the fluid curtain 7; thus, when the fluid curtain 7 is produced using a series of aligned nozzles, the person skilled in the art can determine the diameter of the most suitable nozzle orifices (for example between 2 and 5 mm), as well than the shape of the section of the nozzle orifices (fixed flat jet, fixed square jet or rotary round jet for example); it will also be possible to adjust the spacing of the nozzles, which are advantageously regularly spaced 4 cm (from center to center); - The running speed V of the primary fabric 1A, called the transport speed V, which is preferably between 0.1 and 100 m / min, said speed being controlled by winding devices 9 and unwinding 8 which will be described in more detail in the
  • the primary fabric 1A is passed through only once opposite the emission device 6 of the fluid curtain 7.
  • a single passage of the primary tissue 1A opposite a single fluid emission device 6 makes it possible to obtain an excellent result, without it being necessary to subject the tissue again to complementary jets of fluid or any other operation.
  • the step of increasing the optical closing rate F in particular makes it possible, in a single pass of the primary fabric 1A facing the fluid curtain 7, to close the fabric in a regular and homogeneous manner both in the warp direction and in the direction of the weft, and this over the entire width of said fabric 1A.
  • the primary fabric 1A is maintained, at least at the level of the impact of the fluid curtain 7, by the exercise of a transport tension and is not supported on any solid support.
  • the primary fabric 1A is not conveyed by a material element of the conveyor belt or conveyor belt type, but is simply moved by being put in traction longitudinally.
  • the transport voltage is chosen to correspond to the minimum tension, called standard tension, necessary to compensate for the flaccidity of the primary fabric 1A and to give it substantially a flat character in the absence of other stresses.
  • This tension is therefore just sufficient to give a substantially flat character to the fabric 1 A in the impact zone of the fluid curtain 7, and therefore allows possible deformations of the primary fabric 1A under the effect of the fluid curtain 7, this which allows said fabric to "work” under the effect of the curtain of fluid, without being blocked by a solid support, thereby helping to optimize the final properties of the technical fabric 1 obtained.
  • the tension exerted should not be greater than substantially 30 kg for a width of 1270 mm, and will generally be, for such a width, preferably of the order of 10 kg.
  • the movement of the primary fabric 1A, as well as the exercise of the transport tension are both ensured by a unwinding means 8, formed for example by a first reel around which the primary fabric 1A is wound, cooperating with a winding means 9, formed for example by a second reel around which is wound the technical fabric 1 obtained.
  • the unwinding means 8 and the winding means 9 are arranged opposite, at a distance from each other, so that their respective centers of rotation 8A, 9A belong to a substantially horizontal right.
  • the fabric 1A is thus routed substantially horizontally, its guidance between the winding means 9 and unwinding means 8 being preferably provided by guide rollers 14, 15, for example two in number, distributed on either side of the emission device 6, and on which the fabric rests.
  • a cover 10 is arranged opposite one of the faces 4, 5 of the primary fabric 1A, and preferably opposite the face 4 of the primary fabric opposite to the face 5 subjected to the direct impact of the curtain of fluid. 7, in this case the upper face 4 in the example of FIG. 1.
  • Said cover 10 is arranged in such a way that the primary fabric 1A, when it travels, is interposed between the emission device 6 of the curtain fluid 7 on the one hand and the cover 10 on the other hand.
  • the cover 10 is thus preferably fixedly mounted in position relative to the fluid curtain 7.
  • the distance separating the primary fabric 1A from the cover 10 is adapted (that is to say is sufficiently small) to create a layer of fluid 11 between the cover 10 and the primary fabric 1A, said layer of fluid 11 being supplied by a fraction of the fluid from the fluid curtain 7, a fraction which passes through the primary tissue A.
  • the fluid layer 11 thus forms a fluid and flexible counter-support for the fabric 1A, which further increases the technical effect provided by the fluid curtain 7.
  • the cover 10 alone forms a counter-support, without a fluid mattress 11 forming between the fabric 1A and the cover 10, or even that there is no counter-support.
  • the emission device 6 of the fluid curtain 7 is situated at an altitude lower than that of the cover 10, as illustrated in FIG. 1.
  • This technical arrangement in cooperation with the other characteristics presented above (presence of 'a cover 10, maintaining the fabric 1A substantially exclusively by tensioning), allows to obtain a fabric 1 having excellent characteristics.
  • a fluid recovery tank 12 is advantageously provided, so as to recover the fluid coming from the curtain of fluid 7 possibly with a view, via a recycling circuit (not shown), of replenishing the device d 'emission 6 with this recovered fluid, which will have been previously treated and / or filtered if necessary.
  • the step of increasing the closure rate is carried out directly on the primary fabric 1A fallen from the loom, in particular without prior sizing operation.
  • the simple application of the fluid curtain 7 under the conditions explained above makes it possible to spread the constituent fibers of the wires 2, 3 and thus fill the voids 5, without it being necessary to remove the sizing products beforehand allowing the mechanical strength of the wires 2, 3.
  • the step of increasing the closing rate simultaneously makes it possible to wash the primary tissue 1A, washing which causes total or partial desizing, ridding the primary tissue 1A of all or part of the particles or additional products which it could contain.
  • the fluid curtain 7 even simultaneously performs at least the following three functions: spreading of the fibers constituting the threads 2, 3 to increase the rate of closure optic F, fabric washing, and fabric finishing treatment.
  • the method according to the invention comprises, after the step of increasing the optical closing rate F, a step of wringing the closed tissue 1, during which said closed tissue 1 is subjected to the action an expression scarf 13.
  • This scarf 13 is conventionally composed of two rollers 13A, 13B located vertically opposite and between which the fabric is interposed, which thus undergoes a wringing pressure.
  • the pressure exerted by the scarf 13 will of course be adapted to the fabric so as not to impart irreversible deformation or deterioration to the latter.
  • the use of a scarf 13 will be avoided.
  • the method according to the invention comprises, after the step of increasing the optical closing rate F, a step for drying the closed fabric 1, this step also being able to take place after the spinning step.
  • the primary fabric 1A is a glass fabric, that is to say a fabric produced by weaving glass threads, or at least mainly glass-based.
  • the volume flow rate by unit of length of width D is preferably substantially between 1 and 3 L / min / cm, the pressure P being preferably preferably within a range extending between 0.1 and 2 bars.
  • the primary glass fabric 1A is scrolled during the step of increasing the optical closing rate, at a transport speed V substantially less than or equal to 100 m / min, and even more preferably less than or equal to 80 m / min.
  • a transport speed V substantially less than or equal to 100 m / min, and even more preferably less than or equal to 80 m / min.
  • the primary fabric 1 A is a carbon fabric, that is to say a fabric produced by weaving carbon threads (or at least mainly made from carbon) both in warp and weft.
  • the impact of the fluid curtain 7 on the primary carbon fabric 1A takes place along a substantially rectilinear impact line which extends substantially continuously over the whole of the width of the primary fabric 1A, with a volume flow rate per unit length of width D substantially between 0.5 and 2 L / min / cm, the pressure P being substantially within a range extending between 1 and 5 bars.
  • the primary carbon fabric 1A is passed through at a transport speed V comprised substantially in a range extending between 0.1 m / min and 30 m / min.
  • the transport speed V will be adapted to the speed of the operation of weaving, and will preferably be between substantially 0.1 m / min and 5 m / min.
  • the speed of transport V will be substantially within a range extending between 1 m / min and 15 m / min.
  • a transport speed V will preferably be adopted, in the case of a primary fabric 1 A of carbon, of the order of 5 m / min.
  • Table 2 below gives some examples of transport speeds V adapted to certain carbon fabrics whose width is 400 mm, the curtain of fluid being obtained using a line of nozzles regularly spaced 40 mm ( center to center), the average flow rate per nozzle being substantially between 2 and 15 L / min.
  • Table 3 gives some examples of specific pressure and flow values adapted to certain references of primary carbon fabrics.
  • the process according to the invention has been more particularly described, in the foregoing, for primary glass fabrics or primary carbon fabrics, but it is obviously adaptable to other types of fabrics.
  • the method according to the invention thus implements a preferred pressure range which makes it possible to obtain excellent results in terms of closure, without altering the other physicochemical characteristics of the primary tissue 1A.
  • the invention also relates to a process in which the primary tissue 1A, which has a mass surface M P , travels at a transport speed V, while the impact of the fluid curtain 7 on the primary fabric 1A takes place along a substantially straight impact line extending over the entire width L, with a volume flow per unit length of width D, the speed V, the pressure P, and the flow D being all chosen so that the impact energy E of the fluid curtain 7 on the primary tissue 1A, conventionally calculated according to the following formula:
  • the invention therefore also relates to a method in which the step of increasing the optical closing rate F is carried out so that the energy E is included in the aforementioned range.
  • the impact energy E is between approximately 5.918 J / kg (10 "6 hp.hr/lb) and 5.918.10 5 J / kg (10 " 1 hp. hr / lb), and more preferably between 59.18 J / kg (10 "5 hp.hr/lb) and 5.918.10 4 J / kg (0.01 hp.hr/lb).
  • the impact energy E will advantageously be comprised substantially between 5,918.10 2 J / kg (10 "4 hp.hr/lb) and 5,918.10 6 J / kg ( 1hp.hr/lb) and more preferably between 5918 J / kg (10 "3 hp.hr/lb) and 5,918.10 5 J / kg (0.1 hp.hr/lb).
  • the invention also relates to a technical carbon fabric having structural properties giving it a suitability for industrial use.
  • the technical carbon fabric implements, in warp and weft, carbon threads of size 1 K, or 3 K or 6 K, said fabric being of surface mass M (expressed in g / m 2 ) and having an optical closing rate F '(determinable as indicated above, and between 0 and 1).
  • the fabric according to the invention uses carbon threads of identical sizes in warp and in weft.
  • the carbon fabric according to the invention may be composed only of 1 K yarns, or else only of 3 K yarns, or even only of 6 K yarns.
  • the invention makes it possible in particular to obtain fabrics which, for the great majority of them, have an optical closing rate F ′ which is at least 5% higher than the closing rate F of the fabrics known to date.
  • Curve A is derived from experimental data, and must therefore be considered by those skilled in the art as a means of characterizing the invention, to which obviously a certain margin of error applies.
  • the surface mass M of the fabric according to the invention is between approximately 50 and 400 g / m 2 .
  • the surface mass M of the fabric will be between 100 and 350 g / m 2 and even more preferably between 150 and 300 g / m 2 .
  • the surface mass M of the fabric is less than 119 g / m 2 and is preferably between 100 and 119 g / m 2 .
  • the carbon fabrics in accordance with the invention thus have particularly high closing rates F ′, which make it possible to obtain excellent results during the use of these fabrics, for example as reinforcements in composite materials.
  • the invention makes it possible in particular to obtain fabrics produced from 3K thickness yarns which have surface weights M much lower than the surface weights Mp of the technical fabrics known to date made from such 3K yarns.
  • the invention relates to technical fabrics produced from 3K thickness yarns whose mass M is substantially less than 150 g / m 2 , preferably between approximately 100 and 150 g / m 2 , and even more preferably between 100 and 119 g / m 2 .
  • the invention makes it possible to obtain fabrics made from yarns of size 6K, the surface mass M of which is significantly lower than the area Mp of technical fabrics known to date made from yarns 6K.
  • the invention relates in particular to technical fabrics produced from yarns of size 6K whose mass M is substantially less than 280 g / m 2 , and is preferably between approximately 200 and 280 g / m 2 .
  • the invention also relates in particular, separately and independently, to each of the following fabrics: - technical fabric made from 1K High Resistance yarns woven to form a fabric with an area density M substantially equal to 50 g / m 2 , and having an optical closure rate F 'substantially equal to 0.6; - technical fabric made from 1K High Strength yarns woven to form a fabric with an area density M substantially equal to 95 g / m 2 , and having an optical closure rate F 'substantially between 0.94 and 1;
  • Table 5 below finally contains a series of examples of fabrics according to the invention, which were obtained using the process according to the invention.
  • the invention finds its industrial application in the design, manufacture and use of technical fabrics.

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'obtention d'un tissu technique (1) à partir d'un tissu primaire (1A), ledit procédé comprenant une étape d'augmentation du taux de fermeture optique F du tissu primaire, caractérisé en ce qu'au cours de ladite étape d'augmentation du taux de fermeture, on fait défiler ledit tissu primaire (1A) en regard d'un dispositif d'émission (6) d'un rideau de fluide (7) de pression P, de manière à soumettre au moins une des faces (4, 5) dudit tissu primaire (1A) à l'impact du rideau de fluide (7), la pression P étant sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 0,05 et 5 bars, le tissu primaire (1A) étant maintenu par l'exercice d'une tension de transport et ne s'appuyant sur aucun support solide. Procédés de fabrication de tissus techniques, conception et utilisation de tissus techniques.

Description

PROCEDE D'OBTENTION D'UN TISSU TECHNIQUE ET TISSU DE CARBONE SUSCEPTIBLE D'ETRE OBTENU PAR CE PROCEDE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine technique général des tissus techniques, c'est-à-dire des tissus présentant des propriétés structurelles leur conférant une aptitude à un usage industriel, notamment en tant que renforts ou en tant que supports dans des applications diverses, ainsi qu'à leurs procédés d'obtention.
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé d'obtention d'un tissu technique présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, à partir d'un tissu primaire présentant une face inférieure et une face supérieure opposée, ledit procédé comprenant une étape d'augmentation du taux de fermeture optique F du tissu primaire pour obtenir un tissu clos.
La présente invention concerne également un tissu technique de carbone susceptible d'être obtenu par le procédé conforme à l'invention, ledit tissu présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, et mettant en œuvre en chaîne et en trame des fils de carbone de grosseur 1K, 3K ou 6K.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Les tissus techniques, et en particulier les tissus de verre ou de carbone, sont à l'heure actuelle largement connus et répandus en raison de leurs applications multiples et particulièrement avantageuses dans des domaines industriels variés tels que par exemple le secteur des matériaux composites, le domaine électronique et électrique, l'aéronautique, l'automobile, le bâtiment ou encore la construction navale.
Les tissus techniques connus à ce jour sont réalisés à l'aide de métiers à tisser mettant en oeuvre le croisement de fils de chaîne avec des fils de trame. Le tissu « fomibé de métier » ainsi obtenu peut par la suite être soumis à des traitements visant à améliorer ses caractéristiques structurelles, en vue par exemple de conférer de meilleures propriétés mécaniques au matériau composite qui sera fabriqué à partir du tissu ainsi traité.
Un traitement connu consiste à soumettre le tissu à l'action de jets d'eau, de façon à étaler les filaments composant les fils du tissu, et ainsi « fermer » le tissu, c'est-à-dire diminuer la surface des vides présents entre les fils.
Les procédés de traitement par jets de fluide connus sont cependant généralement complexes et onéreux à mettre en oeuvre, et provoquent parfois la dégradation du tissu, de sorte que ce dernier ne convient plus à certaines applications exigeantes en terme de qualité et perd ainsi tout ou partie de son caractère technique initial.
Pour les raisons évoquées précédemment, il est impossible à ce jour de se procurer, dans certaines gammes de tissus, des tissus techniques présentant un excellent taux de fermeture et convenant aux applications les plus exigeantes dans le domaine industriel.
Ce problème est particulièrement aigu dans le domaine des tissus techniques de carbone, qui, par leur nature même, sont très difficiles à modifier une fois tissés sans que cela n'altère de façon rédhibitoire leurs propriétés structurelles.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention vise en conséquence à porter remède aux différents inconvénients énuméres précédemment, et à proposer un nouveau procédé d'obtention d'un tissu technique qui soit simple et peu onéreux à mettre en œuvre, tout en permettant d'obtenir un tissu technique présentant des caractéristiques techniques améliorées.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau procédé d'obtention d'un tissu technique particulièrement rapide à mettre en œuvre.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau procédé d'obtention d'un tissu technique présentant un excellent compromis entre simplicité de mise en œuvre et qualité du tissu obtenu.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau procédé d'obtention d'un tissu technique qui permet d'obtenir un tissu aux caractéristiques particulièrement régulières et homogènes.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau procédé d'obtention d'un tissu technique qui met en œuvre un nombre d'étapes réduit.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau procédé d'obtention d'un tissu technique qui soit efficace quel que soit l'ensimage revêtant le tissu primaire.
Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau tissu technique de carbone qui présente des caractéristiques générales améliorées. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau tissu technique de carbone particulièrement économique.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un procédé d'obtention d'un tissu technique présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, à partir d'un tissu primaire présentant une face inférieure et une face supérieure opposée, ledit procédé comprenant une étape d'augmentation du taux de fermeture optique F du tissu primaire pour obtenir un tissu clos, caractérisé en ce qu'au cours de ladite étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, on fait défiler ledit tissu primaire en regard d'un dispositif d'émission d'un rideau de fluide de pression P, de manière à soumettre au moins une des faces dudit tissu primaire à l'impact local et momentané du rideau de fluide, la pression P étant sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 0,05 et 5 bars, le tissu primaire étant maintenu, au moins au niveau de l'impact du rideau de fluide, par l'exercice d'une tension de transport et ne s'appuyant sur aucun support solide.
Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un tissu technique de carbone susceptible d'être obtenu par le procédé conforme à l'invention, ledit tissu présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, et mettant en œuvre en chaîne et en trame des fils de carbone de grosseur 1K, ledit tissu étant de masse surfacique M exprimée en g/m2, présentant un taux de fermeture optique F' compris entre 0 et 1 , et étant caractérisé par un ratio R, égal à M/F', situé sensiblement sur la courbe d'interpolation définie par l'équation suivante : R = -7,54.10"6 M3 + 5,38.10"3 M2 - 0,157 M + 76,8.
Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un tissu technique de carbone susceptible d'être obtenu par le procédé conforme à l'invention, ledit tissu présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, et mettant en œuvre en chaîne et en trame des fils de carbone de grosseur 3K, ledit tissu étant de masse surfacique M exprimée en g/m2, présentant un taux de fermeture optique F' compris entre 0 et 1 , et étant caractérisé par un ratio R, égal à M/F', situé sensiblement sur la courbe d'interpolation définie par l'équation suivante : R = -7,54.10"6 M3 + 5,38.10"3 M2 - 0,157 M + 76,8.
Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un tissu technique de carbone susceptible d'être obtenu par le procédé conforme à l'invention, ledit tissu présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, et mettant en œuvre en chaîne et en trame des fils de carbone de grosseur 6K, ledit tissu étant de masse surfacique M exprimée en g/m2, présentant un taux de fermeture optique F' compris entre 0 et 1 , et étant caractérisé par un ratio R, égal à M/F', situé sensiblement sur la courbe d'interpolation définie par l'équation suivante : R = -7,54.10"6 M3 + 5,38.10'3 M2 - 0,157 M + 76,8.
DESCRIPTIF SOMMAIRE DES DESSINS
D'autres objets et avantages particuliers de l'invention apparaîtront plus en détails à la lecture de la description qui suit, et à l'aide des dessins annexés ci-après, à titre purement illustratif et non limitatif, dans lesquels :
- La figure 1 illustre, de manière générale selon une vue de côté en coupe, une installation permettant la mise en œuvre du procédé conforme à l'invention. - La figure 2 illustre, de façon schématique en vue de dessus, la structure d'un tissu primaire préalablement à la mise en œuvre du procédé conforme à l'invention.
- La figure 3 montre un graphe représentant, de manière comparative, l'évolution, en fonction de la masse surfacique M, du ratio R d'un tissu conforme à l'invention (courbe A), par rapport à un tissu classique (courbe B).
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
La figure 1 représente la mise en œuvre d'un procédé d'obtention d'un tissu technique 1 à partir d'un tissu primaire 1A présentant une face inférieure 5 et une face supérieure 4 opposée.
Le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir un tissu technique 1 présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, c'est-à-dire à un usage technique autre que l'habillement ou la décoration par exemple.
L'expression « tissu technique présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel » désigne donc des tissus dont les propriétés structurelles (épaisseur, planéité, état de surface, contexture...) sont prédéterminées de façon extrêmement précise et sont homogènes, stables et durables.
De tels tissus techniques pourront ainsi être utilisés dans diverses applications, notamment dans la fabrication de matériaux composites ou la fabrication de supports pour l'électronique, applications qui nécessitent, comme cela est bien connu de l'homme du métier, des tissus aux propriétés très spécifiques. Le tissu primaire 1A, à partir duquel le procédé conforme à l'invention permet l'obtention du tissu technique 1, est lui même un tissu technique présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel.
Le procédé conforme à l'invention est donc un procédé qui permet d'améliorer les tissus techniques existants, et notamment de leur conférer une épaisseur plus fine et régulière que celle des tissus de l'art antérieur.
Le tissu primaire 1A est classiquement obtenu par une opération de tissage, c'est-à-dire une opération d'entrecroisement de fils de chaîne 2 et de fils de trame 3 (cf. figure 2).
Dans le cadre de l'invention, le tissu primaire 1A pourra présenter tout type d'armure, et pourra par exemple consister en une toile, un sergé, un satin ou encore un natté.
Quant à la contexture du tissu primaire, elle peut être équilibrée ou bien être accentuée en nombre de fils de chaîne par centimètre, ou en nombre de fils de trame par centimètre.
Avantageusement, la torsion des fils composant le tissu primaire 1A est faible, et de manière encore plus préférentielle sensiblement nulle, afin de faciliter et d'optimiser l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F du tissu primaire 1A décrite ci-après. La mise en œuvre du procédé inventif n'est toutefois pas tributaire d'un niveau de torsion particulier.
Conformément à l'invention, le procédé comprend une étape d'augmentation du taux de fermeture optique F du tissu primaire 1A pour obtenir un tissu technique clos 1 , c'est-à-dire un tissu dont le taux de fermeture optique F' est supérieur au taux F du tissu primaire 1 A. Le taux de fermeture optique est un paramètre bien connu de l'homme du métier.
Ce paramètre peut être obtenu par une mesure optique dans laquelle : - on prend une photographie en noir et blanc de l'une des faces du tissu, par exemple la face supérieure 4 ; - cette photographie est ensuite traitée grâce à un logiciel (par exemple le logiciel de marque « BIOCOM VISIOL@B 2000 ») qui permet, grâce à la définition d'un niveau de noir et d'un niveau de blanc adaptés à l'éclairage de la photographie, de délimiter les surfaces occupées par des trous 5 et les surfaces occupées par des fils 2, 3.
On calcule alors à l'aide du logiciel la surface totale blanche Sb et/ou la surface totale noire Sn.
Le taux de fermeture est alors donné par la formule suivante : F= (St-Sb) / St,
où St est la surface totale de la photographie.
Le taux de fermeture F peut bien évidemment être également calculé de la façon suivante : F=Sn / St
Le taux de fermeture optique F est donc compris entre 0 et 1 , la valeur 1 correspondant à un tissu totalement fermé, c'est-à-dire exempt de trous 5.
Le taux de fermeture optique F permet ainsi, à partir d'une mesure optique très simple, qui ne nécessite d'ailleurs pas forcément de logiciel pour sa mise en œuvre, d'avoir une information indirecte sur le taux de couverture du tissu, c'est-à-dire la « capacité couvrante » du tissu, capacité qui est d'ailleurs elle-même corrélée avec la porosité du tissu.
Or, dans très nombreuses applications industrielles, il est nécessaire de disposer de tissus qui présentent un taux de couverture le plus élevé possible, tout en consentant leurs autres caractéristiques à des niveaux de qualité inchangés, ou éventuellement améliorés.
A cette fin, le procédé conforme à l'invention comporte donc une étape d'augmentation du taux de fermeture optique F du tissu primaire 1A, au cours de laquelle on fait défiler ledit tissu primaire 1A en regard d'un dispositif 6 d'émission d'un rideau de fluide 7 de pression P de préférence continu, de manière à soumettre au moins une des faces 4, 5 dudit tissu primaire 1A à l'impact local et momentané du rideau de fluide 7.
Avantageusement, le fluide mis en œuvre est un liquide, et est par exemple constitué d'eau (à température ambiante ou chauffée), ou encore d'une solution spécifique de traitement, du type solution de finition (solution de « finish »). Dans ce qui suit, on fera référence à un fluide de nature liquide, du genre fluide aqueux.
Dans l'exemple représenté à la figure 1 , et auquel il sera fait référence dans ce qui suit, le défilement du tissu primaire 1A en regard du dispositif d'émission 6 est obtenu en conservant le dispositif d'émission 6 fixe tandis que le tissu primaire 1A est animé d'un mouvement de translation longitudinale continu.
Il est cependant tout à fait envisageable, sans pour autant sortir du cadre de l'invention, que le défilement du tissu primaire 1A soit obtenu en conservant le tissu 1A fixe, tandis que le dispositif d'émission 6 se déplace le long du tissu 1A.
Le dispositif d'émission 6 comprend avantageusement une rampe unique montée en ligne perpendiculairement au sens de défilement du tissu et sur laquelle sont montées, de préférence en alignement transversal relativement au tissu primaire 1A, une série de buses de projection, espacées régulièrement en regard de toute la laize de tissu à traiter, de manière à ce que les surfaces de projection de chaque buse se recouvrent pour former une lame de fluide unique constituant le rideau de fluide 7.
II est cependant tout à fait envisageable qu'en lieu et place d'une série de buses espacées les unes des autres, le dispositif d'émission 6 comprenne une buse unique, dont l'orifice présente une forme de fente, éventuellement d'épaisseur réglage (par exemple de 1 à 15 mm), ladite fente s'étendant, de préférence continûment, sur toute la laize du tissu primaire 1A.
Avantageusement, le dispositif d'émission 6 est positionné relativement au tissu primaire 1A de façon à ce que le rideau de fluide 7 soit dirigé sur le tissu primaire 1A avec un angle d'incidence sensiblement égal à 90°, étant entendu que d'autres angles d'incidence pourront être adoptés sans pour autant que l'on sorte du cadre de l'invention.
Avantageusement, l'impact du rideau de fluide sur le tissu primaire 1A s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement continue (dans l'espace et le temps) et rectiligne, qui s'étend sur la totalité de la laize du tissu primaire 1A.
Selon une caractéristique importante du procédé conforme à l'invention, la pression P du rideau de fluide 7 est sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 0,05 et 5 bars, et est préférentiellement comprise dans une plage s'étendant entre 0,4 et 4,5 bars.
Le demandeur a en effet établi que, de manière inattendue et surprenante, cette gamme de pression permettait d'obtenir, même en un seul passage du tissu 1A sous le rideau de fluide 7, un tissu technique 1 présentant un taux de fermeture optique F' (et donc un taux de couverture associé) supérieur à celui du tissu 1A de l'art antérieur, tout en présentant des caractéristiques remarquables et améliorées pour l'ensemble des autres critères pris en compte pour l'utilisation industrielle du tissu (planéité, stabilité et régularité dimensionnelle, épaisseur, etc.).
L'effet technique précité est d'ailleurs obtenu quelle que soit la nature de l'ensimage du tissu primaire 1A. En particulier, le procédé conforme à l'invention ne nécessite pas que le tissu primaire 1A soit recouvert d'un ensimage spécialement formulé pour faciliter la fermeture du tissu. Au contraire, le procédé conforme à l'invention produit un effet technique même avec des ensimages classiques.
La pression P pourra bien évidemment, au sein de la plage 0,05 - 5 bars, être adaptée par l'homme du métier au type particulier de tissu primaire 1A qu'il se propose de soumettre au procédé inventif. L'homme du métier devra en particulier tenir compte de la masse surfacique Mp du tissu primaire 1 A et de la nature de ce dernier (verre ou carbone par exemple).
En particulier, l'effet technique procuré par l'invention pourra être modulé notamment par ajustement des différents paramètres suivants : - la distance H entre le dispositif d'émission 6 du rideau de fluide 7 et le tissu primaire 1A, cette distance étant de préférence réglable et étant comprise par exemple entre 0,01 et 20 cm, et étant de préférence sensiblement égale à 3 cm ; - les caractéristiques dimensionnelles du rideau de fluide 7 ; ainsi, lorsque le rideau de fluide 7 est réalisé à l'aide d'une série de buses alignées, l'homme du métier pourra déterminer le diamètre des orifices de buses le plus approprié (par exemple compris entre 2 et 5 mm), ainsi que la forme de la section des orifices de buses (jet plat fixe, jet carré fixe ou jet rond rotatif par exemple) ; il sera également possible de régler l'espacement des buses, qui sont avantageusement régulièrement espacées de 4 cm (de centre à centre) ; - la vitesse de défilement V du tissu primaire 1A, dite vitesse de transport V, laquelle est de préférence comprise entre 0,1 et 100 m/min, ladite vitesse étant contrôlée par des dispositifs d'enroulement 9 et de dévidage 8 qui seront décrits plus en détails dans ce qui suit ; - les caractéristiques physiques du rideau de fluide 7 qui comprennent, outre la pression P, le débit volumique dudit rideau, et en particulier, dans le cas où l'impact du rideau de fluide 7 sur le tissu primaire 1A s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement rectiligne qui s'étend sur la totalité de la laize du tissu primaire 1A, le débit volumique par unité de longueur de laize D, par exemple sensiblement compris entre 0,1 et 10 L/min/cm.
En d'autres termes, l'homme du métier, en fonction des caractéristiques du tissu primaire 1A qu'il désire « fermer», et notamment de la masse surfacique de ce tissu, et selon le niveau de pression P, compris entre 0,5 et 5 bars, qu'il aura déterminé, adaptera les autres paramètres, et notamment les paramètres cités précédemment, pour obtenir l'effet technique. Le procédé conforme à l'invention permet ainsi d'obtenir, à partir d'un tissu technique primaire 1A, un tissu technique « fermé » 1 dont l'ensemble des caractéristiques structurelles est équivalent ou supérieur aux caractéristiques structurelles du tissu primaire « ouvert » 1 A.
Avantageusement, dans le cadre de l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, on ne fait défiler le tissu primaire 1A qu'une seule fois en regard du dispositif d'émission 6 du rideau de fluide 7.
Ainsi, un unique passage du tissu primaire 1A en regard d'un unique dispositif d'émission 6 de fluide permet d'obtenir un excellent résultat, sans qu'il ne soit besoin de soumettre à nouveau le tissu à des jets de fluide complémentaires ou à toute autre opération.
L'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F permet en particulier, en un seul passage du tissu primaire 1A en regard du rideau de fluide 7, de fermer le tissu de façon régulière et homogène à la fois dans le sens de la chaîne et dans le sens de la trame, et ce sur toute la laize dudit tissu 1A.
Selon l'invention, le tissu primaire 1A est maintenu, au moins au niveau de l'impact du rideau de fluide 7, par l'exercice d'une tension de transport et ne s'appuie sur aucun support solide.
En d'autres termes, le tissu primaire 1A n'est pas acheminé par un élément matériel du genre bande transporteuse ou tapis roulant, mais est simplement déplacé en étant mis en traction longitudinalement.
Cette disposition technique permet, par un effet de synergie avec le niveau de pression P retenu par l'invention, d'augmenter les effets du rideau de fluide 7, et de contribuer ainsi à une meilleure homogénéité des propriétés du tissu technique obtenu par le procédé objet de l'invention. De manière préférentielle, la tension de transport est choisie pour correspondre à la tension minimum, dite tension standard, nécessaire pour compenser la flaccidité du tissu primaire 1A et lui conférer sensiblement un caractère plan en l'absence d'autres sollicitations.
Cette tension est donc juste suffisante pour conférer un caractère sensiblement plan au tissu 1 A dans la zone d'impact du rideau de fluide 7, et autorise donc d'éventuelles déformations du tissu primaire 1A sous l'effet du rideau de fluide 7, ce qui permet audit tissu de « travailler » sous l'effet du rideau de fluide, sans être bloqué par un support solide, en contribuant ainsi à optimiser les propriétés finales du tissu technique 1 obtenu.
A titre d'exemple, pour un tissu primaire de carbone, la tension exercée ne devrait pas être supérieure à sensiblement 30 kg pour une laize de 1270 mm, et sera généralement, pour une telle laize, préférentiellement de l'ordre de 10 kg.
Avantageusement, le défilement du tissu primaire 1A, ainsi que l'exercice de la tension de transport, sont tous deux assurés par un moyen de dévidage 8, formé par exemple par une première bobine autour de laquelle est enroulé le tissu primaire 1A, coopérant avec un moyen d'enroulement 9, formé par exemple par une deuxième bobine autour de laquelle vient s'enrouler le tissu technique 1 obtenu.
De manière préférentielle, le moyen de dévidage 8 et le moyen d'enroulement 9 sont disposés en vis-à-vis, à distance l'un de l'autre, de telle sorte que leurs centres de rotation respectifs 8A, 9A appartiennent à une droite sensiblement horizontale.
Le tissu 1A est ainsi acheminé sensiblement horizontalement, son guidage entre les moyens d'enroulement 9 et de déroulement 8 étant de préférence assuré par des rouleaux de guidage 14, 15, par exemple au nombre de deux, répartis de part et d'autre du dispositif d'émission 6, et sur lesquels repose le tissu.
Avantageusement, tel que cela est représenté à la figure 1 , seule une des faces 4, 5 du tissu primaire 1A, et par exemple la face inférieure 5, est soumise à l'impact direct du rideau de fluide 7.
Avantageusement, un capot 10 est disposé en regard de l'une des faces 4, 5 du tissu primaire 1A, et de préférence en regard de la face 4 du tissu primaire opposée à la face 5 soumise à l'impact direct du rideau de fluide 7, en l'occurrence la face supérieure 4 dans l'exemple de la figure 1. Ledit capot 10 est agencé de telle sorte que le tissu primaire 1A, lorsqu'il défile, est interposé entre le dispositif d'émission 6 du rideau de fluide 7 d'une part et le capot 10 d'autre part.
Le capot 10 est ainsi, de préférence, monté de façon fixe en position relativement au rideau de fluide 7.
Avantageusement, la distance séparant le tissu primaire 1A du capot 10 est adaptée (c'est-à-dire est suffisamment petite) pour créer une couche de fluide 11 entre le capot 10 et le tissu primaire 1A, ladite couche de fluide 11 étant alimentée par une fraction du fluide issu du rideau de fluide 7, fraction qui traverse le tissu primaire A.
La couche de fluide 11 forme ainsi un contre-appui fluide et souple pour le tissu 1A, ce qui permet d'augmenter encore l'effet technique procuré par le rideau de fluide 7. Il est cependant tout à fait envisageable que le capot 10 seul forme contre- appui, sans qu'un matelas de fluide 11 ne se forme entre le tissu 1A et le capot 10, voire qu'il n'y ait aucun contre-appui.
Avantageusement, le dispositif d'émission 6 du rideau de fluide 7 est situé à une altitude inférieure à celle du capot 10, tel que cela est illustré à la figure 1. Cette disposition technique, en coopération avec les autres caractéristiques présentées précédemment (présence d'un capot 10, maintien du tissu 1A sensiblement exclusivement grâce à une mise en tension), permet d'obtenir un tissu 1 présentant d'excellentes caractéristiques.
Il est cependant tout à fait envisageable d'adopter une disposition inverse, dans laquelle le capot 10 est situé sous le tissu 1A, tandis que le dispositif d'émission 6 est situé au dessus du tissu 1A, de façon à projeter le rideau de fluide 7 directement sur la face supérieure 4 du tissu 1 A.
Par ailleurs, un bac de récupération de fluide 12 est avantageusement prévu, de manière à récupérer le fluide issu du rideau de fluide 7 en vue éventuellement, par l'intermédiaire d'un circuit de recyclage (non représenté), de réalimenter le dispositif d'émission 6 avec ce fluide récupéré, lequel aura été au préalable traité et/ou filtré si nécessaire.
Avantageusement, l'étape d'augmentation du taux de fermeture est menée directement sur le tissu primaire 1A tombé de métier, en particulier sans opération de désensimage préalable.
Ainsi, de façon surprenante, la simple application du rideau de fluide 7 dans les conditions expliquées précédemment permet d'étaler les fibres constitutives des fils 2, 3 et de combler ainsi les vides 5, sans qu'il ne soit nécessaire de supprimer auparavant les produits d'ensimage permettant la tenue mécanique des fils 2, 3.
En réalité, l'étape d'augmentation du taux de fermeture permet simultanément de réaliser un lavage du tissu primaire 1A, lavage qui provoque un désensimage total ou partiel, débarrassant le tissu primaire 1A de tout ou partie des particules ou produits additionnels qu'il pouvait renfermer.
Dans le cas où le fluide utilisé est une solution de finition (de type « finish »), le rideau de fluide 7 assure même simultanément au moins les trois fonctions suivantes : étalement des fibres constituant les fils 2, 3 pour augmenter le taux de fermeture optique F, lavage du tissu, et traitement de finition du tissu.
Avantageusement, le procédé conforme à l'invention comprend, postérieurement à l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, une étape d'essorage du tissu clos 1 , au cours de laquelle on soumet ledit tissu clos 1 à l'action d'un foulard d'exprimage 13.
Ce foulard 13 est classiquement composé de deux rouleaux 13A, 13B situés verticalement en vis-à-vis et entre lesquels est interposé le tissu, lequel subit ainsi une pression d'essorage.
La pression exercée par le foulard 13 sera bien entendu adaptée au tissu de façon à ne pas impartir à ce dernier de déformations irréversibles ou de dégradations. En particulier, pour ce qui concerne les tissus les plus fins ou légers, le recours à un foulard 13 sera évité.
Avantageusement, le procédé conforme à l'invention comprend, postérieurement à l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, une étape de séchage du tissu clos 1, cette étape pouvant d'ailleurs intervenir après l'étape d'essorage.
On va maintenant s'intéresser plus particulièrement au procédé conforme à l'invention dans le cas où le tissu primaire 1A est un tissu de verre, c'est-à- dire un tissu réalisé par tissage de fils de verre, ou du moins majoritairement à base de verre.
Dans le cas où l'impact du rideau de fluide 7 sur le tissu de verre primaire 1A s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement rectiligne qui s'étend sensiblement continûment sur la totalité de la laize du tissu primaire, le débit volumique par unité de longueur de laize D est de préférence sensiblement compris entre 1 et 3 L/min/cm, la pression P étant quant à elle de préférence sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 0,1 et 2 bars.
Le tableau 1 ci-après donne quelques exemples de paramètres applicables pour certains tissus de verre particuliers.
Figure imgf000020_0001
Tableau 1
Avantageusement, on fait défiler le tissu de verre primaire 1A lors de l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique, à une vitesse de transport V sensiblement inférieure ou égale à 100 m/min, et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 80 m/min. L'homme du métier pourra quoiqu'il en soit déterminer la vitesse de transport V la mieux adaptée aux caractéristiques physico-chimiques du tissu de verre 1 A qu'il se propose de traiter.
On va maintenant décrire plus en détails un procédé conforme à l'invention dans lequel le tissu primaire 1 A est un tissu de carbone, c'est-à-dire un tissu réalisé par tissage de fils de carbone (ou du moins majoritairement à base de carbone) à la fois en chaîne et en trame.
Avantageusement, lorsque le tissu primaire 1A est un tissu de carbone, l'impact du rideau de fluide 7 sur le tissu de carbone primaire 1A s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement rectiligne qui s'étend sensiblement continûment sur la totalité de la laize du tissu primaire 1A, avec un débit volumique par unité de longueur de laize D sensiblement compris entre 0,5 et 2 L/min/cm, la pression P étant sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 1 et 5 bars.
Avantageusement, lors de l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, on fait défiler le tissu primaire de carbone 1A selon une vitesse de transport V comprise sensiblement dans une plage s'étendant entre 0,1 m/min et 30 m/min.
De façon encore plus préférentielle, dans le cas où le procédé conforme à l'invention est mis en œuvre en ligne avec l'opération de tissage du tissu primaire 1 A, la vitesse de transport V sera adaptée à la vitesse de l'opération de tissage, et sera comprise préférentiellement entre sensiblement 0,1 m/min et 5 m/min.
Dans le cas où le procédé conforme à l'invention est mis en œuvre indépendamment de l'opération de tissage du tissu primaire 1 A, la vitesse de transport V sera comprise sensiblement dans une plage s'étendant entre 1 m/min et 15 m/min.
De manière générale, on adoptera de préférence une vitesse de transport V, dans le cas d'un tissu primaire 1 A de carbone, de l'ordre de 5 m/min.
Le tableau 2 ci-après donne quelques exemples de vitesses de transport V adaptées à certains tissus de carbone dont la laize est de 400 mm, le rideau de fluide étant obtenu à l'aide d'une ligne de buses régulièrement espacées de 40 mm (centre à centre), le débit moyen par buse étant sensiblement compris entre 2 et 15 L/min.
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Tableau 2
Le tableau 3 ci-après donne quant à lui quelques exemples de valeurs spécifiques de pression et de débit adaptées à certaines références de tissus primaires de carbone.
Figure imgf000023_0001
Tableau 3
Le procédé conforme à l'invention a été plus particulièrement décrit, dans ce qui précède, pour des tissus primaires de verre ou des tissus primaires de carbone, mais il est bien évidemment adaptable à d'autres types de tissus. En définitive, le procédé conforme à l'invention met ainsi en œuvre une plage privilégiée de pression qui permet d'obtenir d'excellents résultats en terme de fermeture, sans altérer les autres caractéristiques physicochimiques du tissu primaire 1A.
En fonction de cette pression, et en considérant notamment la masse surfacique MP du tissu primaire 1A, ainsi que la laize L dudit tissu primaire 1A, l'homme du métier saura adapter les autres paramètres, et notamment la vitesse de transport V et le débit volumique par unité de longueur de laize D.
De façon complémentaire et indépendante, l'invention concerne d'ailleurs un procédé dans lequel le tissu primaire 1A, qui présente une masse surfacique MP, défile selon une vitesse de transport V, tandis que l'impact du rideau de fluide 7 sur le tissu primaire 1A s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement rectiligne s'étendant sur la totalité de la laize L, avec un débit volumique par unité de longueur de laize D, la vitesse V, la pression P, et le débit D étant tous trois choisis pour que l'énergie d'impact E du rideau de fluide 7 sur le tissu primaire 1A, calculée classiquement selon la formule suivante :
8 V.M P '
soit comprise sensiblement entre 5,918 J/kg (10'6 hp.hr/lb) et 5,918.106 J/kg (1 hp.hr/lb), et plus préférentiellement entre 59,18 J/kg (10"5 hp.hr/lb) et 5,918.105 J/kg (0,1 hp.hr/lb).
En d'autres termes, l'invention concerne donc également un procédé dans lequel l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F est menée de façon à ce que l'énergie E soit comprise dans la plage précitée.
Avantageusement, lorsque le tissu primaire 1A est un tissu de verre, l'énergie d'impact E est comprise sensiblement entre 5,918 J/kg (10"6 hp.hr/lb) et 5,918.105 J/kg (10"1hp.hr/lb), et plus préférentiellement entre 59,18 J/kg (10"5 hp.hr/lb) et 5,918.104 J/kg (0,01 hp.hr/lb).
Dans le cas où le tissu primaire 1A est un tissu de carbone, l'énergie d'impact E sera avantageusement comprise sensiblement entre 5,918.102 J/kg (10"4 hp.hr/lb) et 5.918.106 J/kg (1hp.hr/lb) et plus préférentiellement entre 5918 J/kg (10"3 hp.hr/lb) et 5,918.105 J/kg (0,1 hp.hr/lb).
Le tableau 4 ci-après donne deux exemples d'énergie E applicable pour des tissus de carbone.
Figure imgf000025_0001
Tableau 4
L'invention concerne également un tissu technique de carbone présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel.
Conformément à l'invention, le tissu technique de carbone met en œuvre, en chaîne et en trame, des fils de carbone de grosseur 1 K, ou 3 K ou 6 K, ledit tissu étant de masse surfacique M (exprimée en g/m2) et présentant un taux de fermeture optique F' (déterminable comme indiqué précédemment, et compris entre 0 et 1).
De façon préférentielle, le tissu conforme à l'invention met en œuvre des fils de carbone de grosseurs identiques en chaîne et en trame. En d'autres termes, le tissu de carbone conforme à l'invention pourra être composé uniquement de fils 1 K, ou bien uniquement de fils 3 K, ou encore uniquement de fils 6 K.
Selon une caractéristique importante de l'invention, le tissu est caractérisé par un ratio R, égal à M/F', situé sensiblement sur la courbe expérimentale d'interpolation A définie par l'équation (i) suivante : (i) R = -7,54.10"6 M3 + 5,38.10"3 M2 - 0,157 M + 76,8. L'équation (i) précitée correspond à la courbe A illustrée à la figure 3, tandis que la courbe B, dont l'équation (ii) est : (ii) R= -9,39.10"6 M3 + 6,06.10"3 M2 - 0,136 M + 76,17,
correspond aux tissus de l'art antérieur.
On voit donc que la courbe A est systématiquement en dessous de la courbe B, ce qui signifie que les tissus de l'invention présentent un taux de fermeture optique F' supérieur à celui des tissus de l'art antérieur.
L'invention permet en particulier d'obtenir des tissus qui, pour la grande majorité d'entre eux, présentent un taux de fermeture optique F' supérieur d'au moins 5 % au taux de fermeture F des tissus connus à ce jour.
La courbe A est issue de données à caractère expérimental, et doit donc être considérée par l'homme du métier comme un moyen de caractérisation de l'invention, auquel bien évidemment une certaine marge d'erreur s'applique.
Cette marge d'erreur est dépendante de la masse surfacique M du tissu considéré, tel qu'il ressort nettement du positionnement relatif des courbes A et B représentées à la figure 3.
Avantageusement, la masse surfacique M du tissu conforme à l'invention est comprise sensiblement entre 50 et 400 g/m2.
De façon encore plus avantageuse, la masse surfacique M du tissu sera comprise entre 100 et 350 g/m2 et encore plus préférentiellement entre 150 et 300 g/m2. Dans une variante particulièrement avantageuse de l'invention, la masse surfacique M du tissu est inférieure à 119 g/m2 et est préférentiellement comprise entre 100 et 119 g/m2.
C'est en effet dans ces gammes de masse surfacique que les tissus de l'invention se distingue le plus nettement de ceux de l'art antérieur.
Les tissus de carbone conformes à l'invention présentent ainsi des taux de fermeture F' particulièrement importants, qui permettent d'obtenir d'excellents résultats lors de la mise en œuvre de ces tissus, par exemple en tant que renforts dans des matériaux composites.
L'invention permet en particulier d'obtenir des tissus réalisés à partir de fils de grosseur 3K qui présentent des masses surfaciques M nettement inférieures aux masses surfaciques Mp des tissus techniques connus à ce jour réalisés à partir de tels fils 3K. Par exemple, l'invention vise des tissus techniques réalisés à partir de fils de grosseur 3K dont la masse M est sensiblement inférieure à 150 g/m2,de préférence comprise sensiblement entre 100 et 150 g/m2, et encore plus préférentiellement entre 100 et 119 g/m2.
De même, l'invention permet d'obtenir des tissus réalisés à partir de fils de grosseur 6K dont la masse surfacique M est nettement inférieure à la surfacique Mp des tissus techniques connus à ce jour réalisés à partir de fils 6K. Par exemple, l'invention vise notamment des tissus techniques réalisés à partir de fils de grosseur 6K dont la masse M est sensiblement inférieure à 280 g/m2, et est de préférence comprise sensiblement entre 200 et 280 g/m2.
L'invention vise également en particulier, de façon séparée et indépendante, chacun des tissus suivants : - tissu technique réalisé à partir de fils 1K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 50 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement égal à 0,6 ; - tissu technique réalisé à partir de fils 1K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 95 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,94 et 1 ;
- tissu technique réalisé à partir de fils 3K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 120 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,9 et 1 ;
- tissu technique réalisé à partir de fils 1K Haute Résistance tissés pour former un sergé 2/2 de masse surfacique M sensiblement égale à 150 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,97 et 1 ;
- tissu technique réalisé à partir de fils 3K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 150 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,96 et 1 ;
- tissu technique réalisé à partir de fils 3K Haute Résistance tissés pour former un sergé 2/2 de masse surfacique M sensiblement égale à 150 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,9 et 1 ; - tissu technique réalisé à partir de fils 3K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 160 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,97 et 1 ; - tissu technique réalisé à partir de fils 3K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 196 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,96 et 1 ; - tissu technique réalisé à partir de fils 3K Haute Résistance tissés pour former un sergé 2/2 de masse surfacique M sensiblement égale à 196 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,98 et 1 ; - tissu technique réalisé à partir de fils 3K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 200 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,9 et 1 ; - tissu technique réalisé à partir de fils 1 K Haute Résistance tissés pour former une toile de masse surfacique M sensiblement égale à 150 g/m2, et présentant un taux de fermeture optique F' sensiblement compris entre 0,97 et 1.
Le tableau 5 ci-après contient enfin une série d'exemples de tissus conformes à l'invention, qui ont été obtenus grâce au procédé conforme à l'invention.
II faut toutefois noter que les tissus conformes à l'invention pourraient également être obtenus par des procédés qui diffèrent de celui décrit précédemment, sans pour autant que l'on sorte du cadre de l'invention.
Figure imgf000030_0001
Tableau 5
POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention trouve son application industrielle dans la conception, la fabrication et l'utilisation de tissus techniques.

Claims

REVENDICATIONS
- Procédé d'obtention d'un tissu technique (1) présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, à partir d'un tissu primaire (1A) présentant une face inférieure (5) et une face supérieure (4) opposée, ledit procédé comprenant une étape d'augmentation du taux de fermeture optique F du tissu primaire pour obtenir un tissu clos, caractérisé en ce qu'au cours de ladite étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, on fait défiler ledit tissu primaire (1A) en regard d'un dispositif d'émission (6) d'un rideau de fluide (7) de pression P, de manière à soumettre au moins une des faces (4, 5) dudit tissu primaire (1A) à l'impact local et momentané du rideau de fluide (7), la pression P étant sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 0,05 et 5 bars, le tissu primaire (1A) étant maintenu, au moins au niveau de l'impact du rideau de fluide (7), par l'exercice d'une tension de transport et ne s'appuyant sur aucun support solide.
- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un capot (10) est disposé en regard de l'une des faces (4, 5) du tissu primaire (1A), de telle sorte que le tissu primaire est interposé entre le dispositif d'émission (6) du rideau de fluide (7) et le capot (10), la distance H séparant le tissu primaire (1A) du capot (10) étant adaptée pour créer une couche de fluide (11) entre le capot (10) et le tissu primaire (1A), ladite couche (11) étant alimentée par une fraction du fluide issu du rideau de fluide (7), fraction qui traverse le tissu primaire (1A). - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le dispositif d'émission (6) du rideau de fluide (7) est situé à une altitude inférieure à celle du capot (10).
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la tension de transport est choisie pour correspondre à la tension minimum, dite tension standard, nécessaire pour compenser la flaccidité du tissu primaire (1A) et lui conférer sensiblement un caractère plan en l'absence d'autres sollicitations.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'on ne fait défiler le tissu primaire (1A) qu'une seule fois en regard du dispositif d'émission (6) du rideau de fluide (7).
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le défilement du tissu primaire (1A) et l'exercice de la tension de transport sont assurés par un moyen de dévidage (8) coopérant avec un moyen d'enroulement (9).
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que seule la face inférieure (5) du tissu primaire (1A) est soumise à l'impact direct du rideau de fluide (7).
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'étape d'augmentation du taux de fermeture F est menée directement sur le tissu primaire (1A) tombé de métier, sans opération de désensimage préalable.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend, postérieurement à l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, une étape d'essorage du tissu clos (1), au cours de laquelle on soumet ledit tissu clos (1) à l'action d'un foulard d'exprimage (13).
-Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comprend, postérieurement à l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, une étape de séchage du tissu clos (11).
-Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le tissu primaire (1A) est un tissu de carbone.
-Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'impact du rideau de fluide (7) sur le tissu primaire (1A) s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement rectiligne qui s'étend sur la totalité de la laize du tissu primaire, avec un débit volumique par unité de longueur de laize D sensiblement compris entre 0,5 et 2 L/min/cm, la pression P étant sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 1 et 5 bars.
-Procédé selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce que lors de l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, on fait défiler le tissu primaire (1A) selon une vitesse de transport V comprise sensiblement dans une plage s'étendant entre 0,1 m/min et 30 m/min, et plus préférentiellement soit entre 0,1 m/min et 5 m/min si le procédé est mis en œuvre en ligne avec l'opération de tissage du tissu primaire (1 A), soit entre 1 m/min et 15 m/min si le procédé est mis en œuvre indépendamment de l'opération de tissage du tissu primaire (1 A).
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le tissu primaire (1 A) est un tissu de verre.
- Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que l'impact du rideau de fluide (7) sur le tissu primaire (1A) s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement rectiligne qui s'étend sur la totalité de la laize du tissu primaire, avec un débit volumique par unité de longueur de laize D sensiblement compris entre 1 et 3 L/min/cm, la pression P étant sensiblement comprise dans une plage s'étendant entre 0,1 et 2 bars.
-Procédé selon la revendication 14 ou 15 caractérisé en ce que lors de l'étape d'augmentation du taux de fermeture optique F, on fait défiler le tissu primaire (1A) selon une vitesse de transport V sensiblement inférieure ou égale à 100 m/min.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que le tissu primaire (1A) présente une masse surfacique p et défile selon une vitesse de transport V, tandis que l'impact du rideau de fluide (7) sur le tissu primaire (1A) s'effectue selon une ligne d'impact sensiblement rectiligne qui s'étend sur la totalité de la laize L du tissu primaire (1A), avec un débit volumique par unité de longueur de laize D, la vitesse V, la pression P et le débit D étant choisis pour que l'énergie d'impact E du rideau de fluide sur le tissu primaire (1A), calculée selon la formule suivante : E soit comprise sensiblement entre
Figure imgf000034_0001
5,918 J/Kg (10"6 hp.hr/lb) et 5,918.10e J/Kg (1hp.hr/lb).
- Procédé selon la revendications 14 et 17 caractérisé en ce que l'énergie d'impact E est comprise sensiblement entre 5,918 J/Kg (10"6 hp.hr/lb) et 5,918.105 J/Kg (10_1 hp.hr/lb).
- Procédé selon les revendications 11 et 17 caractérisé en ce que l'énergie d'impact E est comprise sensiblement entre 5,918.102 J/Kg (10"4 hp.hr/lb) et 5,918.10e J/Kg (1 hp.hr/lb). -Procédé selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisé en ce que le fluide est un liquide.
-Tissu technique de carbone (1) susceptible d'être obtenu par le procédé conforme à l'une des revendications 1 à 20, ledit tissu présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, et mettant en œuvre en chaîne et en trame des fils de carbone de grosseur 1K, ledit tissu étant de masse surfacique M exprimée en g/m2, présentant un taux de fermeture optique F' compris entre 0 et 1 , et étant caractérisé par un ratio R, égal à M/F', situé sensiblement sur la courbe d'interpolation définie par l'équation suivante : R = -7,54.10"6 M3 + 5,38.10"3 M2 - 0,157 M + 76,8.
-Tissu technique de carbone (1) susceptible d'être obtenu par le procédé conforme à l'une des revendications 1 à 20, ledit tissu présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, et mettant en œuvre en chaîne et en trame des fils de carbone de grosseur 3K, ledit tissu étant de masse surfacique M exprimée en g/m2, présentant un taux de fermeture optique F' compris entre 0 et 1 , et étant caractérisé par un ratio R, égal à M/F', situé sensiblement sur la courbe d'interpolation définie par l'équation suivante : R = -7.54.10"6 M3 + 5,38.10"3 M2 - 0,157 M + 76,8.
-Tissu technique de carbone (1) susceptible d'être obtenu par le procédé conforme à l'une des revendications 1 à 20, ledit tissu présentant des propriétés structurelles lui conférant une aptitude à un usage industriel, et mettant en œuvre en chaîne et en trame des fils de carbone de grosseur 6K, ledit tissu étant de masse surfacique M exprimée en g/m2, présentant un taux de fermeture optique F' compris entre 0 et 1 , et étant caractérisé par un ratio R, égal à M/F', situé sensiblement sur la courbe d'interpolation définie par l'équation suivante : R = -7.54.10"6 M3 + 5.38.10"3 M2 - 0,157 M + 76,8.
-Tissu conforme à l'une des revendications 21 à 23 caractérisé en ce qu'il met en œuvre des fils de carbone de grosseurs identiques en chaîne et en trame.
-Tissu conforme à l'une des revendications 21 à 24 caractérisé en ce que sa masse M est comprise sensiblement entre 50 et 400 g/m2.
-Tissu conforme à l'une des revendications 21 à 25 caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir de fils de grosseur 3K et en ce que sa masse M est sensiblement inférieure à 150 g/m2, et est de préférence comprise sensiblement entre 100 et 150 g/m2.
-Tissu conforme à l'une des revendications 21 à 26 caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir de fils de grosseur 6K et en ce que sa masse M est sensiblement inférieure à 280 g/m2, et est de préférence comprise sensiblement entre 200 et 280 g/m2.
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