WO2014135806A1 - Procede et machine d'etalement d'une nappe textile de type tissu - Google Patents

Procede et machine d'etalement d'une nappe textile de type tissu Download PDF

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WO2014135806A1
WO2014135806A1 PCT/FR2014/050510 FR2014050510W WO2014135806A1 WO 2014135806 A1 WO2014135806 A1 WO 2014135806A1 FR 2014050510 W FR2014050510 W FR 2014050510W WO 2014135806 A1 WO2014135806 A1 WO 2014135806A1
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WO
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rollers
web
pressure
roller
flexible
Prior art date
Application number
PCT/FR2014/050510
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English (en)
Inventor
Jean-Marc Beraud
Alain Bruyere
Original Assignee
Hexcel Reinforcements
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Publication date
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of machines for homogenizing the thickness of fibrous webs and or spreading such fibrous webs, in order to obtain lower surface masses.
  • the invention relates to a method and a machine for homogenizing the thickness of such sheets, as well as fabrics obtainable by the implementation of such a method.
  • Composite reinforcements are exclusively used with the addition of resin by different methods.
  • the geometry of the final composite part thus directly results from the thicknesses of the reinforcement used. It is then clear that the use of thinner reinforcements will offer lighter composite parts. also better because having their fibers oriented better with less ripples. What is less obvious but also true is that these reinforcements being also used in sometimes important stacking, it is necessary to minimize their thickness variations in order to make the geometry of the composite part obtained more reliable and robust. Since the individual variations of the folds add up, a great variability in the thickness of the reinforcement will inevitably lead to a great variability of thickness in the final part when using processes such as vacuum infusion.
  • edge thickening is accentuated very locally by the use of generally thermoplastic selvedge yarns used on the edges of the fabric to block the last warp threads.
  • the invention proposes to respond to the problems mentioned above and encountered in the prior art and to provide a new method and a new machine for controlling, in a controlled way, the thickness of the textile web. obtained after a spreading operation, so as to obtain a small variability of thickness, even on large widths of web.
  • the invention relates to a method of spreading a textile web comprising at least warp threads, according to which: - The web is brought to scroll between at least two rotating rollers whose axes extend parallel to each other and substantially perpendicular to the direction of travel of the ap e;
  • the web is passed under pressure between at least one pressure generator of the rollers driven in axial oscillation and in opposition of phase,
  • At least one pressure generator of the rollers is produced with adjustable pressure values along said generator to spread the sheet with a small thickness variability.
  • the rollers thus modulate the pressure applied between the center and the ends of the web, taking into account the different thicknesses of the web so as to apply a uniform pressure on the material along its pressure generator.
  • the pressure applied to the center of the web is greater than that applied on its edges to account for the upper thickness of the web on its edges relative to its central part.
  • the flexible roller can thus self-position without stress and thus modulate the pressure applied to the web.
  • the method preferably consists, among other things, in adjusting the position of the localized supports along the axis of the flexible roller and / or in distributing the localized supports regularly along the axis of the flexible roller.
  • the method consists, among other things, in bringing the textile web to passing over the periphery of the flexible roll between two pressure generators with adjustable localized pressure values of two rigid rollers driven in synchronism, rotation and oscillation.
  • the method consists of bringing the tablecloth textile to pass between 1/6 and 1/3 of the periphery of the flexible roll. It is thus possible to overcome the tension applied to its textile web scrolling. In addition, this facilitates the attainment of an adjustable pressure on the textile web throughout the two pressure generators between textile web and rigid rolls, since c mode of passage of the textile web that no longer wraps the rolls.
  • US Pat. No. 4,932,107 it is thus possible to add a series of rigid supports to the two rigid rollers thus avoiding any bending.
  • this mode of passage also facilitates the positioning of the localized supports on the flexible roll.
  • the method comprises heating the textile web during its passage between the pressure generator (s).
  • the method consists in providing, as textile web, a fabric comprising warp threads and weft threads each consisting of a set of filaments able to move freely relative to one another. to the others within the thread, the spreading being carried out on the warp threads and its weft threads,
  • the present invention also relates to a machine for spreading a textile web composed of at least warp yarns, comprising:
  • the machine comprises a system for creating the pressure generator with distributed adjustable pressure values. according to said generator, for spreading the textile web with a small thickness variability.
  • the machine according to the invention comprises one or the other, or all the characteristics below, when they do not exclude each other:
  • the system for creating its pressure generator comprises, among the rotary rollers, a flexible roller and a series of adjustable pressure localized supports, distributed along the axis of the flexible roller and acting on the flexible roller supported by at least one roller; rigid,
  • the localized supports are equipped with a device for adjusting their position along the axis of the flexible roll,
  • the flexible roller delimits, with two rigid rollers whose axes extend parallel to one another, two pressure generators with adjustable localized pressure values, these two generatrices being spaced apart between 1/6 and 1/3 of the periphery of the flexible roller; ,
  • the rollers have a diameter of between 30 mm and 60 mm
  • Its machine comprises, for each rigid roll, a series of rigid supports each comprising a cradle fixed to a frame and having two supporting branches each equipped with a rolling member for a rigid roll, having a rotational movement and a movement of translation according to the tax of rigid rollers,
  • the drive system of the rollers in axial oscillation and in opposition of phase comprises a motor driving in synchronism with the aid of a transmission, two camshafts offset by 180 °, one of which acts on one of the ends of the roll. flexible and whose other acts on one end of the rigid roll or rollers., the other end of the rollers being biased by an elastic system; this makes it possible to ensure perfect control of amplitude and operation in phase opposition between the flexible roller and the two rigid rollers, the machine comprises a lifting system of the flexible roller whose ends are provided with plates on one of which acts the elastic system and on the other of which acts the camshaft,
  • the machine comprises a heating system of the textile web during the passage of the textile web between the pressure generators,
  • a mass per unit area greater than or equal to 100 g / m 2 and less than or equal to 160 g / m 2 and a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical tissues deposited on each other and in the same direction; is less than or equal to 50 prn,
  • a mass per unit area greater than 160 g / m 2 and less than or equal to 200 g / m 2 and a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical fabrics deposited one on the other and in the same direction which is less than or equal to 60 pm, or
  • ⁇ a mass per unit area greater than 200 g / m 2 and lower or equal to 400 g / m 2 and a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical tissues deposited on each other and in the same direction which is lower or equal to 90 ⁇
  • the warp yarns and / or the weft yarns consist of a set of filaments, said filaments being able to move freely relative to one another within a single yarn. Therefore, such fabrics can be obtained by the method according to the invention.
  • the method according to the invention allows access to such fabrics having such a combination of characteristics. Obtaining such fabrics with a width of at least 100 cm, in particular with a width of 100 to 200 cm. is possible.
  • the fabrics according to the invention can therefore have a large width and a very great length, for example approximately equivalent to the length of the available threads, namely several hundreds or thousands of meters.
  • the standard deviation of thickness is the root mean square of deviations from the mean, namely: with
  • n number of measurement values of the thickness of a stack of three identical fabrics and oriented in the same direction, that is to say that the son of chains on the one hand, and the son of frames of on the other hand, are oriented in the same direction within the stack,
  • the standard deviation can be obtained on a stack of three folds of the same fabric deposited on one another and oriented in the same direction and placed under pressure of 972mbar +/- 3rnbar, and in particular, from 25 point thickness measurements distributed over an area of 305 x 305 mm, with for example one of the sides of the square which extends parallel to the warp threads of the fabric, the method described in the examples can be used.
  • the fabrics defined in the context of the invention consist of identical string threads and weft threads identical to each other, and preferably of all identical thread and weft son.
  • the fabrics defined in the context of the invention consist, preferably at least 99% by weight, or consist exclusively of multi-filament reinforcing threads, in particular glass, carbon or aramid threads, carbon threads
  • multi-filament reinforcing threads in particular glass, carbon or aramid threads, carbon threads
  • fabrics according to the invention mention may be made of those having a fabric-like architecture (otherwise known as taffeta), twill, braided, or satin.
  • the invention allows the manufacture of:
  • such fabrics exhibit an aperture factor variability of 0 to 1%.
  • the spread obtained makes it possible to obtain such fabrics with yarns, and in particular carbon threads, having a titre of 200 to 3500 Tex, and preferably 200 to 800 Tex.
  • fabrics having a surface mass greater than or equal to 100 g / m 2 and less than or equal to 160 g / m 2 , a type of thickness measured on a stack of three identical fabrics deposited on each other and according to the same direction which is less than or equal to 50 ⁇ m and an average opening factor of 0 to 0.5%.
  • such fabrics exhibit an aperture factor variability of at most 0.5%.
  • the standard obtained makes it possible to obtain such fabrics with yarns, and in particular carbon threads, having a titre of 200 to 3500 Tex, and preferably 400 to 1700 Tex,
  • fabrics having a basis weight greater than 160 g / m 2 and less than or equal to 200 g / mr *, a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical tissues deposited on each other and according to the same direction which is less than or equal to 50 ⁇ m and an average opening factor of 0 to 0.5%.
  • such fabrics exhibit an opening factor variability of at most 0.5%.
  • the spread obtained makes it possible to obtain such fabrics with yarns, and in particular carbon threads, having a titre of 200 to 3500 Tex and preferably 400 to 1700 Tax,
  • fabrics having a surface mass greater than 200 g / m 2 and less than or equal to 400 g / m 3 , a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical fabrics deposited on each other and according to the same direction which is: less than or equal to 90 pm and an average opening factor of 0 to 0.1%.
  • such fabrics have a variability of aperture factor of at most 04%.
  • the support obtained makes it possible to obtain such fabrics with yarns, and in particular carbon threads, having a title of 200 to 3500 Tex and preferably 800 to 1700 Tex.
  • the aperture factor can be defined as the ratio between the area not occupied by the material and the total area observed, the observation of which can be made from the top of the fabric with illumination from beneath it.
  • the opening (OF) is expressed as a percentage. It can, for example, be measured according to the method described in the examples.
  • Variability of aperture factor means the maximum difference in absolute value obtained between a measured aperture factor and the average aperture factor. The variability is therefore expressed in% as the aperture factor.
  • the average Aperture Factor can be obtained, for example, from 60 measurements of aperture factor spread over an area of 305 x 915 mm of tissue.
  • the distribution may, for example, be made by distributing 1/3 of the aperture factor measurements over a first third of the fabric width, 1/3 of the aperture factor measurements over the second third of the fabric width. corresponding to its central part and 1/3 of the opening factor measurements on the third third of the fabric width.
  • Average Open Factor means the arithmetic mean of the measured 60 Open Factor (FO) values
  • Fig ra i is a schematic front view of a machine of f eta! Ly in accordance with the invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the spreading machine illustrated in FIG.
  • Figure 3 is a schematic front view of a spreading machine according to the invention, in the raised position of the flexible roller.
  • the igyre 4A and 4B are plan views of an example of a fabric illustrated respectively before and after plating.
  • Figure S is a view for diagrammatically illustrating the principle of spreading implemented by the spreading machine according to the invention.
  • the Fiff * 1 to 3 illustrate schematically an embodiment of an I spreading machine according to the invention, adapted to spread with a low variability in thickness, a textile web 2 comprising at least son of chain 3.
  • textile web means a sheet material consisting of Ris and pa warp son son extending along the axis of travel of the web on the machine.
  • the textile webs can be unidirectional or fabrics.
  • the web 2 is a fabric comprising warp threads 3 and weft threads 4, each warp 3 and weft thread 4 consisting of a set of filaments t.
  • the spreading machine according to the invention is placed at the output of a loom and at the entrance of a winding system of the sheet. It could also be expected that the sheet to be spread is from a unwinding system and is not directly positioned e line with a loom,
  • the spreading machine i comprises at least a first S and a second rotating rollers and, in the illustrated example, a third rotating roll 7.
  • the rotary rollers S f 6 and 7 have axes A extending parallel to each other and perpendicular to the direction of travel fi of the ply 2 or perpendicular to the warp threads 3.
  • the first roll S and the second roll S delimit between them a first pressure generator Si for the web 2 passing between the first and second rollers 5, 6.
  • the first roller 5 and the third roller 7 delimit between them a second pressure generator Q2 for the web 2 passing between the first and third rollers 5, 7.
  • the length of the rollers is adapted to the width of the sheet 2 to be spread so as to have a length greater than the width of the sheet 2, typically the length of the rolls is between e Im and 2m,
  • the rollers S, 6 and 7 are positioned in such a way that the two pressure generators G1 and 2 are spaced between 1/6 and 1/3 of the periphery of the first roll S. other words, the web 2 is in contact with the first roll 5 only between 1/6 and 1/3 of its periphery,
  • the second 6 and third rollers 7 are positioned side by side in a horizontal plane, while the first roll S is positioned in the middle and above the second 8 and third roll 7,
  • the spreading machine 1 also comprises a motor 10 to ensure the synchronized drive in rotation about their axes A and in the same direction of rotation, the second 6 and third rollers 7.
  • the motor 10 comprises an electric motor ii controlled to drive in a synchronized manner, the speed of rotation of the second 6 and third rollers 7.
  • the output shaft of the electric motor 11 cooperates with a transmission belt 12 which rotates pulleys 13 supported by 14 mounted trees axially secured to the first end of the second ⁇ and third rollers 7.
  • the first roll S is not rotated by the drive 10.
  • the first roll S is rotated by the traveling force of the web 2 and the rollers S, 7.
  • the motorization W also rotates the first roll S,
  • the I spreading machine also comprises a system 15 S roller driving r 6 and 7 in each axial oscillation along its axis A. More specifically, the drive system 15 allows the axial oscillation of the first roller 5 in phase opposition with respect to the second and third rollers 6 and 7 which are perfectly synchronized in axial oscillation.
  • the drive system 15 comprises an electric motor 16 driving in synchronism with a transmission 17 such as a belt, a first 19 and a second 20 camshafts allowing exert an axial effort on the rollers.
  • a transmission 17 such as a belt
  • a first 19 and a second 20 camshafts allowing exert an axial effort on the rollers.
  • the cams of the cam shafts 19 and 20 are angularly offset from each other by a value equal to 180 °.
  • the first camshaft 19 acts on the second end of the first roller S and more precisely on the transverse face of a shaft 21 extending axially from the first roller 5.
  • the first cam shaft 19 acts on the shaft 21, via a plate 21a carried by the shaft 21,
  • the cam shaft 19 continues to exert an axial force on the shaft 21 as it will be explained in more detail later in the description,
  • the second camshaft 2 ⁇ acts on the second end of the second roller 6 and in the illustrated example, the third roller 7 also.
  • the second and third rollers 6 and F are axially equipped, at their second end, with shafts 22 in contact, by their transverse face, with the camshaft 20. which ensures synchronized axial oscillation of the second and third rollers 6 and 7.
  • the second and third rolls 6 and 7 have a perfectly synchronized axial oscillation.
  • first, second and third rollers ⁇ "6 and 7 are biased by an elastic system 25 compensating for the action exerted by the camshafts i9 f 2 ⁇ on the second ends of first, second and third rollers 5
  • the elastic system 25 comprises stacks of Belleville washers interposed between on the one hand, a support 28 and on the other hand, each shaft 14 and a shaft 29 extending axially. from the first end of the first roll 5.
  • a stack of Belleville washers 25 acts on the shaft 29 via a plate 2a carried by the shaft 29.
  • the drive system 15 as described above makes it possible to ensure perfect control of the amplitude of operation in phase opposition between the first roll S on the one hand and the second and third rollers 7 go. Moreover, this solution makes it possible to guarantee the desired movement of the rollers despite the phenomena of wear due to the elimination of the mechanical clearance between the cam shafts and the rolls.
  • the axial vibration frequency is adjustable for example from 5 to 50 Hz by means of the adjustment of the electric motor 16.
  • the amplitude of the axial oscillation of the rolls is of the order of 0.5 mm,
  • the spreading machine i also comprises for the second and third rolls 6 and 7, a senna of rigid supports 31 for supporting without bending, the rollers while allowing their rotational movements and oscillation.
  • each rigid support 31 comprises a fork or cradle 32 rigidly fixed to a frame 33 preferably rigidly anchored to the ground.
  • Each fork or cradle 32 presents and two support legs 34 each equipped with a bearing member 35 for a roller ⁇ f 7 f capable of receiving the mes ie ie rotational and oscillating movement.
  • four rigid supports 31 support its rollers.
  • the number of rigid supports 31 may be different depending in particular on the length of the rollers,
  • the spreading machine has a system 40 for creating the first pressure generator and, in the illustrated example, also the second pressure generator G 2 f with adjustable pressure values distributed according to the the generatrices, to spread the sheet 2 with a small variability of thickness.
  • the 4H system allows to modulate the pressure at will, along these pressure generators if, 2 to apply a uniform pressure on the web taking into account the initial differences in thickness of the web, in to spread the sheet with a small variability of thickness.
  • the system 40 comprises, as the first roll 5, a flexible roll and a series of localized supports 42 with adjustable pressure, distributed along the axis of the flexible roll 5 and acting on the flexible roll S,
  • the first roll S is flexibly mounted along its axis A in the direction in which it is free of any guide bearing at its two ends. self-position, without any constraint, between the two other rollers 6 and 7> Inverse, the second and third rollers 6 and 7 are rigid because they are supported without bending by the frame 33.
  • Each localized support 42 exerts pressure on the flexible roller 5, via rolling members 43 with axial displacement.
  • each localized support 42 is able to exert a substantially vertical pressure force perpendicular to the axis of the flexible roller S while accepting the rotational movement and axial oscillation of the flexible roller 5.
  • each localized support 42 is a pressure cylinder 44 whose rod is equipped with a rolling member 43,
  • Each pressure cylinder 44 is connected to a control unit not shown but known per se, for adjusting the pressure exerted on the flexible roll S,
  • its spreading machine 1 comprises four pressure cylinders.
  • the number of pressure cylinders 44 may be different,
  • the localized supports 42 are equipped with a device 4 ⁇ for controlling their position along the axis of the flexible roller S.
  • the localized supports 42 can be moved independently of each other, along the axis of the flexible roll S so as to be able to exert their pressure force in all selected locations of the web 2,
  • the cylinders 44 are slidably mounted along a gantry 45 overlying the roller remotely flexible 5, Each cylinder 44 is placed in a fixed position by means of a locking system of the cylinder body on the frame, not shown but of all types known per se.
  • the spreading machine 1 comprises a reievage system 48 of the flexible roll S to allow the operations of setting up the sheet 2 between the flexible roll S and the rigid rollers S 7.
  • the lifting system 48 comprises two cylinders 49 fixed by their body on the frame 45 and whose rods 49a act on the shafts 2 and 29 relaxing from both ends of the flexible roll S, II
  • the elastic system 2S acts on the shaft 2S of the flexible roll S while the camshaft 19 continues to exert an axial force on the shaft 21, even during the lifting operations of the flexible roll s. because of the presence of the end plates 2i and 2 ⁇ a, as illustrated in FIG. 3,
  • the machine spreading according to the invention comprises a heating system If the web and rollers during the passage of the web between the pressure generating, the heating system comprises If a nozzle brought 52 hot air produced by a hot air production unit not shown but known in soil This feed nozzle 52 opens between the two rigid rollers 6 and 7 directing the flow of hot air to the flexible roll S according to its portion between the two pressure generators Csi and C32, Typically, a Leister type heating unit is used to ensure the heating of the tablecloth 2 and rolls up to a temperature of 80 ° C.
  • the spreading machine i comprises a flexible roll S and two rigid rollers 6, 7 defining two pressure generators 31, G2.
  • the spreading machine 1 according to the invention may have a similar operation by implementing a single rigid roll 6 defining with the flexible roll 5, a single pressure generator Gi.
  • the spreading machine 1 described above comprises, as localized supports 42, jacks exerting a pressure force on the flexible roller 5.
  • Other solutions can be envisaged with a view to creating generatrices of pressure with adjustable pressure values.
  • the spreading machine according to the invention is particularly suitable for spreading the warp threads 3 and also the weft threads 4 when the web 2 is a fabric
  • the web 2 is brought to scroll between at least two rotary rollers S, 6-7 whose axes A extend parallel to each other and substantially perpendicular to the direction of travel of the web,
  • the web under pressure is passed between at least one pressure generator Gi of the rollers driven in axial oscillation and in opposition of phase,
  • At least one pressure generator SI of rolls 5, 6-7 is made with adjustable pressure values along said generator to spread the sheet 2 with a small variability in thickness
  • the sheet 2 is kept under a substantially constant low value voltage, - using appropriate systems of tension of the sheet 2, located on its path upstream and downstream of the pressure rollers and designed to compensate the efforts may appear for example upstream, at the output of the loom and f downstream, at the reel of the web,
  • the f a flexible roller 5 and the other rigid and 6-7 is exerted on the flexible roller substantially perpendicular to the axis f of the supports 42 located distributed along the axis of the roller and with adjustable values to make the generator with adjustable pressure values.
  • pressures of different values are exerted in different places of its pressure generator to ensure the correct spreading of the son of the sheet 2.
  • the method consists in adjusting the position of the localized supports 42 according to the axis of the flexible roller so as to selectively select the places where the pressures are to be applied.
  • the setting is to leave the support 42 located at most over the entire width of the web 2, because it is appropriate that f irrespective of the width of the web, the In other words, the supported supports 42 must not act on an area of the flexible roll that is never in contact with the zone delimited above the width of the web.
  • the position of the jacks which are adjacent to the edges of the ply are positioned to be at least 50 mm away from these edges.
  • the cylinders that are adjacent to the edges of the sheet are positioned to be spaced 150mm from these edges, the cylinders between these two cylinders adjacent edges are positioned so that all the cylinders are located spread regularly.
  • the number of cylinders is chosen so that the distance between two adjacent cylinders is at least 300 mm.
  • its sheet 2 is caused to pass on the periphery of the flexible roller 5 between two pressure generators. G1, G2 with adjustable localized pressure values. These two generators are delimited between the flexible roller 5 and two rigid rollers 6, 7 driven in synchronism, rotation and oscillation.
  • the web 2 is caused to pass over the flexible roll S, between 1/6 and 1/3 of the periphery of the flexible roll S.
  • the web 2 and the rollers are heated during its passage between the pressure generator or generators.
  • the spread textile webs will be at least partially made of carbon, glass or aramid type reinforcing threads which conventionally consist of a set of filaments extending in the direction of the thread.
  • the textile sheet to be spread out will consist either exclusively of a unidirectional sheet of warp yarns, or of a fabric consisting of an interlacing of warp ends and yarns. frame.
  • the son are not secured to each other by any binder or mechanical bonding mode of the type stitching or knitting that would hinder their movement relative to each other and would not allow their spreading.
  • Ies son chains and the weft of son are bound together only by weaving.
  • the son to be spread in the method according to the invention consist of a set of f filaments can freely move ies relative to each other, and in particular carbon son.
  • Such son may initially have a circular section or, preferably, rectangular, but at the output of the method according to the invention, they will present a rectangular section following the application of pressure forces.
  • the son to be spread will be neither impregnated, nor coated, nor associated with any polymeric lian which would hinder the free movement of the filaments relative to each other.
  • the yarns to be spread are, nevertheless, most often characterized by a mass content of standard size that can represent at most 2% of their mass.
  • a carbon yarn is comprised of a set of filaments and generally has from 1000 to 80,000 filaments, preferably from 12,000 to 24,000 filaments.
  • carbon threads of I to 24 K for example 3K, 6K, 12K or 24K, and preferably 12 and 24, are used.
  • the carbon threads present within the unidirectional layers have a titer of 60 to 3800 Tex, and preferably 400 to 900 tex.
  • the unidirectional sheet can be made with any type of carbon thread, for example.
  • the ig. 4k schematically shows a fabric before spread consisting of an interlacing of warp son and weft yarn slightly different width due to weaving. This may include, but is not limited to carbon of 3.
  • Each of the warp yarns and the weft yarns consist of a set of filaments. Initially, the opening factor of the web is 4%.
  • FIG. 48 illustrates the fabric obtained after the implementation of the spreading method according to the invention.
  • This fabric has an OOF ratio of 0% and warp and weft threads of different widths.
  • the textile web before being subjected to the process according to the invention it is possible for the textile web before being subjected to the process according to the invention to have a negligible or nonzero opening factor.
  • the application of the process according to (nvention causes a decrease in the opening factor which accompanies the obtaining of the homogenization of the thickness of the textile ply, that initially the opening factor is zero or not zero, the application of the process according to the invention causes a decrease in the thickness of the fabric by homogenization of the thickness of the son constituting it
  • the invention is not limited to the examples described and shown since various modifications can be made without departing from its scope.
  • Vacuum pump Leybold Systems vacuum reference 501902 Tesa three-dimensional machine "micro-hite DOC 3D"
  • the program takes 25 measurement points through its trigger probe.
  • the device consists of a brand SONY camera (model 5SC- DC58AP) f equipped with a 10x objective and a light table Waidmann brand, model W LP3 NR, 101381 230V 50HZ 2xi5W.
  • the sample to be measured is placed on the light table, the camera is fixed on a bracket, and positioned at 29 cm from the sample, then the sharpness is adjusted,
  • the measurement width is determined as a function of the textile web to be analyzed, using the ring (zoom) ,, and a rule; 10 cm for open textile webs (OF> 2%), 1.17 cm for loose textile webs (QF ⁇ 2%).
  • the brightness is adjusted to obtain a value d ! OF corresponding to that given on the control plate.
  • the Videomet contrast measuring software from Scion Image (Scion Corporation, USA) is used. After image capture, the image is processed in the following way: using a tool, a maximum area corresponding to the selected calibration is defined, for example for 10 cm ⁇ 70 holes, and comprising a whole number of patterns An elementary surface is then selected in the textile sense of the term, that is to say a surface that describes the geometry of the fabric by repetition.
  • the percentage of OF is defined by 100 multiplied by the ratio of the white surface divided by the total area of the elementary pattern: 100 * (white surface / elementary surface) ,
  • Tissues of 127cm width presenting the surface densities f standard deviations of thickness, opening factor, factor variability and presented in Tal leay 2 below, were obtained by the method according to the invention, using the parameters as defined in Table 1.
  • the machine used is in accordance with FIGS. i and 2 f with rollers 60 mm in diameter and a length of 1700 mm, the cylinders being spaced from each other 320 mm, the two located at the ends being spaced 155 mm from the edge of the fabric, Table i gives by way of example for the fabrics presented in Tabtea 2, the pressing force of the four pressure cylinders 44 (Nos. 1 to 4) taken from one edge to the other of the fabric, with a running speed of the textile web ( mm / min), a frequency (Hz) and a temperature (° C).
  • greater forces are applied in the central zone of the fabric 2 allowing a good spread of the fabric 3 ⁇ 4 by compensating for the thickness difference initially existing between the center and the edges of the fabric, as illustrated in FIG. ,
  • the AS4 12K yarns supplied by Hexcel Corporation are 433Mpa high tensile strength tensile yarns, 23iGPa tensile modulus have a S ⁇ QTex titer with 7.1 micron filaments.
  • AS wires? 12K supplied by Hexcel Corporation (Stamford, USA) are high tensile stress tensile yarns of 4830Mpa, tensile modulus of 241GPa and have a SQOTex titer with filaments of 6.9 microns.
  • the IM7 6K yarns supplied by Hexcel Corporation are intermediate tensile modulus yarns of 331 O MPa, tensile modulus of 276Gpa, and have a 223Tex titer with 5.2 micron filaments.
  • the IH7 2K wires supplied by Hexcel Corporation are intermediate strain Nodule wires at break of 5670Mpa, tensile modulus of 276Gpa and have a titer of 446Tex with 5.2 micron filaments.
  • the tissue 199 g / m 2 ⁇ S4 3 before spreading has an average opening factor of 10.5% (12.5% on the edges of the fabric, 6.5% on the center of the tissue), ie 6% variation in opening factor between center and edge, and an average thickness of 0,191mm (0,201mm on the edges of the fabric, 0,,187mm on the center of the fabric) is a variation of thickness of 12% between center and edge> the difference: type of thickness of i 'em ilement three pils of unstretched fabric is 0,055mm.
  • the opening factor of this same tissue increases to an average of 0.1%, a reduction of 99% compared to non-spread tissue, with a maximum variation of 0.5%. not due to an increase in the values on your edges, the average opening factor of the edges and the center being equal to 0.1%.
  • a large part of the measured openness factors are close to 0%, and a small population above 0.1% up to 0.5% in rare cases, inducing a 0.1% average with variation maximum of 0.5%, the thickness of the tissue after spreading is 0.177mm, which is reduced by 8% compared to the non-spread fabric.
  • the standard deviation of the three-ply intrusion of the spread fabric is 0.030 mm, a 45% gain over the non-spread fabric. This information is collated in Table 3 below.
  • a fabric of 75 g m 2 in ⁇ S C 3 K will have an average opening factor before spreading of 45%, and an average opening factor after spreading of 0.8%, a gain of 98%. %.
  • the cend of the method according to the invention causes a significant decrease in standard deviation of thickness, the average thickness of the void factor and its variability.
  • the gain in standard deviation of thickness of 3 plies at a pressure of 972mBar is equal to at least 20%, and in most cases is greater than 30%.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé d'étalement d'une nappe textile (2) comportant au moins des fils de chaîne, selon lequel; - on amène la nappe (2) à défiler entre au moins deux rouleaux rotatifs (5), (6) dont les axes (A) s'étendent parallèlement entre eux et sensiblement perpendiculairement au sens de défilement de la nappe, - on fait passer la nappe sous pression entre au moins une génératrice de pression (Si) des rouleaux entrainés en oscillation axiale et en opposition de phase, Selon l'invention, on réalise au moins une génératrice de pression des rouleaux (S)f (S) avec des valeurs de pression réglables le long de ladite génératrice (G1) pour étaler la nappe (2) avec une faible variabilité d'épaisseur;ainsi qu'une machine adaptée à la mise en œuvre d'un tel procédé.

Description

La présente invention concerne le domaine technique des machines permettant d'homogénéiser i'épaisseur de nappes fibreuses et ou d'étaler de telies nappes fibreuses, afin d'obtenir des masses surfaclques plus faibles. En particulier, l'invention concerne un procédé et une machine permettant d'homogénéiser l'épaisseur de telles nappes, ainsi que des tissus pouvant être obtenus par la mise en œuvre d'un tel procédé.
Dans le domaine des matériaux composites, ia demanderesse s'est intéressée à proposer des nappes textiles présentant des épaisseurs les plus homogènes possibles,, de manière à obtenir des pièces aux propriétés mécaniques finales maîtrisées. Dans le cas des tissus, classiquement constitués d'un entrelacement de fils de chaîne et de fils de trame, ceci est particulièrement difficile.
Les renforts pour composite sont exclusivement utilisés avec l'adjonction de résine par différents procédés» La géométrie de ia pièce composite finale résuite donc directement des épaisseurs du renfort utilisé, îl est alors clair que utilisatlon de renforts plus fins offrira des pièces composites plus légères et également pius performantes car ayant leurs fibres mieux orientées avec moins d'ondulations. Ce qui est moins évident mais aussi vrai est que ces renforts étant également utilisés en empilement parfois important,, ii est nécessaire de réduire au maximum leurs variations d'épaisseur afin de rendre plus fiable et robuste la géométrie de la pièce composite obtenue. Les variabilités Individuelles des plis allant en s'additionnant, une grande variabilité d'épaisseur du renfort entraînera immanquablement une forte variabilité d'épaisseur dans ia pièce finale lors de Tutilisation de procédés tels que {Infusion sous vide.
Différents documents sintéressent à l'étalement de tissus, sans pour autant mentionner l'Impact que peut avoir l'étalement appliqué sur l'épaisseur et en particulier sur les écarts d'épaisseurs que présentent les nappes textiles étalées obtenues. On peut citer les documents US 4932107, US 5732748, EP 67092if WO2005/095689 et WO 94/12708. Il est important 1 de noter qu'un tissu ne sort pas d'un métier à tisser avec une épaisseur et un facteur d'ouverture homogènes sur sa largeur. En effet, le principe même de tissage induit un phénomène de retrait bien connu de l'homme du métier» Ce retrait est une diminution de Sa largeur de la nappe de chaîne avant et après tissage. Il est dû à l'action d'entrelacement des fils de chaîne et de trame. Ces derniers parcourent une distance finale plus faible du fait de leurs ondulations sur et sous les fils de chaîne. Il en résulte une diminution de la largeur de la nappe à la sortie du peigne d'un métier à tisser. Ce retrait étant lié aux ondulations des fils de trame, Il n'est pas homogène sur la largeur du tissu par le fait que les fils de trame sont plus libres proches des bords et moins tenus par des fils de chaîne voisins moins nombreux. Etant moins bloqués et plus libres., ces fils de bords ondoient donc plus, il en résulte alors une plus grande épaisseur et généralement u facteur d'ouverture plus grand, La différence d'épaisseur entre les bords et 1e milieu augmente avec la masse surfacique du tissu.
Il est également à noter que le phénomène de surépaisseur des bords est accentué très localement par i 'utilisation de fils de lisières généralement thermoplastiques utilisés sur les bords du tissu pour bloquer les derniers fils de chaîne.
Tous les tissus proposés dans l'art antérieur, qui sont étalés après leur tissage, du fait de la technique d'étalement mise en œuvre présentent nécessairement des variations d'épaisseur importantes. En particulier, dans te document US 4 932 107,. il n'est nullement fait mention d'une quelconque largeur du tissu, de la largeur moyenne des fils de chaîne et de trame après étalement et de l'homogénéité du facteur d'ouverture sur le tissu. O , tous ces éléments déterminent l'épaisseur plus ou moins homogène du tissu obtenu après étalement. Si l'on considère les exemples proposés dans ce brevet, si Ton applique une tension de 200g/cm sur un tissu de 1,5m de largeur, la valeur de la tension sur le rouleau sera de 150x200=30000 soit 30000g. Cette valeur suffit pour créer une flexion des rouleaux empêchant d'obtenir un parallélisme entre les axes des rouleaux et donc une pression homogène su le tissu, du fait d'une pression plus importante sur les bords. Il s'ensuit une limitation de Sa largeur du tissu à traiter en relation avec le diamètre des rouleaux et de leur longueur. Pour tenter de contourner cette difficulté,, i! pourrait être envisagé d'augmenter le diamètre des rouleaux pour limiter la flexion, mais dans ce cas l'inertie de ceux-ci deviendrait alors importante et l'énergie nécessaire pour obtenir l'amplitude et la fréquence augmenterait en proportion. D'ailleurs, on peut noter que le brevet US 4 932 107 a mis en œuvre dans son exemple 3B, 2 rouleaux de 125mm de diamètre avec un seul rouleau vibrant supérieur de diamètre 60mm, ce qui ne permet pas d'obtenir d'une part,, un étalement satisfaisant et d'autre part, une homogénéisation de l'épaisseur. D'une manière plus générale, toutes les techniques d'étalement de tissus décrites dans l'art antérieur ne permettent pas de s'adapter aux différences initiales d'épaisseur que présente le tissu et ne permettent donc pas d'obtenir un étalement et une homogénéisation de l'épaisseur satisfaisants,
II existe également des tissus réaiisés en deux étapes, la première étape étant ia constitution de nappes à grammage faible consolidées par l'Intermédiaire d'un liant polymérique,, puis la réalisation de l'entrecroisement pour former un tissu. De tels tissus du fait de la consolidation préalable des nappes offrent des possibilités moindres en termes de déformabilité lors de leurs mises en œuvre. De plus., les liants pofymériques utilisés peuvent ne pas être compatibles avec le cahier des charges en sollicitation hygrathermique de la pièce composite finale.
Dans ce contexte,, l'invention se propose de répondre aux problèmes ci-dessus mentionnés et rencontrés dans l'art antérieur et de fournir un nouveau procédé et une nouvelle machine permettant de contrôler, de manière sîmpie, l'épaisseur de ia nappe textile obtenue suite à une opération d'étalement, de manière à obtenir une faible variabilité d'épaisseur, et ce même sur des grandes largeurs de nappe.
Dans ce contexte, l'Invention concerne un procédé d'étalement d'une nappe textile comportant au moins des fils de chaîne, selon lequel : - on amène la nappe à défiler entre au moins deux rouleaux rotatifs dont les axes s'étendent parallèlement entre eux et sensiblement perpendiculairement au sens de défilement de la ap e;
- on fait passer la nappe sous pression entre au moins une génératrice de pression des rouleaux entraînés en oscillation axiale et en opposition de phase,
Selon l'invention, on réalise au moins une génératrice de pression des rouleaux avec des valeurs de pression réglables le long de ladite génératrice pour étaler la nappe avec une faible variabilité d'épaisseur.
Dans ie cadre de l'invention, il est ainsi possible d'assurer l'application d'une pression uniforme sur la nappe afin d'obtenir une épaisseur uniforme quelle que soit la largeur de la nappe. Les rouleaux modulent ainsi la pression appliquée entre Se centre et les extrémités de la nappe, en tenant compte des épaisseurs différentes de la nappe de manière â appliquer une pression uniforme sur le matériau le long de Sa génératrice de pression. Typiquement, la pression appliquée au centre de la nappe est supérieure à celle appliquée sur ses bords pour tenir compte de l'épaisseur supérieure de la nappe sur ses bords par rapport à sa partie centrale.
Selon un mode de réalisation préféré, on réalise l'un des rouleaux, flexible et l'autre rigide et on exerce sur ce rouleau flexible, sensiblement perpendiculairement à son axe, des appuis localisés répartis selon Taxe du rouleau et avec des valeurs réglables pour réaliser la génératrice à valeurs de pression réglables, Le rouleau flexible peut ainsi s'auto- positionner sans contrainte et moduler ainsi la pression appliquée sur la nappe. Dans ce cas, de préférence, le procédé consiste, entre autres, à régler la position des appuis localisés selon l'axe du rouleau flexible et/ou à répartir les appuis localisés de manière régulière selon l'axe du rouleau flexible.
Selon un mode de réalisation préféré pouvant être combiné au précédent te procédé consiste, entre autres, à répartir les appuis localisés au plus sur toute la largeur de Sa nappe textile.
Selon un autre mode de réalisation préféré pouvant être combiné aux précédents,, le procédé consiste, entre autres, à amener la nappe textile à passer sur !a périphérie du rouleau flexible entre deux génératrices de pression avec des valeurs de pression localisées réglables de deux rouleaux rigides entraînés, en synchronisme, en rotation et en oscillation, Dans ce cas, de préférence,, le procédé consiste à amener ia nappe textile à passer entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du rouleau flexible. Il est ainsi possible de s'affranchir de la tension appliquée sur Sa nappe textile en défilement. De plus, ceci facilite l'Obtention d'une pression réglable sur la nappe textlfe tout au long des deux génératrices de pression entre nappe textile et rouleaux rigides, étant donné que c mode de passage de la nappe textile qui n'enveloppe plus les rouleaux comme dans le brevet US 4 932 107 permet ainsi d'ajouter une série de supports rigides aux deux rouleaux rigides leur évitant ainsi toute flexion, D'autre part,, ce mode de passage facilite également le positionnement des appuis localisés sur le rouleau flexible.
Selon un autre mode de réalisation préféré pouvant être combiné aux précédents, le procédé comprend te chauffage de la nappe textil lors de son passage entre la ou les génératrices de pression.
Selon un autre mode de réalisation préféré pouvant être combiné aux précédents, le procédé consiste à amener comme nappe textile, un tissu comportant des fils de chaîne et des fils de trame chacun constitué d'un ensemble de filaments pouvant se déplacer librement les uns par rapport aux autres au sein dudrt fil, l'étalement étant réalisé sur les fils de chaîne et Ses fiis de trame,
La présente invention concerne également une machine d'étalement d'une nappe textile composée au moins de fils de chaîne., comportant :
- au moins deux rouleaux rotatifs dont les axes s'étendent parallèlement entre eux et perpendiculairement à une génératrice de pression, délimitée entre les deux rouleaux,
- une motorisation en rotation pour au moins un rouleau,
- et un système d'entraînement des rouleaux en oscillation axial en opposition de phase.
Selon l'invention, la machine comporte un système pour créer ia génératrice de pression avec des valeurs de pression réglables réparties selon ladite génératrice, pour étaler la nappe textile avec une faible variabilité d'épaisseur.
La machine selon l'invention comprend l'une ou l'autre, voire toutes les caractéristiques ci-dessous lorsqu'elles ne s'excluent pas l'une l'autre :
- le système pour créer Sa génératrice de pression comporte parmi les rouleaux rotatifs,, un rouleau flexible et une série d'appuis localisés à pression réglable, répartis seion l'axe du rouleau flexible et agissant sur le rouleau flexibie supporté par a moins un rouleau rigide,
~ les appuis localisés sont équipés d'un dispositif de réglage de leur position le long de Taxe du rouleau flexible,
- Ses appuis localisés exercent leur pression sur te rouleau flexible, via des organes de roulement à débattement axial,
- le rouleau flexible délimite avec deux rouleaux rigides dont les axes s'étendent parallèlement entre eux, deux génératrices de pression avec des valeurs de pression localisées réglables, ces deux génératrices étant écartées entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du rouleau flexible,
~ les rouleaux possèdent un diamètre compris entre 30 mm et 60 mm,
- Sa machine comporte pour chaque rouleau rigide, une série de supports rigides comportant chacun un berceau fixé à un châssis et présentant deux branches d'appui équipées chacune d'un organe de roulement pour un rouieau rigide, possédant un mouvement de rotation et un mouvement de translation selon Taxe des rouleaux rigides,
- le système d'entraînement des rouleaux en oscillation axiale et en opposition de phase comporte un moteur entraînant en synchronisme à l'aide d'une transmission, deux arbres à came décalés à 180° dont l'un agit sur Tune des extrémités du rouieau flexible et dont l'autre agit sur l'une des extrémités du ou des rouleaux rigides., l'autre extrémité des rouleaux étant sollicitée par un système élastique ; ceci permet d'assurer un contrôle parfait de l'amplitude et du fonctionnement en opposition de phase entre le rouleau flexible et les deux rouleaux rigides, - la machine comporte un système de relevage du rouleau flexible dont les extrémités sont pourvues de plaques sur l'une desquelles agit le système élastique et sur l'autre desquelles agit l'arbre à came,
- la machine comporte un système de chauffage de la nappe textile lors du passage de la nappe textile entre les génératrices de pression,
Avec de tels procédés et dispositifs, il est possible de réaliser des tissus composés de fils de chaîne et de fils de trame, présentant une faible variation d'épaisseur,, caractérisés par l'une ou l'autre des combinaisons de caractéristiques suivantes :
- une masse surfacique supérieure ou égale à 40 g/m2 et inférieure à
100 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur tes autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 35 pmr
- une masse surfacique supérieure ou égal à 100 g/m2 et inférieure ou égaie à 160 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés tes uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal â 50 prn,
- une masse surfacique supérieure à 160 g/m2 et inférieure ou égale à 200 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés ies uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 60 pm, ou
~ une masse surfacique supérieure à 200 g/m2 et inférieure ou égaie à 400 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur tes autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 90 μητκ
Dans de tels tissus, ies fils de chaîne et/ou tes fils de trame sont constitués d'un ensemble de filaments, lesdits filaments pouvant se déplacer librement tes uns par rapport aux autres au sein d'un même fil. C'est pourquoi, de tels tissus peuvent être obtenus grâce au procédé selon {Invention. Le procédé selon l'invention permet contrairement aux techniques antérieures l'accès à de tels tissus présentant une telle combinaison de caractéristiques. L'obtention de tels tissus avec une largeur d'au moins lOOcrn, notamment d'une largeur de 100 à 200cm,. est possible. Les tissus selon l'invention peuvent donc présenter une grande largeur et une très grande longueur, par exemple équivalente approximativement à la longueur des fils disponibles, à savoir plusieurs centaines ou milliers de mètres.
Les tissus proposés dans le cadre de l'invention., do fait de leur plus faible variabilité d'épaisseur, donnera des pièces composites à la géométrie mieux maîtrisée et conduira à un procédé global de fabricatio pius robuste.
Par écart type d'épaisseur, on entend la moyenne quadratique des écarts à la moyenne, soit:
Figure imgf000010_0001
avec
n ~ nombre de valeurs de mesures de l'épaisseur d'un empilement de trois tissus Identiques et orientés dans la même direction, c'est-à-dire que les fils de chaînes d'une part, et les fils de trames d'autre part, sont orientés dans la même direction au sein de l'empilement,
xi™ une valeur de mesure de l'épaisseur de l'empilement des trois tissus Identiques,
Λ ™ moyenne arithmétique des mesures d'épaisseurs de l'empilement des trois tissus identiques.
Les plis unitaires de tissu mesurés devenant tellement fins, il est apparu plus représentatif de mesurer l'écart type d'épaisseur sur un empilement de 3 plis,
Dans le cadre de l'invention, l'écart type peut être obtenu sur un empilement de trois plis d'un même tissu déposés les uns sur les autres et orientés dans la même direction et placé sous pression de 972mbar +/- 3rnbar, et notamment, à partir de 25 mesures d'épaisseur ponctuelles réparties sur une surface de 305 x 305mm, avec par exemple un des côtés du carré qui s'étend parallèlement aux fils de chaîne du tissu, La méthode décrite dans les exemples peut être utilisée. De manière avantageuse, les tissus définis dans le cadre de linvention sont constitués de fûs de chaîne identiques entre eux et de fils de trame identiques entre eux, et de préférence, de fils de chaîne et de trame tous identiques. En particulier, les tissus définis dans le cadre de linvention sont constitués, de préférence à au moins 99% en masse, voire sont exclusivement constitués de fils de renfort multi-filaments, notamment de fils de verre, carbone ou aramide, les fils de carbone étant préférés, A titre d'exemples de tissus conformes à l'invention, on peut citer ceux présentant une architecture de type toile (autrement appelé taffetas}., sergé, natté, ou satin.
En particulier,, linvention permet la fabrication :
- de tissus qui présentent une masse surfacique supérieure ou égaie à 40 g/m2 et inférieure â 100 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus Identiques déposes les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal â 35 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à i%< De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d'ouverture de 0 â 1 %. Dans le cadre de linvention., l'étalement obtenu permet d'Obtenir de tels tissus avec des fils, et en particulier des fils de carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Tex, et de préférence de 200 à 800 Tex.,
- de tissus qui présentent une masse surfacique supérieure ou égaie à 100 g/m2 et inférieure ou égale à 160 g/m2, un écar type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 50 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 0,5%, De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 0,5%. Dans le cadre de linvention, l'étalemen obtenu permet d'obtenir de tels tissus avec des fils, et en particulier des fils de carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Tex, et de préférence de 400 à 1700 Tex,
- de tissus qui présentent une masse surfacique supérieure à 160 g/m2 et inférieure ou égale à 200 g/rrr*, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 50 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 0,5%, De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 0,5%, Dans le cadre de l'invention, l'étalement obtenu permet d'obtenir de tels tissus avec des fils., et en particulier des fils de carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Tex et de préférence de 400 à 1700 Tax,
- de tissus qui présentent une masse surfadque supérieure à 200 g/rn2 et inférieure ou égale à 400 g/m3, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés tes uns sur les autres et selon la même direction qui est: inférieur ou égal à 90 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 0,1%. De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 04%. Dans le cadre de l'invention., i'étaiement obtenu permet d'obtenir de tels tissus avec des fils, et en particulier des fils d carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Tex et de préférence de 800 à 1.700 Tex»
Le facteur d'ouverture peut être défini comme le rapport entre la surface non occupée par la matière et Sa surface totale observée, dont l'observation peut être faite par le dessus du tissu avec un éclairage par le dessous de ce dernier, Le facteur d'ouverture (OF) est exprimé en pourcentage. Il peut, par exemple, être mesuré selon la méthode décrite dans les exemples.
Par variabilité de facteur d'ouverture, on entend la différence maximale en valeur absolue obtenue entre un facteur d'ouverture mesuré et le facteur d'ouverture moyen, La variabilité est donc exprimée en % comme le facteur d'ouverture.
Le Facteur d'Ouverture moyen peut être obtenu,, par exemple, à partir de 60 mesures de facteur d'ouverture réparties sur une surface de 305 x 915mm de tissu. La répartition peut, par exemple être réalisée, en répartissant î/3 des mesures de facteur d'ouverture sur un premier tiers de ia largeur de tissu, 1/3 des mesures de facteur d'ouverture sur le deuxième tiers de la largeur de tissu correspondant à sa partie centrale et 1/3 des mesures de facteur d'ouverture sur le troisième tiers de la largeur de tissu. il
Par Facteur dOuverture moyen, on entend la moyenne arithmétique des 60 valeurs de Facteur d'Ouverture (FO) mesurées,
Facteur d'Ouverture moyen = (FOI + F02 + F03 + ... + F06Ô) / 60
La description détaillée qui va suivre, en référence aux Figures annexées permet de mieux comprendre l'invention.
La Fig ra i est une vue schématique de face, d'une machine dféta!ement conforme à l'invention,
La Figure 2 est une vue en coupe transversale de la machine d'étalement Illustrée à la Fif « 1,
La Figure 3 est une vue schématique de face, d'une machine d'étalement conforme à l'invention, en position relevée du rouleau flexible.
La igyre 4Â et 4B sont des vues en pian d'un exemple d'un tissu illustré respectivement avant et après étalement.
La Figure S est une vue permettant d'illustrer schématiquement le principe d'étalement mis en œuvre par la machine d'étalement conforme à l'invention.
Les Fiff* 1 à 3 illustrent de manière schématique, un exemple de réalisation d'une machine d'étalement I conforme à l'invention, adaptée pour étaler avec une faible variabilité d'épaisseur, une nappe textile 2 comportant au moins des fils de chaîne 3. De manière classique,, par nappe textile, on entend un matériau en feuille constitué de Ris et pa fils de chaîne des fils s'étendant selon l'axe de défilement de la nappe sur la machine. Les nappes textiles peuvent être des unidirectionnels ou des tissus. Dans l'exemple illustré aux Fig* 4Â et 48; la nappe 2 est un tissu comportant des fils de chaîne 3 et des fils de trame 4, chaque fil de chaîne 3 et de trame 4 étant constitué d'un ensemble de filaments t. Selon un exemple préféré de mise en œuvre, ia machine d'étalement î conforme â l'invention, est placée en sortie d'un métier à tisser et en entrée d'un système d'enroulement de la nappe. Il pourrait également être prévu que la nappe à étaler provienne d'un système de déroulement et ne soit pas directement positionnée e ligne avec un métier à tisser, La machine d'étalement i comporte au moins un premier S et un deuxième § rouleaux rotatifs et, dans l'exemple Illustré, un troisième rouleau rotatif 7. Les rouleaux rotatifs Sf 6 et 7 possèdent des axes A s'étendant parallèlement entre eux et perpendiculairement au sens de défilement fi de la nappe 2 ou perpendiculairement aux fils de chaîne 3. Le premier rouleau S et le deuxième rouleau S délimitent entre eux une première génératrice de pression Si pour la nappe 2 passant entre les premier et deuxième rouleaux 5, 6. De même, dans l'exemple lustré sur les dessins, le premier rouleau 5 et le troisième rouleau 7 délimitent entre eux une deuxième génératrice de pression Q2 pour la nappe 2 passant entre les premier et troisième rouleaux 5, 7. Sien entendu, la longueur des rouleaux est adaptée à la largeur de la nappe 2 à étaler de manière à présenter une longueur supérieure à la largeur de la nappe 2, Typiquement, la longueur des rouleaux est comprise entre Im et 2m,
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les rouleaux S, 6 et 7 sont positionnés de manière que les deux génératrices de pression Gl et 2 se trouvent écartées entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du premier rouleau S. En d'autres termes, la nappe 2 est en contact avec le premier rouleau 5 uniquement entre 1/6 et 1/3 de sa périphérie,
Selon une variante préférée de réalisation, les deuxième 6 et troisième rouleaux 7 sont positionnés côte à côte dans un plan horizontal, alors que le premier rouleau S se trouve positionné au milieu et au-dessus du deuxième 8 et troisième rouleau 7,
La machine d'étalement 1 conforme à l'invention comporte également une motorisation 10 pour assurer l'entraînement synchronisé en rotation autour de leurs axes A et selon un même sens de rotation, des deuxième 6 et troisième rouleaux 7. Dans l'exemple illustré, la motorisation 10 comporte un moteur électrique îi commandé pour piloter de manière synchronisée, la vitesse de rotation des deuxième 6 et troisième rouleaux 7. L'arbre de sortie du moteur électrique 11 coopère avec une courroie de transmission 12 qui entraîne en rotation des poulies 13 supportées par des arbres 14 montés solidaires axialement de la première extrémité des deuxième β et troisième rouleaux 7.
Dans l'exemple illustré., ie premier rouleau S n'est pas entraîné en rotation par la motorisation 10. Le premier rouleau S est entraîné en rotation par la force de défilement de ia nappe 2 et par les rouleaux S,7. Bien entendu, si peut être envisagé que la motorisation W entraîne également en rotation le premier rouleau S,
La machine d'étalement I conforme à l'invention comporte également un système 15 d'entraînement des rouleaux Sr 6 et 7 en oscillation axiale chacun selon son axe A. Plus précisément, le système d'entraînement 15 permet l'oscillation axiale du premier rouleau 5 en opposition de phase par rapport aux deuxième et troisième rouleaux 6 et 7 qui sont parfaitement synchronisés en oscillation axiale. Dans l'exemple illustré sur les dessins, le système d'entraînement 15 comporte un moteur électrique 16 entraînant en synchronisme à l'aide d'une transmission 17 telle qu'une courroie, un premier 19 et un deuxième 20 arbres à came permettant d'exercer un effort axiai sur les rouleaux. Tel que cela ressort clairement de la Fig» i, les cames des arbres à came 19 et 20 sont décalées angutairement entre elles d'une valeur égale à 180°,
Le premier arbre à came 19 agit sur la deuxième extrémité du premier rouleau S et plus précisément sur ia face transversale d'un arbre 21 s'étendant axiaîement à partir du premier rouleau 5. Selon une variante avantageuse de réalisation, le premier arbre à came 19 agit sur l'arbre 21, via une plaque 21a portée par l'arbre 21, Ainsi,, même lorsque ie premier rouleau S est déplacé verticalement, l'arbre à came 19 continue d'exercer un effort axial sur l'arbre 21 comme ceia sera expliqué plus en détails dans la suite de la description,
Le deuxième arbre â came 2© agit sur la deuxième extrémité du deuxième rouleau 6 et dans l'exemple illustré., du troisième rouleau 7 également. Selon cette variante illustrée, les deuxième et troisième rouleaux 6 et F sont équipés axlalement, à leur deuxième extrémité, d'arbres 22 en contact, par leur face transversale,, avec l'arbre à came 20 qui assure l'oscillation: axiale synchronisée des deuxième et troisième rouleaux 6 et 7. Ainsi, ies deuxième et troisième rouieaux 6 et 7 possèdent une oscillation axiale parfaitement synchronisée.
Les premières extrémités des premier, deuxième et troisième rouleaux §,« 6 et 7 sont sollicitées par un système élastique 25 venant compenser l'action exercée par les arbres à came Î9f 2© sur les deuxièmes extrémités des premier, deuxième et troisième rouleaux 5, i et 7, Dans l'exemple de réalisation illustré, le système élastique 25 comporte des empilements de rondelles Belleville Interposées entre d'une part, un support 28 et d'autre part, chaque arbre 14 et un arbre 29 s'étendant axialement à partir de la première extrémité du premier rouleau 5. Selon une variante avantageuse de réalisation, un empilement de rondelles Belleville 25 agit sur l'arbre 29 via une plaque 2§a portée par l'arbre 29. Ainsi même lorsque 1e premier rouleau 5 est déplacé verticalement, l'empilement de rondelles Beiieviile 25 continue d'exercer un effort axial sur l'arbre 29 comme cela sera expliqué plus en détails dans la suite de la description.
Le système d'entraînement 15 tel que décrit ci-dessus permet d'assurer un contrôle parfait de l'amplitude de fonctionnement en opposition de phase entre le premier rouleau S d'une part et tes deuxième et troisième rouleaux i, 7 d'autre part. Par ailleurs, cette solution permet de garantir le mouvement souhaité des rouleaux malgré les phénomènes d'usure en raison de la suppression du jeu mécanique entre ies arbres à came et les rouieaux.
Bien entendu, la fréquence de vibration axiale est réglable par exemple de 5 à 50Hz par l'intermédiaire du réglage du moteur électrique 16. Typiquement, l'amplitude de l'oscillation axiale des rouieaux est de l'ordre de 0,5 mm,
La machine d'étalement i comporte également pour le deuxième et troisième rouieaux 6 et 7, une séné de supports rigides 31 permettant de supporter sans flexion,, les rouleaux tout en autorisant leurs mouvements de rotation et d'oscillation. Dans l'exemple illustré, chaque support rigide 31 comporte une fourche ou berceau 32 fixé rigidement à un châssis 33 de préférence ancré rigidement au sol. Chaque fourche ou berceau 32 présente ainsi deux branches d'appui 34 équipées chacune d'un organe de roulement 35 pour un rouleau §f 7f pouvant recevoir à la fo s ie mouvement de rotation et ie mouvement d'oscillation. Dans l'exemple illustré sur la Fig. i, quatre supports rigides 31 supportent Ses rouleaux. Bien entendu, le nombre de supports rigides 31 peut être différent en fonction notamment de la longueur des rouleaux,
Conformément à .Invention, la machine d'étalement i comporte un système 40 pour créer la première génératrice de pression €i et dans l'exemple illustré,, également la deuxième génératrice de pression G2f avec des valeurs de pression réglables réparties selon la ou les génératrices, pour étaler la nappe 2 avec une faible variabilité d'épaisseur. En d'autres termes, le système 4H permet de moduler la pression à volonté, le long de ces génératrices de pression si,€2 pour appliquer une pression uniforme sur la nappe en tenant compte des différences initiales d'épaisseur de la nappe, en vue d'étaler la nappe avec une faible variabilité d'épaisseur.
Selon un exempl préféré de réalisation, le système 4Û comporte en tant que premier rouleau 5, un rouleau flexible et une série d'appuis localisés 42 à pression réglable, répartis selon l'axe du rouleau flexible 5 et agissant sur ie rouleau flexible S, Tel que cela ressort plus précisément de la Fig« 2, le premier rouleau S est monté de manière flexible selon son axe A dans le sens où il est libre de tout palier de guidage à ses deux extrémités, Le rouleau flexible 5 peut ainsi s'auto-positionner, sans contrainte aucune, entre les deux autres rouleaux 6 et 7> A l'Inverse, les deuxième et troisième rouleaux 6 et 7 sont rigides car ils se trouvent supportés sans flexion par le châssis 33. Chaque appui localisé 42 exerce sa pression sur le rouleau flexible 5, via des organes de roulement 43 à débattement axial. Ainsi, chaque appui localisé 42 est apte à exercer un effort de pression sensiblement vertical perpendiculaire à l'axe du rouleau flexible S tout en acceptant le mouvement de rotation et d'oscillation axiale du rouleau flexible 5. Par exemple, chaque appui localisé 42 est un vérin de pression 44 dont la tige est équipée d'un organe de roulement 43, Chaque vérin de pression 44 est relié à une unité de commande non représentée mais connue en soi, permettant de régler la pression exercée sur te rouleau flexible S, Dans l'exemple illustré sur la Fîg. I, Sa machine d'étalement 1 comporte quatre vérins de pression. Bien entendu, le nombre de vérins de pression 44 peut être différent,
Selon une variante avantageuse de réalisation, les appuis localisés 42 sont équipés d'un dispositif 4§ de régiage de leur position le long de l'axe du rouleau flexible S. Ainsi, les appuis localisés 42 peuvent êtr déplacés indépendamment les uns des autres, le long de Taxe du rouleau flexible S de manière à pouvoir exercer leur effort de pression en tous endroits choisis de la nappe 2, Dans l'exemple illustré, les vérins 44 sont montés coulissants le long d'un portique 45 surplombant à distance le rouleau flexible 5, Chaque vérin 44 est placé dans une position fixe à l'aide d'un système de verrouillage du corps du vérin sur le bâti, non représenté mais de tous types connus en soi.
Selon une variante avantageuse de réalisation., la machine d'étalement 1 selon l'invention comporte un système de reievage 48 du rouieau flexible S pour permettre les opérations de mise en place de la nappe 2 entre le rouleau flexible S et les rouleaux rigides S, 7. Dans l'exemple Illustré, le système de relevage 48 comporte deux vérins 49 fixés par leur corps sur l portique 45 et dont les tiges 49a agissent sur les arbres 2î et 29 détendant à partir des deux extrémités du rouleau flexible S, Il est à noter que le système élastique 2S agit sur l'arbre 2S du rouieau flexible S tandis que l'arbre à came 19 continue d'exercer un effort axial sur l'arbre 21, même lors des opérations de relevage du rouleau flexible s en raison de la présence des plaques d'extrémité 2i et 2§a, comme illustré sur la Fig, 3,
Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, la machine d'étalement selon l'invention comporte un système de chauffage Si de la nappe et des rouleaux lors du passage de la nappe entre les génératrices de pression, Le système de chauffage Si comporte une buse d'amenée 52 de l'air chaud produit par une unité de production d'air chaud non représentée mais connue en sol Cette buse d'amenée 52 débouche entre les deux rouleaux rigides 6 et 7 en dirigeant le flux d'air chaud vers le rouleau flexible S selon sa partie située entre les deux génératrices de pression Csi et C32, Typiquement, une unité de chauffage de type Leister est utilisée pour assurer la chauffe de la nappe 2 et des rouleaux jusqu'à une température de 80°C.
Dans la description qui précède, la machine d'étalement i comporte un rouleau flexible S et deux rouleaux rigides 6,7 définissant deux génératrices de pression 31, G2. Bien entendu, fa machine d'étalement 1 selon l'invention peut présenter un fonctionnement analogue en mettant en œuvre un seul rouleau rigide 6 définissant avec le rouieau flexible 5, une seule génératrice de pression Gi. Par ailleurs, la machine d'étalement 1 décrite ci- dessus, comporte en tant qu'appuis localisés 42, des vérins exerçant un effort de pression sur le rouleau flexible 5. D'autres solutions peuvent être envisagées en vue de créer des génératrices de pression avec des valeurs de pression réglables.
La machine d'étalement i selon { nvention est particulièrement adaptée pour étaler les fils de chaîne 3 et également tes fils de trame 4 lorsque la nappe 2 est un tissu,
La mise en œuvre d'un procédé d'étalement découle directement de la description qui précède.
Selon le procédé d'étalement d'une nappe 2 :
- on amène ia nappe 2 à défiler entre au moins deux rouleaux rotatifs S, 6-7 dont les axes A s'étendent parallèlement entre eux et sensiblement perpendiculairemen au sens de défilement de la nappe,
- on fait passer ia nappe sous pression entre au moins un génératrice de pression Gi des rouleaux entraînés en oscillation axiale et en opposition de phase,
- et on réalise au moins une génératrice de pression SI des rouieaux 5, 6-7 avec des vaieurs de pression réglables le long de ladite génératrice pour étaler ia nappe 2 avec une faible variabilité d'épaisseur,
Il doit être compris qu'il est ainsi possible de moduler ia pression entre le centre et les bords de la nappe 2 de teile sorte que le rouleau flexible 5 applique une pression uniforme sur ia nappe 2 compte-tenu des différences d'épaisseur de la nappe, Bien entendu., il peut être envisagé que les pressions soient identiques le long de la génératrice de contact.
Lors de cette opération d'étalement, la nappe 2 est maintenue sous une tension de faible valeur sensiblement constante,- à l'aide de systèmes appropriés de tension de la nappe 2, situés sur son parcours en amont et en aval des rouleaux de pression et conçus pour compense les efforts susceptibles d'apparaître par exemple en amont, à la sortie du métier à tisser etf en aval, au niveau de l'enrouleur de la nappe,
Selon une variante préférée de réalisation, on réalise lfun des rouleaux 5 flexible et l'autre 6-7 rigide et, on exerce sur ce rouleau flexible, sensiblement perpendiculairement à son axef des appuis localisés 42 répartis selon l'axe du rouleau et avec des valeurs réglables pour réaliser la génératrice à valeurs de pression réglables. Ainsi, des pressions de valeurs différentes sont exercées en différents endroits de Sa génératrice de pression pour assurer l'étalement correct des fils de la nappe 2.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention., le procédé consiste à régler la position des appuis localisés 42 selon Taxe du rouleau flexible de manièr choisir sélectivement les endroits où les pressions sont à appliquer Par exemple, il est possible de répartir les appuis localisés 42 de manière régulière selon l'axe du rouleau flexible, Toutefois, le réglage consiste à repartir les appuis localisés 42 au plus sur toute la largeur de la nappe 2, En effet, il convient quef quelle que soit la largeur de la nappe, les appuis iocaiisés 42 agissent toujours à l'Intérieur de ia zone délimitée en surplomb de la largeur de la nappe , En d'autres termes, les appuis iocaiisés 42 ne doivent pas agir sur une zone du rouleau flexible qui n'est jamais en contact avec ia nappe 2. Selon un exemple préféré de mise en œuvre,, la position des vérins qui sont voisins des bords de la nappe sont positionnés pour êtr distants d'au moins 50mm de ces bords. Typiquement, les vérins qui sont voisins des bords de la nappe sont positionnés pour être écartés de 150mm de ces bords, Les vérins situés entre ces deux vérins voisins des bords sont positionnés de manière que tous les vérins se trouvent écartés régulièrement. Par exemple,, le nombre de vérins est choisi afin que la distance entre deux vérins voisins soit au moins de 300mm, Selon une variante préférée de réalisation, Sa nappe 2 est amenée à passer sur la périphérie du rouleau flexible 5 entre deux génératrices de pression Gî, G2 avec des valeurs de pression localisées réglables. Ces deux génératrices sont délimitées entre le rouleau flexible 5 et deux rouleaux rigides 6, 7 entraînés, en synchronisme, en rotation et en oscillation. Avantageusement, la nappe 2 est amenée à passer sur le rouleau flexible S, entre 1/6 et 1/3 d la périphérie du rouleau flexible S.
Selon une caractéristique de l'Invention, la nappe 2 et les rouleaux sont chauffés lors de son passage entre la ou les génératrices de pression.
îl ressort de la description qui précède que l'invention permet d'étaler les fils de chaîne d'une nappe unidirectionnelle de fils de chaîne ou les fîis de chaîne et/'ou les fils de trame entrelacés d'un tissu. Les nappes textiles étalées seront au moins partiellement constituées de fils de renfort du type carbone, verre ou aramlde qui sont classiquement constitués d'un ensemble de filaments s'étendent selon la direction du fil.
De manière avantageuse, dans le cadre de l'invention, la nappe textile à étaler sera constituée,, soit exclusivement d'une nappe unidirectionnelle de fils de chaîne, soit d'un tissu constitué d'un entrelacement de fiis de chaîne et de fils de trame. Bien entendu, dans tous les cas, les fils ne sont pas solidarisés les uns aux autres par un quelconque liant ou mode de liaison mécanique du type couture ou tricotage qui entraverait leur déplacement les uns par rapport aux autres et n'autoriserait pas leur étalement. Dans le cas dfun tissu., ies fils de chaînes et les fils d trame sont tenus entre eux uniquement par le tissage. En particulier, dans le cas d'une nappe textile constitué d'une nappe unidirectionnelle de fils de chaîne, ces derniers seront constitués de fils de carbone, verre ou aramlde, Dans le cas, d'un tissu constitué d'un entrelacement de fils de chaîne et de fils de trame, il est possible soit d'étaler les fils de trame uniquement qui, dans ce cas, seront entrelacés avec des fils jouant le rôle de support tels que des fils de matière thermoplastique., soit d'étaler à la fois les fils de chaîne et les fils de trame. Dans tous ies cas, les fils destinés à être étalés dans le procédé selon l'invention sont constitués dfun ensemble de filaments pouvant librement se déplacer ies uns par rapport aux autres, et en particulier de fils de carbone. De tels fils pourront présenter initiaiement une section circulaire ou, de préférence, rectangulaire, mais en sortie du procédé selon l'invention, ils présenteront une section rectangulaire suite à l'application des forces de pression. De manière à permettre leur étalement, les fils à étaler seront ni imprégnés, ni enduits, ni associés à un quelconque lian polymérique qui gênerait le libre déplacement des filaments ies uns par rapport aux autres. Les fils à étaler sont, néanmoins, le plus souvent caractérisés par un taux massique d'ensimage standard pouvant représenter au plus 2% de leur masse.
Un fil de carbone est constitué d'un ensemble de filaments et comporte, en général, de I 000 à 80 000 filaments, avantageusement de 12 000 à 24 000 filaments. De façon, particulièrement préférée, dans le cadre de l'invention, des fils de carbone de I à 24 K, par exemple, de 3K, 6K, 12.K ou 24K, et préférentiellement de 12 et 24 , sont utilisés. Par exemple, les fils de carbone présents au sein des nappes unidirectionnelles, présentent un titre de 60 à 3800 Tex, et préférentiellement de 400 à 900 tex, La nappe unidirectionnelle peut être réalisée avec tout type de fils de carbone, par exemple., des fils Haute Résistance (HR) dont le module en traction est compris entre 220 et 241GPa et dont la contrainte à rupture en traction est comprise entre 3450 et 4830MPa, des fils de Module Intermédiaire (I ) dont le module en traction est compris entre 290 et 297GPa et dont la contrainte à la rupture en traction est comprise entre 3450 et 6200MPa et des Fils Haut Module (HM) dont le module en traction est compris entre 345 et 448GPa et dont la contrainte à rupture en traction est comprise entre 3450 et 5520Pa (d'après le « ASM Handbook », ISBN 0-87170-703-9, ASM International 2001).
La ig. 4k présente schématlquement un tissu avant étalement constitué d'un entrelacement de fils de chaîne et de fils de trame de largeur légèrement différente du fait du tissage. Il peut s'agir notamment de fils de carbone de 3 . Chacun des fils de chaîne et des fils de trame sont constitués d'un ensemble de filament Au départ, le facteur dbuverture de la nappe, textile est de 4%,
La Fig» 48 illustre le tissu obtenu après la mise en œuvre du procédé d'étalement conforme à l'invention. Ce tissu présente un taux dOF de 0% et des fils de chaîne et de trame de largeur différente.
Dans le cadre de l'invention, Il est possible que la nappe textile avant d'être soumise au procédé selon l'invention présente un facteur dbuverture nui ou non nul» Lorsqu'initlalement le facteur d'ouverture est non nul,, l'application du procédé selon ( nvention, entraine une diminution du facteur dbuverture qui accompagne l'obtention de l'homogénéisation de l'épaisseur de la nappe textile. Qu'initialement le facteur d'ouverture soit nul ou non nul, l'application du procédé selon l'invention entraîne une diminution de l'épaisseur du tissu par homogénéisation de l'épaisseur des fils le constituant, L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
Des exemptes de tissus de fils de carbone obtenus grâce au procédé selon l'invention sont décrits dans les exemples ci-après.
Figure imgf000023_0001
> Pompe à vide Leybold Systems vacuum de référence 501902 Machine tridimensionnelle Tesa « micro-hite DOC 3D »
> Plaque vitrée en verre trempé., épaisseur 8mm
> Bâche à vide film de ref 818260F 205°C Nylon 6 vert du fournisseur Umeeo,, Aerovac
Bidim A81050HÂ 380gsm 200°€ polyester épaisseur nominale non comprimée 6mm, fournisseur Umeco Aerovac.
> PC avec logiciel PODrn!s V42
> Palpeur bille 03 avec un déclenchement rnax de 0,06 M
> Roulette de découpe type Robuso > Gabarit de découpe 305x305 mm
> Prise de vide
Joint de mise sous vide SM5130 du fournisseur Umeco Aerovac.
> Mettre ia piaque en verre avec l'empilement de trois morceaux d'un même tissu, ainsi que l'environnement, dans l'ordre de bas en haut :
o Bidim (feutre connu de l'homme de l'art)
o Empilement de tissus dans la même direction, avec les fils de chaîne s'étendant dans ia direction parallèle à un bord du carré de 305 x 305mm
o Bâche à vide
S'assurer du bon niveau de vide (vide inférieur à 15 mbars}.
> Etablir une pression réduite d'un minimum de 15 mbars dans la bâche à vide, de manière à placer l'empilement sous une pression de 9?2mbar +/-3mbar.
> Il faut atteindre une stabilisation dimension ne Ile de l'empilemen de tissus sous pression réduite.
> Laisser l'empliement sous cette pression réduite au moins 30
minutes avant la prise des points.
Prendre un point physique sur la table en manuel (point: blanc haut gauche de la table) grâce au joystick (Jûysur la manette), valider puis passer en mode auto {aai®sur manette) :
> Passer en mode automatique et attendre que a mesure se fasse.
Le programme effectue une prise de 25 points de mesures grâc à son palpeur à déclenchement.
On répète la mesure de 25 points « à vide » c'est-à-dire sans l'empilement des trois tissus afin de mesurer l'épaisseur de la bâche à vide et de la vitre.
Ainsi par différence de mesure d'altitude entre, avec et sans empilement, nous avons une moyenne d'épaisseur de 25 points, sur Les facteurs d'ouverture ont été mesurés selon la méthode suivante, Le dispositif est constitué d'une caméra de marque SONY (modèle 5SC- DC58AP)f équipée d'un objectif de 10x, et d'une table lumineuse de marque Waidmann, modèle W LP3 NR,101381 230V 50HZ 2xi5W. L'échantillon à mesurer est posé sur ia table lumineuse, la caméra est fixée sur une potence, et positionnée à 29cm de l'échantillon, puis la netteté est réglée,
La largeur de mesure est déterminée en fonction d la nappe textile à analyser, à l'aide de la bague (zoom),, et d'une règle ; 10 cm pour les nappes textiles ouvertes (OF>2%), 1,17 cm pour les nappes textiles peu ouvertes (QF<2%).
A l'aide du diaphragme et d'un cliché témoin, la luminosité est réglée pour obtenir une valeur d!OF correspondant â celle donnée sur le cliché témoin.
Le logiciel de mesure par contraste Videomet, de la société Scion Image (Scion Corporation, USA), est utilisé. Après capture d limage, celle-ci est traitée de la façon suivante : à l'aide d'un outil, on définit une surface maximum correspondant à étalonnage choisi, par exemple pour 10 cm ~ 70 trous, et comportant un nombre de motifs entier, On sélectionne alors une surface élémentaire au sens textile du terme, c'est-à-dire une surface qui décrit la géométrie du tissu par répétition.
La lumière de la table lumineuse passant au travers des ouvertures du tissu,, I'OF en pourcentage est défini par cent multiplié par le rapport entre la surface blanche divisée par ia surface totale d motif élémentaire : 100 * (surface blanche / surface élémentaire),
Il est à noter que 1e réglage de la luminosité est important ca des phénomènes de diffusion peuvent modifier la taille apparente des trous et donc de I'OF. Une luminosité intermédiaire sera retenue, de telle sorte qu'aucun phénomène de saturation ou de diffusion trop importante ne soit visible.
Les tissus de largeur de 127cm présentant les masses surfaciquesf écarts types d'épaisseur, facteur d'ouverture, variabilité de facteur d'ouverture et présentés dans le Tal leay 2 ci-dessous, ont pu être obtenus grâce au procédé seion l'Invention,, en utilisant tes paramètres teis que définis dans ia Tableau 1.
La machine utilisée est conforme aux Fig. i et 2f avec des rouleaux de 60 mm de diamètre et une longueur de 1700mm, les vérins étant espacés entre eux de 320mm, les deux situés aux extrémités étant distants de 155mm du bord du tissu, Le Tableau i donne à titre d'exemple, pour les tissus présentés dans le Tabtea 2, ia force d'appui des 4 vérins 44 de pression (n°l à 4) pris d'un bord à l'autre du tissu, avec une vitesse de défilement de la nappe textile (mm/min), une fréquence (Hz) et une température (°C). Selon ces exemples de réalisation, des efforts plus importants sont appliqués dans la zone centrale du tissu 2 permettant un bon étalement du tissu ¾ en compensant la différence d'épaisseur existant initialement entre 1e centre et les bords du tissu, comme illustré sur Fig » S, Les fsis ÂS4 3K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford
USA) sont des fils Haute résistance de contrainte à la rupture de 4 33Mpa, de module de traction de 2316Pa présentent un titre de 200Tex avec des filaments de 7.1 microns.
Les fils AS4 12K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford USA) sont des fils Haute résistance de contrainte à la rupture de 433Mpa, de module de traction de 23iGPa présentent un titre de SÛQTex avec des filaments de 7.1 microns.
Les fils AS? 12K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford, USA) sont des fils Haute résistance de contrainte à la rupture de 4830Mpa, de module de traction de 241GPa et présentent un titre de SQOTex avec des filaments de 6,9 microns.
Les fils IM7 6K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford., USA) sont des fils Module Intermédiaire de contrainte à la rupture de 331ÛMpa, de module de traction de 276Gpa et présentent un titre de 223Tex avec des filaments de 5,2 microns.
Les fils IH7 Î2K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford, USA) sont des fils Nodule Intermédiaire de contrainte à la rupture de 5670Mpa, de module de traction de 276Gpa et présentent un titre de 446Tex avec des filaments de 5,2 microns.
A titre d'exemple le tissu 199g/m2 ÂS4 3 avant étalement a un facteur d'Ouverture moyen de 10,5% (12,5% sur les bords du tissu, 6,5% sur le centre du tissu) soit une variation de 6% de facteur d'ouverture entre centre et bord, et une épaisseur moyenne de 0,191mm (0,201mm sur les bords du tissu, 0,,187mm sur le centre du tissu) soit une variation d'épaisseur de 12% entre centre et bord> L'écart: type d'épaisseur de i 'em ilement de trois pils du tissu non étalé est de 0,055mm.
Après étalement, 1e facteur d'ouverture de ce même tissu passe à 0,1% en moyenne, soit une réduction de 99% par rapport au tissu non étalé, avec une variation maximaie de 0,5% Qui n'est d'ailleurs pas due à une augmentation des valeurs sur tes bords, le facteur d'ouverture moyen des bords et du centre étant égaux à 0,1%. Une grande partie des facteurs d'ouverture mesurés sont proches de 0%, et une faible population au-dessus de 0,1% jusqu'à 0,5% dans les cas rares, induisant une moyenne à 0,1% avec une variation maximum de 0,5%, L'épaisseur du tissu après étalement est de 0,177mm, soit réduite de 8% par rapport au tissu non étalé. L'écart type de i'ernpilement de trois plis du tissu étalé est de 0,030mm,, soit un gain de 45% par rapport au tissu non étalé. Ces informations sont rassemblées dans la Tableau 3 ci -après.
A titre d'autre exemple, un tissu de 75g m2 en ÂS C 3K aura un Facteur d'Ouverture moyen avant étalement de 45%, et un facteur d'ouverture moyen après étalement de 0,8%, soit un gain de 98%.
Dans tous les cas, la mise en ceuvre du procédé selon l'Invention entraine une diminution significative de l'écart-type de l'épaisseur, de l'épaisseur moyenne, du facteur d'ouverture et de sa variabilité. En particulier,
Quelle que soit la masse surfacique du tissu et le fil utilisé, grâce à l'application du procédé selon l'invention, le gain en écart type d'épaisseur de 3 plis sous une pression de 972mBar est égal au minimum à 20%, et dans la plupart des cas est supérieur à 30%. Tableau 1
Titrem Température
CWi et trame
fils/cm Tex °2 N°3 N°4 Hz "C lF88 IM7GP 6 HSCPSOOO 223 200 400 400 200 420 17 55
ÏStf/m* - ÂS ~ fûiie 1,88 AS4GP 3K HSCPSOOO 200"""" 200 400 400 200 420 17 55
2,2 ÏM7GP 6K HSCP6Q00 223 200 400 400 200 340 17 55
9Sg/ * - &S4 3¾ - Tssïle ¾ 5 AS4GP 3K HS;PSOOO 200 200 '400 400 200 340 17 55
ÏMAGS 12K HSCP60Q0 446 400 500 500 400 417 27 55
Ï99g m* AS 3K - TesSe 4,98 A54GP 3 HSCPSOOO 200 200 ' 400 400 200 500 17 55
199g/ m2 * âS4 12K - TeSIe 1,24 AS4GP 12K HSCP3000 800 200 400 400 200 600 40 55
300g/m* - AS? Ï2K ~ Sergé 2/2 1,21 AS7GP 12 HSCP4000 800 200 400 400 200 600 40 55
Tableau 2
Figure imgf000029_0001
0510
Figure imgf000030_0001

Claims

E ENDICATIONS
1 - Procédé d'étalement d'une nappe textile (2) comportant au moins des fils de chaîne (3)f selon lequel :
- on amène ia nappe (2) à dénier entre au moins deux rouleaux rotatifs (5), (6-7) dont Ses axes A s'étendent parallèlement entre eux et sensiblement perpendiculairement au sens de défilement de la nappe,
- on fait passer ia nappe sous pression entre au moins une génératrice de pression (Gl) des rouleaux entraînés en oscillation axiale et en opposition de phase,
caractérisé en ce qu'on réalise au moins une génératrice de pression (GI) des rouleaux (S), (6-7) avec des valeurs de pression réglables le long de ladite génératrice pour étaler ia nappe (2) avec une faible variabilité d'épaisseur.
2 - Procédé selon la revendication lf caractérisé en ce qu'on réalise S un des rouleaux (S), flexible et l'autre rigide {6-7} et on exerce sur ce rouleau flexible, sensiblement perpendiculairement à son axe, des appuis locaiisés (42) répartis selon l'axe du rouleau et avec des valeurs réglables pour réaliser ia génératrice à valeurs de pression réglables,
3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qull consiste à régler ia position des appuis localisés (42) selon l'axe du rouleau flexible.
4 - Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qull consiste à répartir les appuis localisés (42) de manière régulière selon Taxe du rouleau flexible.
5 ~ Procédé selon l'une des revendications i à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à repartir les appuis localisés (42) au plus sur toute la largeur de ia nappe (2).
6 » Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en c qull consiste à amener la nappe (2) à passer sur la périp érie du rouleau flexible entre deux génératrices de pression (Glr 332) avec des valeurs de pression localisées réglables de deux rouleaux rigides (6,7) entraînés, en synchronisme, en rotation et en oscillation. 1 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé ers ce qu'il consiste à amener la nappe (2) à passer entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du rouleau flexible (5).
8 - Procédé selon Tune des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qull consiste à chauffer la nappe (2) Sors de son passage entre la ou les génératrices de pression.
9 » Procédé selon Tune des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à amener comme nappe (2), un tissu comportant des fils de chaîne (3) et des fils de trame (4) chacun constitué d'un ensemble de filaments pouvant se déplacer librement les uns par rapport aux autres au sein dudlt fil, l'étalement étant réalisé sur Ses fils de chaîne et les fils de trame,
10 - Procédé seSon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qui! consiste à régler les valeurs de pression Se long de la ou les génératrices de pression (Gl, £2} pour appliquer une pression uniforme sur la nappe (2) tenant compte des différences initiales d'épaisseur de la nappe,
11 - Machine d'étalement de nappes (2) composée au moins de fils de chaîne (3), comportant :
~ au moins deux rouleaux rotatifs (S), (6~?) dont les axes s'étendent parallèlement entre eux et perpendiculairement à une génératrice de pression (Gi), (62) délimitée entre les deux rouleaux,
- une motorisation (10) en rotation pour au moins un rouleau.,
- et un système d'entraînement (15) des rouleaux en oscillation axiale en opposition de phase,
caractérisée en ce qu'elle comporte un système (40) pour créer la génératrice de pression (Gl, 2) avec des valeurs de pression réglables réparties selon ladite génératrice,, pour étaler la nappe (2) avec une faible variabilité d'épaisseur.
12 - Machine d'étalement selon la revendication 11,. caractérisée en ce que le système (40) pour créer Sa génératrice de pression comporte parmi les rouleaux rotatifs, un rouleau flexible (S) et une série d'appuis localisés (42) à pression réglable, répartis selon l'axe du rouleau flexible et agissant sur le rouleau flexible (5) supporté par au moins un rouleau rigide (6, 7).
13 - Machine d'étalement selon la revendication 12, caractérisée en ce que les appuis localisés (42) sont équipés d'un dispositif de réglage (46) de leur position le long de Taxe du rouleau flexible,
14 - Machine d'étalement selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce que Ses appuis localisés (42) exercent leur pression sur le rouleau flexible (S), via des organes de roulement à débattement axial (43),
15 ~ Machine d'étalement selon l'une des revendications 12 à 1.4, caractérisée en ce que le rouleau flexible (S) délimite avec deux rouleaux rigides (§/ 7) dont les axes s'étendent parallèlement entre eux., deux génératrices de pression (Gi,€ ) avec des valeurs de pression localisées réglables., ces deux génératrices (Si, G2) étant écartées entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du rouleau flexible (S),
16 - Machine d'étalement selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisée en ce que les rouleaux (S., 6, 7) possèdent un diamètre compris entre 30 mm et 60 mm.
17 - Machine d'étalement selon Tune des revendications 12 à 16, caractérisée en ce qu'elle comporte pour chaque rouleau rigide, une série de supports rigides (31) comportant chacun un berceau (32) fixé à un châssis (33) et présentant deux branches d'appui (34) équipées chacune d'un organe de roulement (35) pour un rouleau rigide, possédant un mouvement de rotation et un mouvement de translation selon Taxe des rouleaux rigides,
18 " Machine d'étalement selon la revendication 11, caractérisée en ce que le système d'entraînement (ÎS) des rouleaux en oscillation axiale et en opposition de phase comporte un moteur (16) entraînant en synchronisme à l'aide d'une transmission (17), deux arbres â came (19, 20) décalés à 180° dont l'un (19) agit sur l'une des extrémités du rouleau flexible (S) et dont l'autre agit sur l'une des extrémités du ou des rouieaux rigides (6, 7), l'autre extrémité des rouleaux étant sollicitée par un système élastique (25).
19 - Hachine d'étalement selon l'une des revendications II à 18, caractérisée en ce qu'elle comporte un système de relevage (48) du rouleau flexible (5) dont les extrémités sont pourvues de plaques (21a, 2§a) sur
Tune desquelles agit le système élastique (25) et sur l'autre desquelles agit l'arbre à came (19).
20 - Machine d'étalement selon l'une des revendications 11 à 19., caractérisé en ce qu'elle comporte un système de chauffage (Si) de la nappe (2) lors du passage de la nappe entre les génératrices de pression.
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