WO2017085411A1 - Materiau composite comprenant un film chauffant electrique, panneau d'habillage d'un vehicule ou baignoire comprenant un tel materiau composite - Google Patents

Materiau composite comprenant un film chauffant electrique, panneau d'habillage d'un vehicule ou baignoire comprenant un tel materiau composite Download PDF

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composite
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Definitions

  • COMPOSITE MATERIAL COMPRISING AN ELECTRIC HEATING FILM, COMPOSITE CLADDING PANEL OF A VEHICLE COMPRISING SUCH A COMPOSITE MATERIAL, AND COMPOSITE BATHTUB COMPRISING SUCH A COMPOSITE MATERIAL
  • the present invention relates to a composite material comprising an electric heating film.
  • the present invention relates in particular to a composite trim panel for a vehicle, or a composite bath, comprising said composite material so as to form a heating panel or heating bath.
  • Vehicle heating is usually provided by a central heater including a radiator, often placed near the dashboard, using the coolant that has passed through the hot engine. The hot air is then diffused, in one or more zones in the cockpit to warm it up.
  • auxiliary heaters for example blowers, are added; which are usually electrically connected to the battery or the fuel tank.
  • Known heating devices do not allow to obtain a rapid and homogeneous heating of the passenger compartment, especially when the passenger compartment is large volume in the case of minibus or bus or bus. This often results in overheating of the passenger compartment and therefore significant discomfort for users.
  • the diffusion of hot air is poor and the hot air propulsion is very uncomfortable, especially for users near the source of hot air propulsion.
  • the present invention thus seeks to provide a heating device for a vehicle, in particular for the collective transport of persons, to ensure a rapid and homogeneous heating of the passenger compartment, and this in a controlled manner, and possibly individualized, depending on the areas of the cockpit.
  • the present invention aims to provide a vehicle heater that is energy efficient and limits heat loss.
  • the present invention also aims to provide a comfortable heating device having a good life, not diffusing a source of hot air directly in contact with users.
  • the subject of the present invention is, according to a first aspect, a composite material comprising an aesthetic outer layer, at least one inner layer of a first fibrous reinforcement impregnated with a first resin and at least one outer layer of a second fibrous reinforcement. impregnated with a second resin, the first resin being identical to or different from the second resin, the first reinforcement being identical to or different from the second reinforcement.
  • the composite material comprises at least one electric heating film, having electrical connection means, disposed between said at least one inner layer and said at least one outer layer, said electrical connection means being free in order to be electrically connected to a source of electrical power.
  • an electric heating film is combined with two inner and outer composite layers by being sandwiched between them.
  • the radiation of the heat, in particular infra-red rays, generated by the electric heating film, is improved because it is integrated in the composite material.
  • the electric heating film is perfectly integrated into the structure composite material which facilitates its handling and improves the safety of the user.
  • the inner and outer layers also serve as a fire protection layer of the electric heating film.
  • the first resin of the inner layer and / or the second resin of the outer layer and / or the main resin defined below, and / or the resin of the outer aesthetic layer is / are chosen from the following thermosetting (s) and / or thermoplastic resin (s): unsaturated polyester resins, vinylester resins, epoxy resins, acrylic resins, or mixtures thereof; still more preferably selected from: unsaturated polyester resins, vinylester resins, acrylic resins, or mixtures thereof; especially from unsaturated polyester resins.
  • the resin (s) may be thermosetting (s) or thermoplastic (s), and in particular thermoplastic (s).
  • the unsaturated polyester resins may be chosen from unsaturated (ortho) (iso) phthalic polyester resins, such as those known under the references NORESTER 877 NPA (isophthalic resin, density of 1.10 g / cm 3 ) or NORESTER 513 TPA (resin orthophthalic / dicyclopentadiene (DCPD) laminating, density ranging from 1.10 g / cm3 to 1.20 g / cm 3 ) (these resins being marketed by Nord Composites).
  • NPA isophthalic resin, density of 1.10 g / cm 3
  • DCPD dicyclopentadiene
  • the vinylester resin may be the NORESTER 822 GC188 resin marketed by NORD COMPOSITES (density of 1.10 g / cm 3 ).
  • the polyacrylic resin may be a resin of the ELIUM range, in particular ELIUM (in two parts), Arkema (density of 1.19 g / cm 3 ), for example the references ELIUM RT-300 or ELIUM RT 100.
  • the resin of the aesthetic outer layer is, for example, an NPG type gel coat (neopentylgiycol) / isophthalic polyester resin, such as an isophthalic gel coat / NPG 015 having a density of 1.30 g / cm 3 of Nord Composites.
  • NPG type gel coat neopentylgiycol
  • isophthalic polyester resin such as an isophthalic gel coat / NPG 015 having a density of 1.30 g / cm 3 of Nord Composites.
  • the first fibrous reinforcement and / or the second fibrous reinforcement is made from fibers and / or multifilament yarns and / or spun yarns of fibers, selected alone or as a mixture.
  • first fibrous reinforcement and / or the second fibrous reinforcement are pre-impregnated with resin (first or second resin).
  • said spun yarns of fibers and / or multifilament yarns and / or fibers are chosen from the following materials: glass, carbon, aramid (meta-aramid, para-aramid), flax, polyester (polyethylene terephthalate), or their mixture .
  • the first fibrous reinforcement and / or the second fibrous reinforcement is / are chosen from: a fabric, a knit, a nonwoven, a felt, a sheet of threads and / or fibers, or their combination (called fibrous complex).
  • the first fibrous reinforcement may be a fibrous complex called bi-axial type tissue, in particular (0 ° / 90 °), with a basis weight greater than or equal to 50 g / m 2 and less than or equal to 950 g / m 2 , preferably a basis weight greater than or equal to 300 g / m 2 and less than or equal to 800 g / m 2 , in particular of the order of 500 g / m 2 .
  • a bi-axial type fabric comprises, by definition, a first ply of parallel threads oriented along an axis P and a second ply of parallel threads oriented along an axis T, P and T forming between them a given angle, for example of 45.degree. or 90 °, in particular 90 °.
  • Said first and second plies are secured, preferably by a sewing thread (for example by stitching).
  • the first fibrous reinforcement may also be a fibrous complex of ROVIMAT® type (Chomarat), in particular a ROVIMAT WR800M fibrous complex, for example 1280 g / m2; or of the ROVICORE® (Chomarat) type, in particular a ROVICORE 300 / D3 / 300 fibrous complex, for example of approximately 780 g / m 2.
  • the fibrous complex may comprise a layer of short fibers (in particular having a length of 5 mm), in particular glass fibers, and a basis weight of between 250 and 650 g / m 2 , in particular between 350 and 550 g / m 2. 2 , and a layer of a fabric (warp and weft) made of glass yarns having a basis weight of between 600 and 1000 g / m 2 , in particular between 700 and 900 g / m 2 .
  • the two layers are secured, for example using a sewing thread (by stitching).
  • the fibrous complex may comprise a first layer of a fiberglass mat having a basis weight of between 200 and 600 g / m 2 , in in particular between 250 and 350 g / m 2 , a synthetic nonwoven core, for example polyester (PET), having a basis weight of between 100 and 300 g / m 2 , in particular between 150 and 250 g / m 2 , and finally a second layer of a fiberglass mat equivalent to the first layer.
  • the set of layers and the core are secured, preferably by stitching a sewing thread (eg PET yarn).
  • the nonwoven may be a MAT nonwoven, for example a MAT-M405 nonwoven, for example of 450 g / m 2 .
  • the felt may be a CORE MAT type felt, in particular 4mm thick.
  • the sheet of yarns and / or fibers may be a sheet of MAT type FB, for example 450 g / m 2 .
  • the inner layer, and optionally the outer layer is obtained by spraying a first resin, possibly the second resin with respect to the outer layer, loaded with fibers, in particular fiberglass.
  • said at least one inner layer of a first fibrous reinforcement (optionally pre-impregnated with a first resin), said heating film (optionally pre-impregnated with a resin which may be chosen from resins provided for the first and second resins), said at least one outer layer of a second fibrous reinforcement (optionally pre-impregnated with the second resin); are disposed on the surface of the matrix (mold surface) coated with the resin intended to form the outer layer aesthetic (gel coat).
  • This process may also be referred to as draping (the fibrous reinforcements are at this point between the die and the punch).
  • the mold is then closed using a counter-mold, in particular using a sealed silicone membrane, and then the main resin or first resin or second resin is then infused (under vacuum) or injected into the mold.
  • the assembly comprising said inner and outer layers, and the heating film to form the composite material according to the invention.
  • the first fibrous reinforcement of the inner layer, and optionally the second fibrous reinforcement of the outer layer comprises fibers of glass and / or linen.
  • glass fibers or glass fibers are referred to in the present text, except when the glass fibers are indicated as part of nonwovens in which case these fibers are short fibers.
  • the aesthetic resin outer layer is preferably a gelled coating (referred to in the art as the gelcoat), especially an epoxy resin or an unsaturated polyester resin.
  • Said outer aesthetic layer may also comprise one or more pigments. This aesthetic outer layer improves the surface appearance of the composite material.
  • the aesthetic exterior layer of resin is preferably projected onto the matrix (ie the bottom of the mold) before the draping operation, which draping operation then consists in arranging the first and second fibrous reinforcements and the electric heating film according to the invention. invention on said aesthetic outer layer.
  • the first resin impregnating the first fibrous reinforcement of the inner layer and / or the second resin impregnating the second fibrous reinforcement of the outer layer, and possibly the main resin used for molding the composite material is / are treated ) flame retardant (s), in particular flame retardant additives (to prevent ignition or to delay and slow the spread of flame by interrupting or interfering with the combustion process), such as additives chlorinated, brominated, antimony oxides (antimony trioxide); aluminum hydroxides; mineral polyphosphates such as ammonium polyphosphate; organic phosphates, zinc hydroxystannate, and possibly their mixture.
  • flame retardant additives such as additives chlorinated, brominated, antimony oxides (antimony trioxide); aluminum hydroxides; mineral polyphosphates such as ammonium polyphosphate; organic phosphates, zinc hydroxystannate, and possibly their mixture.
  • the outer layer and / or the inner layer is / have a thickness of between 0.5 mm and 3 mm, more preferably between 1 mm and 2 mm.
  • the electric heating film comprises two electrically conductive side portions spaced apart from a central portion which is configured to radiate infra-red rays, i.e., heat.
  • the lateral conductive parts comprise copper and the central part comprises carbon, especially carbon fibers.
  • the electric heating film has an ohmic resistance greater than or equal to 5 ohms and less than or equal to 10 ohms.
  • the electric heating film has a thickness of between 100 ⁇ and 3 mm, more preferably between 150 ⁇ and 450 ⁇ (terminals included).
  • the composite material according to the invention can be integrated into the structure of another composite material or be used alone.
  • the composite material according to the invention, integrated or not into the structure of another composite material, is shaped according to the intended application by molding.
  • the composite material according to the invention is preferably molded by any technique for manufacturing composite materials known to those skilled in the art, and in particular by infusion under vacuum, by injection or resin transfer molding (resin transfer molding).
  • the composite material according to the invention may comprise a main resin, which may be the same or different from the first resin or the second resin, and which is infused or injected into the mold during the manufacture of the composite material.
  • the said inner (and outer) layers and the said at least one heating film are thus embedded in a main matrix.
  • the aesthetic outer layer, at least said inner layer, the electric heating film, at least the outer layer, and optionally other impregnated or non-impregnated reinforcing elements are arranged in a mold, then The assembly is molded, for example by injection or infusion (especially under vacuum), using a main resin.
  • the principal resin may be a vinyl resin, e.g. NORESTER 822 GC188 resin marketed by North Composites (density 1.10 g / cm 3).
  • the aesthetic outer layer has a thickness greater than or equal to 200 ⁇ and less than or equal to 2 mm, in particular less than or equal to 1 mm, for example of the order of 600 ⁇ .
  • said at least one inner layer and therefore the aesthetic outer layer, is oriented with respect to the volume of air or liquid (by example of water) to heat or maintain temperature.
  • the composite material according to the invention may also comprise other fibrous or non-resin impregnated reinforcements, impregnated with resin or not, depending on the intended application.
  • the electric heating film comprises an inner heating face, facing said at least one inner layer of the first fibrous reinforcement impregnated with a first resin, said inner face comprising two electrically conductive side portions, preferably said side portions each being formed of a copper strip.
  • the electric heating film comprises inner and outer layers, and an intermediate layer disposed between said inner and outer layers
  • the inner layer of the heating film is a textile, in particular a fabric, comprising glass wires
  • the outer layer of the heating film is a textile, especially a fabric, comprising glass yarns.
  • the inner layer and the outer layer of the heating film are each in a textile, especially chosen from: a knit, a fabric, a nonwoven, a felt, or their combination, preferably fibers / glass threads.
  • the electric heating film comprises a layer of carbon fibers (possibly mixed with glass fibers), disposed between inner and outer layers (in particular the carbon fibers and the glass fibers are distributed homogeneously ).
  • This layer of carbon fibers offers good resistivity and can very effectively diffuse the heat produced by the heating film.
  • the layer of carbon fibers (optionally mixed with glass fibers) has a surface electrical resistance greater than 0 Ohm / square and less than or equal to 25 Ohm / square, in particular less than or equal to 10 Ohm / square.
  • the carbon fibers, and optionally the glass fibers (added to provide mechanical strength in particular), have a length greater than 4 mm and less than or equal to 20 mm, in particular less than or equal to 8 mm.
  • the layer of carbon fibers (optionally mixed with glass fibers) has a basis weight, preferably greater than or equal to 5 g / m 2 and less than or equal to 80 g / m 2 , in particular less than or equal to 25 g / m 2. g / m 2 .
  • said layer of carbon fibers (optionally mixed with glass fibers) is a nonwoven, in particular a veil of carbon fibers.
  • the nonwoven in particular the web, comprises more than 90% by weight, more preferably more than 95% by weight, of its total mass of carbon fibers.
  • the nonwoven may be a nonwoven of the wetlaid type.
  • the carbon fibers are obtained from the polyacrylonitrile (PAN) fibers.
  • PAN polyacrylonitrile
  • the inner, middle and outer layers of the heating film are embedded during the molding of the composite material in the main resin, the first resin or the second resin as defined in the present invention.
  • the heating film according to the invention may be pre-impregnated with the main resin, the first resin or the second resin although this is not preferred.
  • the carbon fibers have a carbon content in mass relative to their total mass, greater than or equal to 70%, more preferably greater than or equal to 85%.
  • the layer of carbon fibers (optionally mixed with glass fibers) forms an intermediate layer.
  • the heating film according to the invention represents from 50% to 80%
  • the total density of the intermediate layer of carbon fibers, and the inner and outer layers is between 100 g / m 2 and 550 g / m 2 , more preferably between 100 g / m 2 and 300 g / m 2.
  • m 2 more preferably of the order of 250 g / m 2 +/- 15 g / m 2 .
  • the inner layer of the heating film comprises a textile, in particular a fabric, comprising glass yarns.
  • the inner layer further comprises conductive side portions which combined with the textile, especially the fabric forms the inner heating surface of the heating film.
  • the composite material according to the invention comprises at least one drainage sheet and infusion of the resin, said sheet being disposed between said at least one inner layer (of a first fibrous reinforcement) / external ( a second fibrous reinforcement) and said heating film.
  • said composite material comprises at least two drainage and infusion sheets, one sheet being disposed between said at least one inner layer and said heating film, and the other sheet being disposed between said at least one outer layer and said heating film.
  • the drainage sheet comprises days passing right through it throughout its thickness (exerting a shearing effect on the resin during its diffusion), in particular days having a dimension greater than or equal to 1 mm, in particular less than or equal to 10 mm, for example of the order of 3 mm.
  • said sheet is a textile, for example a knit or a fabric, in particular polyethylene terephthalate (PET) marketed under the reference G 'fusenet-1 / 150-100, with a weight per unit area of the order of 100 g / m 2 , by Gazechim Composites.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the outer face of the heating film is in a thermally insulating material.
  • the outer layer comprising the textile in particular the fabric, in particular comprising glass yarns, serves as a thermally insulating material.
  • the intermediate layer is sandwiched between two adhesive layers in order to secure the intermediate layer to the inner and outer layers of the heating film.
  • the adhesive layers may be a film or a hot-melt or thermosetting nonwoven, for example a PET web.
  • the composite material comprises two inner layers of first fibrous reinforcement impregnated with a first resin, and possibly two outer layers of second fibrous reinforcement impregnated with a second resin.
  • This arrangement further improves the thermal radiation of the composite material and also improves the fire resistance.
  • the first fibrous reinforcement and possibly the second fibrous reinforcement, comprises a sheet of multifilament yarns and / or fibers and / or spun yarns of fibers.
  • the object of the present invention is, according to a second aspect, a composite trim panel of a vehicle comprising a power supply source and advantageously comprising a composite material according to any one of the embodiments defined above in accordance with FIG. reference to a first aspect.
  • the arrangement of an electric heating film in a composite panel allows the heat to be diffused progressively towards the passenger compartment without resorting to a blower.
  • the vehicles targeted in the context of the present invention and which will comprise a heating composite panel heating are preferably commercial vehicles (used in many trades such as including building trades, movers, police forces or civil security), public transport vehicles, such as minibuses, coaches, buses, and ambulances, and possibly motorhomes.
  • the steel walls and reinforcements are for the most part laid bare in order to have new dressing panels.
  • This decorative trim protects passengers from sharp walls and isolates the cabin from cold and heat.
  • the heating composite panel according to the invention is mounted on the vehicle during its processing and therefore the layout of the technical and / or aesthetic panels.
  • the heating composite panel according to the invention being disposed in a vehicle, the latter must meet many safety rules, in particular as to the standards of fire resistance.
  • the composite material according to the invention and therefore the composite cladding panel, must comply with the directive 95/28 / EC provided for the materials used in the manufacture of a vehicle.
  • the inner and outer layers thus make it possible to act as a fire protection layer for the electric heating film.
  • the object of the present invention is, according to a third aspect, a vehicle comprising a power supply source, and advantageously at least one covering panel defined according to a second aspect of the invention.
  • the electrical connection means of the trim panel are connected to a power source of the vehicle, for example a battery.
  • a vehicle may include several composite cladding panels heated according to the areas that are to be heated.
  • the vehicle comprises a temperature control thermostat and a temperature sensor, preferably disposed in the passenger compartment of the vehicle passengers, electrically connected to the heating film (s) said at least one covering panel via the electrical connection means of the heating film.
  • a single temperature control thermostat and a single temperature sensor are electrically connected to each of the heating films of the cladding panels.
  • said at least one trim panel is disposed in the vehicle in at least one of the following locations: side medallions, uprights, floor or flag.
  • the heating composite trim panel is removably secured to a main trim panel, particularly the heating composite trim panel is embedded in the main trim panel.
  • the main cladding panel thus comprises an opening, crossing or not, receiving the composite cladding panel, the composite cladding panel being removably secured to the main cladding panel by means of removable fastening members .
  • the subject of the present invention is, according to a fourth aspect, a composite bathtub advantageously comprising a composite material according to any one of the alternative embodiments defined with reference to the first aspect of the invention.
  • the first resin and the second resin, and optionally the main resin are polyacrylic resins.
  • the composite material is molded in the form of a bath and comprises at least two electric heating films, each heating film is disposed along a side wall of the bath.
  • the user can maintain the temperature of the volume of water contained in the bath at a temperature close to the initial temperature of the volume of water, or at least slow down the rate at which the volume of water cools.
  • the subject of the present invention is, according to a fifth aspect, a device comprising a composite bathtub defined according to one of the variant embodiments with reference to a fourth aspect of the invention, advantageously comprising a temperature sensor arranged in said bath so that to measure the temperature of the water contained in the bath, a thermostat for regulating the temperature (of the water contained in the bath), and possibly an electrical transformer, electrically connected to the heating film (s) (s) ) of the composite material via the electrical connection means of the film (s) heater (s).
  • the device further comprises a remote control member of the temperature control thermostat.
  • said remote control member is a fixed control member (for example fixed in the room receiving the bath) or portable, such as a digital tablet, a laptop, a mobile phone, the latter comprising preferably an application dedicated to controlling the temperature of the water in the bath, or a remote control device dedicated to regulating the temperature of the water in the bath.
  • FIG. 1 is a schematic representation in perspective of an example of trim panel
  • FIG. 2 is a schematic representation seen along the sectional plane II-II shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a detailed representation of the heating film according to section plane II-II;
  • FIG. 4 is a diagrammatic representation, seen from the side and in section, of the arrangement of the composite trim panel shown in FIG. 1 in a vehicle;
  • FIG. 5 is a diagrammatic representation of the wiring diagram of a vehicle comprising at least three composite heating panels according to the invention.
  • FIG. 6 is a schematic representation of an example of composite bath according to the invention comprising a composite heating film. Detailed description of the examples of embodiment
  • the composite trim panel 1 shown in Figures 1 and 2 comprises a composite material 2 having inner faces 2a and outer 2b opposite.
  • the composite material 2 comprises in this order: two layers external fibers of second fibrous reinforcements impregnated with a second resin 3,4, an electric heating film 5 having electrical connection means 6,7 and two internal layers of first fibrous reinforcement impregnated with a first resin 8,9, and a layer aesthetic exterior 2.
  • connection means 6, 7 of the heating film 5 project from the heating composite panel 1 as shown in FIG. 1.
  • the connection means 6, 7 are free so that they can be connected to a power source. electric, in particular to a battery of a vehicle.
  • the heating film 5, shown in section in FIG. 3, comprises inner and outer layers 11 and an intermediate layer 12 disposed between said inner and outer layers 11.
  • the intermediate layer 12 comprises carbon fibers, in this specific example the intermediate layer comprises a web of carbon fibers (wet ugly type) having a basis weight of the order of 18-22 g / m 2 .
  • the carbon fibers have a length of the order of 5 mm.
  • the inner and outer layers 10 and 11 each comprise a fabric of glass multifilament yarns, especially plain weave.
  • the weight per unit area of a glass fabric is of the order of 90 g / m 2 .
  • the surface weight of the heating film 5 (including with the electrodes) is of the order of 250 g / m 2.
  • the heating film 5 has in this specific example a thickness of the order of 0.45 mm.
  • the inner layer 10 further comprises two electrically conductive side portions 14,15 from which the connection means 6,7 are projected, in particular two connection cables for the positive and negative poles.
  • the electrically conductive parts 14, 15 are thin strips of copper.
  • the copper strips are about 2 cm wide. These thin copper strips can be connected by elongated copper elements (extending transversely between the conductive parts 14,15), for example copper wires, to improve the propagation of heat.
  • the inner layer 10 thus acts as a heating face.
  • the intermediate layer 12 makes it possible to radiate the infra-red rays and thus to diffuse the heat.
  • the glass fabrics improve the diffusion of the first resin or the second resin and possibly a main resin, if an additional resin is used.
  • the glass fabrics also mechanically strengthen the film heating 5.
  • the composite material 2 also comprises two drainage and diffusion sheets (not shown), one sheet being disposed between the inner layer 8 and the heating film 5, the other sheet being disposed between the outer layer 4 and the heating film 5.
  • a duster and infusion sheet is a polyethylene terephthalate (polyester) fabric marketed under the reference G 'fusenet-1 / 150-100, with a weight per unit area of the order of 100 g / m 2 , Gazechim Composites.
  • the first fibrous reinforcement of the inner layers 8, 9, and the second fibrous reinforcement of the outer layers 3, 4 are long glass fiber sheets, in this example the first and second fibrous reinforcements are identical and it is a bi-axial (0 ° / 90 °) glass fabric of 500 g / m 2 .
  • the first resin impregnating the first fibrous reinforcements of the inner layers 8, 9 is identical to the second resin impregnating the second fibrous reinforcements of the outer layers 3, 4.
  • This resin is in this specific example treated flame retardant, and includes in particular chlorinated or brominated additives.
  • Said resin is preferably an unsaturated polyester resin, in this specific example it is the unsaturated polyester resin NORESTER 877 NPA (isophthalic resin, density of 1.10 g / cm 3 ).
  • the bi-axial glass fabric has a thickness of the order of 1.5 mm, which represents a thickness of about 3 mm for the inner layers 8 and 9 and also a thickness of about 3 mm. for the outer layers 3 and 4.
  • the aesthetic outer layer 16 is in this specific example a gel coat, in particular an epoxy resin or preferably a gel coat of the NPG (neopentyl glycol) / isophthalic polyester resin type, such as an isophthalic gel coat / NPG 015 having a density of 1.30 g / cm 3 of North Composites, in particular pigmented.
  • the thickness of the aesthetic outer layer is of the order of 600 ⁇ .
  • the composite material 1 is molded, in particular by vacuum infusion.
  • a gelled coating that is to say an epoxy resin or in this specific example the aforementioned gel coat, optionally pigmented, is placed in a mold, then the inner layers 8 and 9, the heating film 5, and the outer layers 3,4 are arranged in this order in the mold.
  • a counter-mold is disposed on the mold to close it and to create the vacuum to suck a main resin, also an unsaturated polyester resin, in this particular example, the main resin is identical to the first resin and the second resin.
  • the composite material 2 thus comprises about 2000 g / m 2 of fibrous reinforcements, about 200 g of drainage and infusion leaves, 250 g / m 2 of heating film, and about 1250 g / m 2 of resin forming the matrix.
  • the heating composite trim panel 1 is disposed in operation between the outer part 19 of a vehicle and the passenger compartment 13.
  • the trim panel 1 is embedded in an opening in a trim panel main 20 and secured to the latter by removable fasteners.
  • the connection means 6,7 of the heating film 5 are thus projected between the outer part 19 and the composite covering panel 1.
  • the heating film 5 is not in direct contact with the users in the passenger compartment, users seeing only the aesthetic outer layer 16.
  • FIG. 5 shows the wiring diagram of a vehicle according to the invention comprising three composite heating panels 30,31,32 panels equivalent to the panel 1 described above.
  • Each of the cladding panels 30, 31, 32 can be independently activated by means of an individual switch and is controlled by a thermostat 40 for regulating the temperature.
  • These heating trim panels 30,31,32 are electrically connected to a power source of the vehicle, in this specific example to a battery 41, in this specific example of 12 volts.
  • the trim panels 30,31,32 are individually electrically connected to fuses 36,37,38 (having 10 amp resistors), the fuse 39 (of 3 amperes) is added in parallel, the latter can be tripped by each of said panels 30, 31, 32 or collectively through the main fuse 42.
  • the trim panels 30, 31, 32 and the thermostat 40 are also connected to a temperature sensor 43 disposed in the passenger compartment.
  • the central heating composite cladding panel 31 is disposed at the floor of the vehicle and the side heating composite cladding panels 30,32 are arranged at the lateral medallions of the vehicle.
  • the user adjusts the desired temperature using the thermostat 40 which in return or not feeds the electrical heating panels 30,31,32 by the activation of electrical switches 33,34,35.
  • the conductive parts of the heating films heat the intermediate layers and the inner and outer layers of the latter which radiate the infra-red, and thus diffuse the heat.
  • the heat is then diffused through the inner and outer layers of first and second fibrous reinforcements.
  • the construction of composite trim panels 30, 31, 32 makes it possible to propagate this radiation towards the passenger compartment 13 in a homogeneous and rapid manner.
  • the assembly or the trim panels separately are disabled using the switches 33,34,35.
  • Figure 6 shows a composite bath 300 comprising a bath-shaped molded composite material 310 in which two electric heating films 320, 320 are embedded.
  • the composite material 310 has a structure identical to that of the composite material 2.
  • the aesthetic outer layer 350 of the composite material, here a gelled coating, is oriented directly opposite the receiving zone 360 intended to receive a determined volume of water.
  • the outer face 310b of the bath 300 may be covered by a facing element 380 so that the heating films are not visible.
  • the 390,400 electrical connection means project from the composite bath 300 and can be connected via a transformer of the electric current to a power source, such as the home power source (eg, power supply). electricity available in a bathroom).
  • a power source such as the home power source (eg, power supply). electricity available in a bathroom).
  • the heating films 320, 320 are also electrically connected to a temperature probe (not shown) arranged in the composite bath 300 in order to raise the temperature at the receiving zone 360 intended to receive the volume of water from the bath 300 and than a thermostat (not shown) for activating or not electric heating films 320,330.
  • a remote control can also be coupled to thermostat in order to remotely control the latter and thus allow a user to thermostate the water contained in the reception zone 360 by activating or not heating the heating films 320,330.
  • the user can thus maintain as long as desired the temperature of the volume of hot water disposed in the receiving zone 360 of the composite bath 300.

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Abstract

La présente invention a pour objet un matériau composite (2) comprenant une couche extérieure esthétique (16), au moins une couche interne d'un premier renfort fibreux imprégné d'une première résine (8,9) et au moins une couche externe d'un second renfort fibreux imprégné d'une seconde résine (3,4), la première résine étant identique à ou différente de la seconde résine, le premier renfort étant identique au ou différent du second renfort. Avantageusement, le matériau composite comprend au moins un film chauffant électrique (5) ayant des moyens de raccordements électriques (6,7) disposé entre ladite au moins une couche interne et ladite au moins une couche externe, lesdits moyens de raccordements étant libres afin de pouvoir être raccordés électriquement à une source d'alimentation électrique. La présente invention a également pour objet un panneau d'habillage composite ou une baignoire composite comprenant un tel matériau composite.

Description

MATERIAU COMPOSITE COMPRENANT UN FILM CHAUFFANT ELECTRIQUE, PANNEAU D'HABILLAGE COMPOSITE D'UN VEHICULE COMPRENANT UN TEL MATERIAU COMPOSITE, ET BAIGNOIRE COMPOSITE COMPRENANT UN TEL MATERIAU COMPOSITE
La présente invention a pour objet un matériau composite comprenant un film chauffant électrique.
La présente invention a pour objet en particulier un panneau d'habillage composite pour véhicule, ou une baignoire composite, comprenant ledit matériau composite en sorte de former un panneau d'habillage chauffant ou une baignoire chauffante.
Arrière-plan de l'invention
Le chauffage des véhicules est habituellement assuré par un chauffage central comprenant un radiateur, souvent placé près du panneau de bord, utilisant le liquide de refroidissement ayant traversé le moteur chaud. L'air chaud est ensuite diffusé, en une ou plusieurs zones dans l'habitacle afin de le réchauffer.
Lorsque le système de chauffage central du véhicule n'est pas suffisant pour assurer un bon confort thermique des occupants, des chauffages auxiliaires, par exemples de souffleries, sont ajoutés ; lesquels sont généralement raccordés électriquement à la batterie ou sur le réservoir de carburant.
Les dispositifs de chauffage connus ne permettent pas d'obtenir un chauffage rapide et homogène de l'habitacle, en particulier lorsque l'habitacle est de volume important s'agissant de mini-bus ou encore d'autocar ou d'autobus. Il en résulte souvent une surchauffe de l'habitacle et donc un inconfort important pour les usagers. La diffusion de l'air chaud s'effectue mal et la propulsion d'air chaud est très inconfortable, en particulier pour les usagers se trouvant près de la source de propulsion de l'air chaud. Il existe également des risques de brûlure en cas de contact direct avec la zone de propulsion de l'air, ce qui complique la disposition des sorties d'air chaud, en particulier lorsque le véhicule est un véhicule de transport collectif devant satisfaire à de nombreuses règles de sécurité.
Dans un autre domaine, il est observé que l'eau chaude d'un bain se refroidit très vite et que l'usager doit souvent rajouter de l'eau chaude s'il souhaite profiter des bienfaits de ce dernier pendant une période prolongée.
Il existe ainsi un besoin pour maintenir la température de l'eau d'un bain, en particulier qui soit simple d'utilisation, sûr et économique.
Objet et résumé de l'invention
La présente invention cherche ainsi à proposer un dispositif de chauffage pour véhicule, notamment pour le transport collectif de personnes, permettant d'assurer un chauffage rapide et homogène de l'habitacle, et ce de façon contrôlée, et éventuellement individualisée, selon les zones de l'habitacle.
La présente invention vise à proposer un dispositif de chauffage pour véhicule qui soit économe en énergie et limite les déperditions de chaleur.
La présente invention vise également à proposer un dispositif de chauffage confortable, ayant une bonne durée de vie, ne diffusant pas une source d'air chaud directement en contact avec les usagers.
La présente invention a pour objet, selon un premier aspect, un matériau composite comprenant une couche extérieure esthétique, au moins une couche interne d'un premier renfort fibreux imprégné d'une première résine et au moins une couche externe d'un second renfort fibreux imprégné d'une seconde résine, la première résine étant identique à ou différente de la seconde résine, le premier renfort étant identique au ou différent du second renfort. Avantageusement, le matériau composite comprend au moins un film chauffant électrique, ayant des moyens de raccordements électriques, disposé entre ladite au moins une couche interne et ladite au moins une couche externe, lesdits moyens de raccordements électriques étant libres afin de pouvoir être raccordés électriquement à une source d'alimentation électrique.
Avantageusement, un film chauffant électrique est combiné avec deux couches interne et externe composites en étant disposé en sandwich entre ces dernières. Le rayonnement de la chaleur, en particulier des rayons infra-rouges, générée par le film chauffant électrique, est amélioré car intégré dans le matériau composite.
Ces couches externe et interne composites protègent de l'abrasion et d'éventuelles perforations le film chauffant électrique mais permettent également d'améliorer la diffusion de la chaleur.
De plus, le film chauffant électrique est parfaitement intégré dans la structure du matériau composite ce qui facilite sa manipulation et améliore la sécurité de l'usager.
Les couches interne et externe permettent également de faire office de couche de protection au feu du film chauffant électrique.
De préférence, la première résine de la couche interne et/ou la seconde résine de la couche externe et/ou la résine principale définie ci-après, et/ou la résine de la couche extérieure esthétique, est/sont choisie(s) parmi la ou les résine(s) thermodurcissable(s) et/ou thermoplastiques suivante(s) : résines polyesters insaturées, résines vinylester, résines époxydes, résines acryliques, ou leurs mélanges ; encore de préférence, choisie(s) parmi : les résines polyesters insaturées, les résines vinylesters, les résines acryliques, ou leurs mélanges ; en particulier parmi les résines de polyesters insaturées.
La ou lesdites résine(s) peut/peuvent être thermodurcissable(s) ou thermoplastique(s), et notamment thermoplastique(s).
Les résines de polyesters insaturées peuvent être choisies parmi des résines de polyesters insaturées (ortho)(iso)phtaliques, telles que celles connues sous les références NORESTER 877 NPA (résine isophtalique, densité de 1.10 g/cm3) ou NORESTER 513 TPA (résine orthophtalique/dicyclopentadiène (DCPD) de stratification, densité allant de 1.10 g/cm3 à 1.20 g/cm3) (ces résines étant commercialisées par Nord Composites).
La résine vinylester peut être la résine NORESTER 822 GC188 commercialisée par NORD COMPOSITES (densité de 1.10 g/cm3).
La résine polyacrylique peut être une résine de la gamme ELIUM, notamment ELIUM (en deux parties), d'Arkema (densité de 1.19 g/cm3), par exemple les références ELIUM RT-300 ou ELIUM RT 100.
La résine de la couche extérieure esthétique est par exemple un gel coat de type NPG (neopentylgiycol) / résine de polyester isophtalique, tel qu'un gel coat isophtalique/NPG 015 ayant une densité de 1.30 g/cm3 de Nord Composites.
De préférence, le premier renfort fibreux et/ou le second renfort fibreux est réalisé à partir de fibres et/ou de fils multifilamentaires et/ou de fils filés de fibres, sélectionnés seuls ou en mélange.
Dans un mode de réalisation (non préféré), le premier renfort fibreux et/ou le second renfort fibreux sont pré-imprégnées de résine (première ou seconde résine).
De préférence, lesdits fils filés de fibres et/ou fils multifilamentaires et/ou fibres sont choisis dans les matériaux suivants : verre, carbone, aramide (méta- aramide, para-aramide), lin, polyester (polyéthylène téréphtalate), ou leur mélange.
Dans un mode de réalisation, le premier renfort fibreux et/ou le second renfort fibreux est/sont choisi(s) parmi : un tissu, un tricot, un nontissé, un feutre, une nappe de fils et/ou de fibres, ou leur combinaison (appelé complexe fibreux).
Le premier renfort fibreux peut être un complexe fibreux appelé tissu de type bi-axial, notamment (0°/90°), avec une masse surfacique supérieure ou égale à 50 g/m2 et inférieure ou égale à 950 g/m2, de préférence une masse surfacique supérieure ou égale à 300 g/m2 et inférieure ou égale à 800 g/m2, notamment de l'ordre de 500 g/m2.
Un tissu de type bi-axial comprend par définition une première nappe de fils parallèles orientés selon un axe P et une seconde nappe de fils parallèles orientés selon un axe T, P et T formant entre-eux un angle déterminé, par exemple de 45° ou 90°, en particulier de 90°. Lesdites première et seconde nappes sont solidarisées, de préférence par un fil de couture (par exemple par piquage).
Le premier renfort fibreux peut être également un complexe fibreux de type ROVIMAT® (Chomarat), notamment un complexe fibreux ROVIMAT WR800M, par exemple de 1280 g/m2 ; ou encore de type ROVICORE® (Chomarat), notamment un complexe fibreux ROVICORE 300/D3/300, par exemple d'environ 780g/m2.
Le complexe fibreux peut comprendre une couche de fibres courtes (notamment ayant une longueur de 5 mm), en particulier de fibres en verre, et une masse surfacique comprise entre 250 et 650 g/m2, en particulier entre 350 et 550 g/m2, et une couche d'un tissu (chaîne et trame) en fils de verre ayant une masse surfacique comprise entre 600 et 1000 g/m2, en particulier entre 700 et 900 g/m2. Les deux couches sont solidarisées, par exemple à l'aide d'un fil de couture (par piquage).
Le complexe fibreux peut comprendre une première couche d'un mat en fibres de verre ayant une masse surfacique comprise entre 200 et 600 g/m2, en particulier entre 250 et 350 g/m2, une âme non-tissés synthétique, par exemple en polyester (PET), ayant une masse surfacique comprise entre 100 et 300 g/m2, en particulier entre 150 et 250 g/m2, et enfin une seconde couche d'un mat en fibres de verre équivalente à la première couche. L'ensemble des couches et l'âme sont solidarisées, de préférence par piquage d'un fil de couture (par ex : fil en PET).
Le non tissé peut être un nontissé de type MAT, par exemple un nontissé de type MAT-M405, par exemple de 450g/m2.
Le feutre peut être un feutre de type CORE MAT, notamment de 4mm d'épaisseur.
La nappe de fils et/ou de fibres peut être une nappe de type MAT FB, par exemple de 450g/m2.
Dans un mode de réalisation, la couche interne, et éventuellement la couche externe, est obtenue par projection d'une première résine, éventuellement de la seconde résine s'agissant de la couche externe, chargée en fibres, notamment en fibres de verre.
Dans un autre mode de réalisation préféré, ladite au moins une couche interne d'un premier renfort fibreux (éventuellement pré-imprégné d'une première résine), ledit film chauffant (éventuellement pré-imprégné d'une résine qui peut être choisie parmi les résines prévues pour les première et seconde résines), ladite au moins une couche externe d'un second renfort fibreux (éventuellement pré-imprégné de la seconde résine); sont disposés sur la surface de la matrice (surface du moule) revêtue de la résine destinée à former la couche extérieure esthétique (gel coat). Ce procédé peut être également désigné sous le terme de drapage (les renforts fibreux se trouvent à ce stade entre la matrice et le poinçon). Le moule est ensuite fermé à l'aide d'un contre-moule, en particulier à l'aide d'une membrane silicone étanche, puis la résine principale ou première résine ou seconde résine est ensuite infusée (sous-vide) ou injectée dans l'ensemble comprenant lesdites couches interne, externe, et le film chauffant pour former le matériau composite selon l'invention.
Lesdites couches interne, externe et le film chauffant sont ainsi imprégnés à cœur et noyés dans la résine (résine principale/première résine/seconde résine).
Dans un mode de réalisation, le premier renfort fibreux de la couche interne, et éventuellement le second renfort fibreux de la couche externe, comprend des fibres en verre et/ou en lin.
On désigne dans le présent texte par fibres de verre indifféremment des fibres ou des fils en verre, excepté lorsque les fibres de verre sont indiquées comme faisant parti de nontissés auquel cas ces fibres sont des fibres courtes.
De préférence, la couche extérieure esthétique de résine est de préférence un enduit gélifié (désigné dans l'état de la technique sous le terme de gelcoat), notamment une résine époxy ou une résine polyester insaturée. Ladite couche extérieure esthétique peut également comprendre un ou plusieurs pigments. Cette couche extérieure esthétique améliore l'aspect de surface du matériau composite.
La couche extérieure esthétique de résine est de préférence projetée sur la matrice (i.e le fond du moule) avant l'opération de drapage, laquelle opération de drapage consiste ensuite à disposer les premier et second renforts fibreux ainsi que le film chauffant électrique selon l'invention sur ladite couche extérieure esthétique.
De préférence, la première résine imprégnant le premier renfort fibreux de la couche interne et/ou la seconde résine imprégnant le second renfort fibreux de la couche externe, et éventuellement la résine principale utilisée pour le moulage du matériau composite, est/sont traitée(s) ignifuge(s), en particulier compren(d)(nnent) des additifs retardateurs de flamme (pour éviter l'inflammation ou pour retarder et ralentir la propagation des flammes en interrompant ou en gênant le processus de combustion), tels que des additifs chlorés, bromés, des oxydes d'antimoine (trioxyde d'antimoine) ; des hydroxydes d'aluminium ; les polyphosphates minéraux tel que le polyphosphate d'ammonium ; les phosphates organiques, l'hydroxystannate de zinc, et éventuellement leur mélange.
De préférence, la couche externe et/ou la couche interne est/ont une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 3 mm, encore de préférence entre 1 mm et 2 mm.
De préférence, le film chauffant électrique comprend deux parties latérales conductrices d'électricité espacées d'une partie centrale qui est configurée en sorte de rayonner les rayons infra-rouges, c'est-à-dire la chaleur. En particulier, les parties conductrices latérales comprennent du cuivre et la partie centrale comprend du carbone, notamment des fibres de carbone.
De préférence, le film chauffant électrique présente une résistance ohmique supérieure ou égale à 5 ohms et inférieure ou égale à 10 ohms.
De préférence, le film chauffant électrique a une épaisseur comprise entre 100 μιτι et 3 mm, encore de préférence comprise entre 150 μιτι et 450 μιτι (bornes incluses).
Le matériau composite selon l'invention peut être intégré dans la structure d'un autre matériau composite ou être utilisé seul. Le matériau composite selon l'invention, intégré ou non dans la structure d'un autre matériau composite, est mis en forme selon l'application visée par moulage.
Le matériau composite selon l'invention, est de préférence moulé par n'importe quelle technique de fabrication des matériaux composites connue de l'homme du métier, et notamment par infusion sous-vide, par injection ou encore moulage par transfert de résine (resin transfer moulding).
Le matériau composite selon l'invention peut comprendre une résine principale, qui peut être identique ou différente de la première résine ou de la seconde résine, et qui est infusée ou injectée dans le moule lors de la fabrication du matériau composite. Les dites couches interne(s) et externe(s) et ledit au moins un film chauffant sont ainsi noyés dans une matrice principale.
Lors de la fabrication du matériau composite, la couche extérieure esthétique, au moins ladite couche interne, le film chauffant électrique, au moins la couche externe, et éventuellement d'autres éléments de renforts imprégnés ou non, sont disposés dans un moule, puis l'ensemble est moulé, par exemple par injection ou infusion (notamment sous-vide) , à l'aide d'une résine principale.
La résine principale peut être une résine de vinylester, par exemple la résine NORESTER 822 GC188 commercialisée par Nord Composites (densité de 1.10 g/cm3).
De préférence, la couche extérieure esthétique a une épaisseur supérieure ou égale à 200 μιτι et inférieure ou égale à 2 mm, en particulier inférieure ou égale à 1 mm, par exemple de l'ordre de 600 μιτι.
En fonctionnement, ladite au moins une couche interne, et donc la couche extérieure esthétique, est orientée au regard du volume d'air ou de liquide (par exemple d'eau) à chauffer ou à maintenir en température.
Le matériau composite selon l'invention peut également comprendre d'autres renforts fibreux ou non, imprégnés de résine ou non, selon l'application visée.
Dans une variante, le film chauffant électrique comprend une face interne chauffante, orientée au regard de ladite au moins une couche interne du premier renfort fibreux imprégné d'une première résine, ladite face interne comprenant deux parties latérales conductrices de l'électricité, de préférence lesdites parties latérales étant chacune formée d'une bande de cuivre.
Dans une variante, le film chauffant électrique comprend des couches interne et externe, et une couche intermédiaire disposée entre lesdites couches interne et externe, la couche interne du film chauffant est un textile, notamment un tissu, comprenant des fils en verre, et éventuellement la couche externe du film chauffant est un textile, notamment un tissu, comprenant des fils en verre.
De préférence, la couche interne et la couche externe du film chauffant sont chacune dans un textile, notamment choisi parmi : un tricot, un tissu, un nontissé, un feutre, ou leur combinaison, de préférence en fibres/fils de verre.
Dans une variante, le film chauffant électrique comprend une couche de fibres de carbone (éventuellement en mélange avec des fibres de verre), disposée entre des couches interne et externe (en particulier les fibres de carbone et les fibres de verre sont réparties de façon homogène).
Cette couche de fibres de carbone offre une bonne résistivité et permet de diffuser très efficacement la chaleur produite par le film chauffant.
De préférence, la couche de fibres de carbone (éventuellement mélangées avec des fibres de verre) a une résistance électrique surfacique supérieure à 0 Ohm/square et inférieure ou égale à 25 Ohm/square, en particulier inférieure ou égale à 10 Ohm/square.
Les fibres de carbone, et éventuellement les fibres de verre (ajoutées pour apporter de la résistance mécanique notamment), ont une longueur supérieure à 4 mm et inférieure ou égale à 20 mm, en particulier inférieure ou égale à 8 mm.
La couche de fibres de carbone (éventuellement en mélange avec des fibres de verre) a une masse surfacique, de préférence supérieure ou égale à 5 g/m2 et inférieure ou égale à 80 g/m2, en particulier inférieure ou égale à 25 g/m2.
Dans un mode de réalisation, ladite couche de fibres de carbone (éventuellement mélangées avec des fibres de verre) est un nontissé, en particulier un voile de fibres de carbone.
De préférence, le non-tissé, en particulier le voile, comprend plus de 90% en masse, encore de préférence plus de 95% en masse, de sa masse totale de fibres de carbone.
Le nontissé peut être un nontissé de type wetlaid.
De préférence, les fibres de carbone sont obtenues à partir des fibres de polyacrylonitrile (PAN).
Les couches interne, intermédiaire et externe du film chauffant sont noyées lors du moulage du matériau composite dans la résine principale, la première résine ou la seconde résine telles que définies dans la présente invention.
Le film chauffant selon l'invention peut être pré-imprégné de la résine principale, de la première ou de la seconde résine bien que cela ne soit pas préféré.
De préférence, les fibres de carbone ont une teneur en carbone en masse par rapport à leur masse totale, supérieure ou égale à 70%, encore de préférence supérieure ou égale à 85%.
De préférence, la couche de fibres de carbone (éventuellement en mélange avec des fibres de verre) forme une couche intermédiaire.
De préférence, le film chauffant selon l'invention représente de 50% à 80%
(bornes incluses), en particulier de 60% à 70% (bornes incluses) de la surface totale (m2) du matériau composite.
De préférence, la masse surfacique totale de la couche intermédiaire de fibres de carbone, et des couches interne et externe est comprise entre 100 g/m2 et 550 g/m2, encore de préférence entre 100 g/m2 et 300 g/m2, plus préférentiellement de l'ordre de 250 g/m2 +/- 15 g/m2.
Dans une variante, la couche interne du film chauffant, et éventuellement la couche externe du film chauffant, comprend un textile, notament un tissu, comprenant des fils en verre.
Cette disposition favorise l'intégration du film chauffant dans le matériau composite, en particulier le textile, notamment le tissu favorise la diffusion de la résine (résine principale/première résine/seconde résine) dans le matériau composite. De préférence, la couche interne comprend en outre des parties latérales conductrices qui combinées avec le textile, notamment le tissu forme la face interne chauffante du film chauffant.
Dans une variante de réalisation, le matériau composite selon l'invention comprend au moins une feuille de drainage et d'infusion de la résine, ladite feuille étant disposée entre ladite au moins une couche interne (d'un premier renfort fibreux) / externe (d'un second renfort fibreux) et ledit film chauffant.
De préférence, ledit matériau composite comprend au moins deux feuilles de drainage et d'infusion, une feuille étant disposée entre ladite au moins une couche interne et ledit film chauffant, et l'autre feuille étant disposée entre ladite au moins une couche externe et ledit film chauffant.
De préférence, la feuille de drainage comprend des jours la traversant de part en part sur toute son épaisseur (exerçant un effet de cisaillement sur la résine lors de sa diffusion), en particulier des jours ayant une dimension supérieure ou égale à 1 mm, en particulier inférieure ou égale à 10 mm, par exemple de l'ordre de 3 mm.
De préférence, ladite feuille est un textile, par exemple un tricot ou un tissu, notamment en polyéthylène téréphtalate (PET) commercialisé sous la référence G' fusenet-1/150-100, avec une masse surfacique de l'ordre de 100g/m2, par Gazechim Composites.
Dans une variante, la face externe du film chauffant est dans un matériau isolant thermiquement.
De préférence, la couche externe comprenant le textile, en particulier le tissu, notamment comprenant des fils en verre, fait office de matériau isolant thermiquement.
Dans une variante, la couche intermédiaire est disposée en sandwich entre deux couches adhésives afin de solidariser la couche intermédiaire aux couches interne et externe du film chauffant.
Les couches adhésives peuvent être un film ou un nontissé thermofusible ou thermodurcissable, par exemple un voile en PET.
La solidarisation de la couche intermédiaire aux couches interne et externe du film chauffant est effectuée lors de la fabrication du film chauffant. Le film chauffant est donc drapé avec les renforts fibreux en une seule pièce. Dans une variante, le matériau composite comprend deux couches internes de premier renfort fibreux imprégné d'une première résine, et éventuellement deux couches externes de second renfort fibreux imprégné d'une seconde résine.
Cette disposition améliore encore le rayonnement thermique du matériau composite et permet également d'améliorer la tenue au feu.
Dans une variante, le premier renfort fibreux, et éventuellement le second renfort fibreux, comprend une nappe de fils multifilamentaires et/ou de fibres et/ou de fils filés de fibres.
La présente invention, a pour objet, selon un second aspect, un panneau d'habillage composite d'un véhicule comprenant une source d'alimentation électrique et comprenant avantageusement un matériau composite selon l'une quelconque des variantes de réalisation définies ci-dessus en référence à un premier aspect.
En sus des avantages techniques développés ci-dessus en référence au premier aspect selon l'invention, la disposition d'un film chauffant électrique dans un panneau d'habillage composite permet que la chaleur soit diffusée progressivement vers l'habitacle sans avoir recours à une soufflerie.
Les véhicules ciblés dans le cadre de la présente invention et qui comprendront un panneau d'habillage composite chauffant sont de préférence les véhicules utilitaires (utilisés dans de nombreux corps de métier tels que notamment les métiers du bâtiment, les déménageurs, les forces de police ou encore la sécurité civile), les véhicules de transport collectif, tels que les minibus, les autocars, les autobus, et les ambulances, et éventuellement les camping-cars.
La transformation et l'aménagement de véhicules particuliers en véhicules professionnels ou encore l'aménagement de minibus, autobus, autocars, ambulances, ou camping-cars, nécessitent notamment le démontage de tout ou partie de l'ensemble des éléments dans l'habitacle (sièges, banquettes arrières, ceintures de sécurité, parfois mise en place d'un plancher de charge revêtu de moquette ou d'un bac ainsi que de rails de fixation pour la pose ultérieur de sièges, ...) et la mise à nu de tout ou partie des parois externes, notamment en tôle, des véhicules afin de les aménager selon un cahier des charges spécifique.
Avantageusement, lors de ces opérations de transformation des véhicules, les parois et renforts en acier sont pour la plupart mis à nu afin de disposer de nouveaux panneaux d'habillage. Cet habillage décoratif protège les passagers des parois coupantes et isole l'habitacle du froid et du chaud. Avantageusement, le panneau d'habillage composite chauffant selon l'invention est monté sur le véhicule lors de sa transformation et donc de la disposition des panneaux d'habillages techniques et/ou esthétiques.
Le panneau d'habillage composite chauffant selon l'invention étant disposé dans un véhicule, ce dernier doit satisfaire de nombreuses règles de sécurité, en particulier quant aux normes de résistance au feu.
En particulier, le matériau composite selon l'invention, et donc le panneau d'habillage composite, doivent satisfaire à la directive 95/28/CE prévue pour les matériaux utilisés dans la fabrication d'un véhicule.
Les couches interne(s) et externe(s) permettent ainsi de faire office de couche de protection au feu du film chauffant électrique.
La présente invention a pour objet, selon un troisième aspect, un véhicule comprenant une source d'alimentation électrique, et avantageusement au moins un panneau d'habillage défini selon un second aspect de l'invention.
Avantageusement, les moyens de raccordements électriques du panneau d'habillage sont raccordés à une source d'alimentation électrique du véhicule, par exemple une batterie.
Un véhicule peut comprendre plusieurs panneaux d'habillage composites chauffant selon les zones que l'on souhaite chauffer.
Dans une variante, le véhicule comprend un thermostat de régulation de la température et une sonde de température, de préférence disposé(s) dans l'habitacle recevant les passagers du véhicule, raccordés électriquement au(x) film(s) chauffant(s) dudit au moins un panneau d'habillage par l'intermédiaire des moyens de raccordements électriques du film chauffant.
De préférence, lorsque le véhicule comprend plusieurs panneaux d'habillage composites, un seul thermostat de régulation de la température et une seule sonde de température sont raccordés électriquement à chacun des films chauffants des panneaux d'habillage.
Dans une variante, ledit au moins un panneau d'habillage est disposé dans le véhicule dans l'un au moins des emplacements suivants: les médaillons latéraux, les montants, le plancher ou le pavillon. Dans une variante, le panneau d'habillage composite chauffant est solidarisé de façon amovible à un panneau d'habillage principal, en particulier le panneau d'habillage composite chauffant est encastré dans le panneau d'habillage principal.
Le panneau d'habillage principal comprend ainsi une ouverture, traversante ou non, recevant le panneau d'habillage composite, le panneau d'habillage composite étant solidarisé de manière amovible au panneau d'habillage principal à l'aide d'organes de solidarisation amovibles.
La présente invention a pour objet, selon un quatrième aspect, une baignoire composite comprenant avantageusement, un matériau composite selon l'une quelconque des variantes de réalisation définies en référence au premier aspect de l'invention.
De préférence, la première résine et la seconde résine, et éventuellement la résine principale, sont des résines polyacryliques.
De préférence, le matériau composite est moulé en forme de baignoire et comprend au moins deux films chauffants électriques, chaque film chauffant est disposé selon une paroi latérale de la baignoire.
Avantageusement, l'usager peut maintenir la température du volume d'eau contenue dans la baignoire à une température proche de la température initiale du volume d'eau, ou à tout le moins ralentir la vitesse selon laquelle le volume d'eau se refroidit.
L'incorporation d'au moins un film chauffant dans une baignoire composite évite la disposition de systèmes de chauffage extérieur, qui peuvent être dangereux dans une pièce d'eau.
La présente invention a pour objet, selon un cinquième aspect, un dispositif comprenant une baignoire composite définie selon l'une des variantes de réalisation en référence à un quatrième aspect de l'invention, comprenant avantageusement une sonde de température agencée dans ladite baignoire en sorte de mesurer la température de l'eau contenue dans la baignoire, un thermostat de régulation de la température (de l'eau contenue dans la baignoire), et éventuellement un transformateur électrique, raccordés électriquement au(x) film(s) chauffant(s) du matériau composite par l'intermédiaire des moyens de raccordements électriques du/des film(s) chauffant(s). Le dispositif comprend en outre un organe de commande à distance du thermostat de régulation de la température.
Dans un mode de réalisation, ledit organe de commande à distance est un organe de commande fixe (par exemple fixé dans la pièce recevant la baignoire) ou portatif, telle qu'une tablette numérique, un ordinateur portable, un téléphone mobile, ces derniers comportant de préférence une application dédiée au contrôle de la température de l'eau dans la baignoire, ou encore un dispositif de télécommande dédiée à la régulation de la température de l'eau dans la baignoire.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture des exemples de réalisation suivants, cités à titre non limitatif, et illustrés par les figures suivantes annexées à la présente.
Description détaillée des dessins
- la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un exemple de panneau d'habillage ;
- la figure 2 est une représentation schématique vue selon le plan de coupe II-II représenté à la figure 1 ;
- la figure 3 est une représentation détaillée du film chauffant selon le plan de coupe II-II ;
- la figure 4 est une représentation schématique vue de côté et en coupe de la disposition du panneau d'habillage composite représenté à la figure 1 dans un véhicule ;
- la figure 5 est une représentation schématique du plan de câblage d'un véhicule comprenant au moins trois panneaux d'habillage chauffants composites selon l'invention ;
- la figure 6 est une représentation schématique d'un exemple de baignoire composite selon l'invention comprenant un film chauffant composite. Description détaillée des exemples de réalisation
Le panneau d'habillage composite 1 représenté sur les figures 1 et 2 comprend un matériau composite 2 ayant des faces interne 2a et externe 2b opposées. Le matériau composite 2 comprend dans cet ordre: deux couches externes de seconds renforts fibreux imprégnés d'une seconde résine 3,4, un film chauffant électrique 5 ayant des moyens de raccordements électriques 6,7 et deux couches internes de premiers renfort fibreux imprégnés d'une première résine 8,9, et une couche extérieure esthétique 2.
Les moyens de raccordements électriques 6,7 du film chauffant 5 se projettent du panneau d'habillage composite chauffant 1 tels que représentés à la figure 1. Les moyens de raccordements 6,7 sont libres afin de pouvoir être raccordés à une source d'alimentation électrique, notamment à une batterie d'un véhicule.
Le film chauffant 5, représenté en coupe à la figure 3, comprend des couches interne 10 et externe 11 et une couche intermédiaire 12 disposée entre lesdites couches interne 10 et externe 11. La couche intermédiaire 12 comprend des fibres de carbone, dans cet exemple précis, la couche intermédiaire comprend un voile de fibres de carbone (type wet laid) ayant une masse surfacique de l'ordre de 18-22 g/m2. Les fibres de carbone ont une longueur de l'ordre de 5 mm. Les couches interne 10 et externe 11 comprennent chacune un tissu de fils multifilamentaires en verre, notamment une armure toile. La masse surfacique d'un tissu en verre est de l'ordre de 90 g/m2. La masse surfacique du film chauffant 5 (y compris avec les électrodes) est de l'ordre de 250 g/m2 Le film chauffant 5 présente dans cet exemple précis une épaisseur de l'ordre de 0,45 mm. La couche interne 10 comprend en outre deux parties conductrices latérales d'électricité 14,15 desquelles se projettent les moyens de raccordements 6,7, en particulier deux câbles de raccordement pour les pôles positif et négatif. Les parties conductrices d'électricité 14,15 sont des bandes fines en cuivre. Les bandes de cuivre ont une largeur de 2 cm environ. Ces bandes fines en cuivre peuvent être reliées par des éléments longilignes en cuivre (s'étendant transversalement entre les parties conductrices 14,15), par exemple des fils en cuivre, afin d'améliorer la propagation de la chaleur. La couche interne 10 fait ainsi office de face chauffante. La couche intermédiaire 12 permet de rayonner les rayons infra-rouges et donc de diffuser la chaleur. Les tissus en verre améliorent la diffusion de la première résine ou de la seconde résine et éventuellement d'une résine principale, si une résine supplémentaire est utilisée. Les tissus en verre renforcent également mécaniquement le film chauffant 5.
Le matériau composite 2 comprend également deux feuilles de drainage et de diffusion (non représentées), une feuille étant disposée entre la couche interne 8 et le film chauffant 5, l'autre feuille étant disposée entre la couche externe 4 et le film chauffant 5. Une feuille de draine et d'infusion est dans cet exemple précis un tissu en polyéthylène téréphtalate (polyester) commercialisé sous la référence G' fusenet-1/150-100, avec une masse surfacique de l'ordre de 100g/m2, par Gazechim Composites.
Dans cet exemple précis, le premier renfort fibreux des couches internes 8,9, et le second renfort fibreux des couches externes 3,4, sont des nappes de fibres longues en verre, dans cet exemple précis les premiers et seconds renforts fibreux sont identiques et il s'agit d'un tissu bi-axial (0°/90°) en verre de 500 g/m2. La première résine imprégnant les premiers renforts fibreux des couches internes 8,9 est identique à la seconde résine imprégnant les seconds renforts fibreux des couches externes 3,4. Cette résine est dans cet exemple précis traitée ignifuge, et comprend notamment des additifs chlorés ou bromés. Ladite résine est de préférence une résine polyester insaturée, dans cet exemple précis il s'agit de la résine de polyester insaturée NORESTER 877 NPA (résine isophtalique, densité de 1.10 g/cm3). Le tissu bi-axial en verre a une épaisseur de l'ordre de 1,5 mm, ce qui représente une épaisseur de l'ordre de 3 mm pour les couches internes 8 et 9 et également une épaisseur de l'ordre de 3 mm pour les couches externes 3 et 4.
La couche extérieure esthétique 16 est dans cet exemple précis un gel coat, notamment une résine epoxy ou de préférence un gel coat de type NPG (neopentylglycol) / résine de polyester isophtalique, tel qu'un gel coat isophtalique/NPG 015 ayant une densité de 1.30 g/cm3 de Nord Composites, en particulier pigmentée. L'épaisseur de la couche extérieure esthétique est de l'ordre de 600 μιτι.
Le matériau composite 1 est moulé, notamment par infusion sous-vide. Lors de sa fabrication, un enduit gélifié, c'est à dire une résine époxy ou dans cet exemple précis le gel coat précité, éventuellement pigmentée, est disposée dans un moule, puis les couches internes 8 et 9, le film chauffant 5, et les couches externes 3,4 sont disposées dans cet ordre dans le moule. Un contre-moule est disposé sur le moule pour le fermer et permettre de créer le vide pour aspirer une résine principale, également une résine polyester insaturée, dans cet exemple précis, la résine principale est identique à la première résine et à la seconde résine.
Dans cet exemple précis, le matériau composite 2 comprend ainsi environ 2000 g/m2 de renforts fibreux, environ 200 g de feuilles de drainage et d'infusion, 250 g/m2 de film chauffant, et environ 1250 g/m2 de résine formant la matrice.
Le panneau d'habillage composite chauffant 1 est disposé en fonctionnement entre la partie extérieure 19 d'un véhicule et l'habitacle 13. Dans cet exemple précis, le panneau d'habillage 1 est encastré dans une ouverture ménagée dans un panneau d'habillage principal 20 et solidarisé à ce dernier par des organes de solidarisation amovibles. Les moyens de raccordements 6,7 du film chauffant 5 se projettent ainsi entre la partie extérieure 19 et le panneau d'habillage composite 1. En fonctionnement, le film chauffant 5 n'est pas en contact direct avec les usagers dans l'habitacle, les usagers ne voyant que la couche extérieure esthétique 16.
La figure 5 représente le plan de câblage d'un véhicule selon l'invention comprenant trois panneaux d'habillage composites chauffants 30,31,32 équivalents au panneau d'habillage 1 décrit ci-dessus. Chacun des panneaux d'habillage 30,31,32 peut être activé indépendamment par l'intermédiaire d'interrupteur individuel et sont contrôlés par un thermostat 40 de régulation de la température. Ces panneaux d'habillage chauffant 30,31,32 sont raccordés électriquement à une source d'alimentation du véhicule, dans cet exemple précis à une batterie 41, dans cet exemple précis de 12 volts. Les panneaux d'habillage 30,31,32 sont raccordés électriquement individuellement à des fusibles 36,37,38 (ayant des résistances de 10 ampères), le fusible 39 (de 3 ampères) est ajouté en parallèle, ces dernières permettent de disjoncter par sécurité chacun desdits panneaux 30,31,32 ou collectivement par l'intermédiaire du fusible principal 42. Les panneaux d'habillage 30,31,32 et le thermostat 40 sont également raccordés à une sonde de température 43 disposée dans l'habitacle. Le panneau d'habillage composite chauffant central 31 est disposé au niveau du plancher du véhicule et les panneaux d'habillage composite chauffant latéraux 30,32 sont disposés au niveau des médaillons latéraux du véhicule.
En fonctionnement, l'usager ajuste la température désirée à l'aide du thermostat 40 qui en retour alimente ou non en courant électrique les panneaux d'habillage chauffant 30,31,32 par l'activation des interrupteurs électriques 33,34,35. Les parties conductrices des films chauffants chauffent les couches intermédiaires et les couches internes et externes de ces derniers qui rayonnent les infra-rouges, et donc diffusent la chaleur. La chaleur est ensuite diffusée également par l'intermédiaire des couches internes et externes de premier et second renforts fibreux. La construction des panneaux d'habillage 30,31,32 en composite permet de propager ce rayonnement vers l'habitacle 13 de façon homogène et rapide. Lorsque la température dans l'habitacle atteint la température désirée prévue au thermostat 40, l'ensemble ou les panneaux d'habillage séparément sont désactivés à l'aide des interrupteurs 33,34,35.
La figure 6 représente une baignoire composite 300 comprenant un matériau composite 310 moulé en forme de baignoire dans lequel est incorporé deux films chauffants électriques 320,330. Le matériau composite 310 a une structure identique à celle du matériau composite 2. La couche extérieure esthétique 350 du matériau composite, ici un enduit gélifié, est orientée directement au regard de la zone de réception 360 destinée à recevoir un volume d'eau déterminé.
La face externe 310b de la baignoire 300 peut être recouverte par un élément de parement 380 afin que les films chauffants ne soient pas visibles.
Les moyens de raccordements électriques 390,400 se projettent de la baignoire composite 300 et peuvent être raccordés par l'intermédiaire d'un transformateur du courant électrique à une source d'alimentation électrique, telle que la source d'alimentation domestique (par exemple prise d'électricité disponible dans une salle de bain).
Les films chauffants 320,330 sont également raccordés électriquement à une sonde de température (non représentée) agencée dans la baignoire composite 300 en sorte de relever la température au niveau de la zone de réception 360 destinée à recevoir le volume d'eau de la baignoire 300 ainsi qu'à un thermostat (non représenté) permettant d'activer ou non les films chauffants électriques 320,330. Une télécommande peut également être couplée au thermostat afin de commander à distance ce dernier et ainsi permettre à un usager de thermostater l'eau contenue dans la zone de réception 360 en activant ou non la chauffe des films chauffants 320,330.
En fonctionnement, l'usager peut ainsi maintenir aussi longtemps que souhaité la température du volume d'eau chaude disposée dans la zone de réception 360 de la baignoire composite 300.

Claims

REVENDICATIONS
Matériau composite (2) comprenant une couche extérieure esthétique (16), au moins une couche interne d'un premier renfort fibreux imprégné d'une première résine (8,9) et au moins une couche externe d'un second renfort fibreux imprégné d'une seconde résine (3,4), la première résine étant identique à ou différente de la seconde résine, le premier renfort étant identique au ou différent du second renfort, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un film chauffant électrique (5) ayant des moyens de raccordements électriques (6,7) disposé entre ladite au moins une couche interne et ladite au moins une couche externe, lesdits moyens de raccordements étant libres afin de pouvoir être raccordés électriquement à une source d'alimentation électrique.
Matériau composite (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film chauffant électrique (5) comprend des couches interne (10) et externe (11), et une couche intermédiaire (12) disposée entre lesdites couches interne (10) et externe (11), la couche interne (10) du film chauffant (5) est un textile, notamment un tissu, comprenant des fils en verre, et éventuellement la couche externe (11) du film chauffant (5) est un textile, notamment un tissu, comprenant des fils en verre.
Matériau composite (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (12) est une couche de fibres de carbone, éventuellement mélangées avec des fibres de verre.
Matériau composite (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le film chauffant électrique (5) comprend une face interne chauffante, orientée au regard de ladite au moins une couche interne du premier renfort fibreux imprégné d'une première résine (3,4), ladite face interne comprenant deux parties latérales conductrices de l'électricité (14,15), de préférence lesdites parties latérales étant chacune formée d'une bande de cuivre.
Matériau composite (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face externe du film chauffant (5) est dans un matériau isolant thermiquement.
6. Matériau composite (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend deux couches internes de premier renfort fibreux imprégnés d'une première résine (8,9), et éventuellement deux couches externes de second renfort fibreux imprégnés d'une seconde résine (3,4).
7. Matériau composite (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier renfort fibreux, et éventuellement le second renfort fibreux, comprend une nappe de fils multifilamentaires et/ou de fibres et/ou de fils filés de fibres.
8. Panneau d'habillage composite (1,30,31,32) d'un véhicule comprenant une source d'alimentation électrique caractérisé en ce qu'il comprend un matériau composite (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. Véhicule comprenant une source d'alimentation électrique, caractérisé en en ce qu'il comprend au moins un panneau d'habillage (1,30,31,32) selon la revendication 8.
10. Véhicule, selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un thermostat de régulation de la température (40) et une sonde de température raccordés électriquement au film chauffant (5) dudit au moins un panneau d'habillage (1,30,31,32) par l'intermédiaire des moyens de raccordements électriques (6,7) du film chauffant (5).
11. Véhicule selon l'une ou l'autre des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que ledit au moins un panneau d'habillage (1,30,31,32) est disposé dans le véhicule dans l'un au moins des emplacements suivants: les médaillons latéraux, les montants, le plancher ou le pavillon.
12. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le panneau d'habillage composite (1,30,31,32) chauffant est solidarisé de façon amovible à un panneau d'habillage principal (20), en particulier le panneau d'habillage composite chauffant (1,30,31,32) est encastré dans le panneau d'habillage principal (20).
13. Baignoire composite (300) caractérisée en ce qu'elle comprend un matériau composite (310,2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
14. Dispositif comprenant une baignoire composite (300) selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde de température agencée dans ladite baignoire (300) en sorte de mesurer la température de l'eau contenue dans la baignoire (300), un thermostat de régulation de la température, et éventuellement un transformateur électrique, raccordés électriquement au film chauffant (320,330) du matériau composite (310,2) par l'intermédiaire des moyens de raccordements électriques (390,400) du film chauffant (320,330), et en ce qu'il comprend un organe de commande à distance du thermostat de régulation de la température.
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