Brevet FR2134627A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne des fibres enduites, plus spécialement des fibres de verre ou de matière céramique revêtues de métal et leur application à la production d*éléments composites conducteurs de l'électricité. 5 Selon la présente invention, des fibres de verre ou de matière céramique revêtues de métal sont déposées sur un support et sont ensuite collées ou soudées les unes aux autres sous l'effet de la chaleur et/ou de la pression aux points de contact pour former une étoffe conductrice de l'électricité. 10 le métal est de préférence fusible à une température à laquelle le verre conserve une partie suffisante de ses propriétés mécaniques à la température ambiante pour permettre de le soumettre au traitement de façon qu'il puisse se produire une adhérence par formation de soudures entre les revêtements métal-15 liques des fibres. Ce soudage peut être du type à froid dans lequel une simple pression est suffisante pour provoquer le fluage du métal et le soudage des fibres adjacentes, ou du type à chaud dans lequel la chaleur est utilisée pour ramollir le métal, la chaleur nécessaire pour ramollir le métal étant appliquée 20 lorsque le revêtement est refroidi après son application à la fibre de verre ou étant constituée^par la chaleur résiduelle du procédé d'enduisage. Comme exemple de ce dernier cas, on peut citer la possibilité d'enduire une fibre d'un métal, puis (en supposant que la résistance mécanique du verre ne soit pas 25 nuisiblement affectée par un contact relativement prolongé avec le métal chaud) de déposer la fibre et d'effectuer le soudage avant que le métal ait subi un refroidissement important. Dans ce cas, il est possible dreffectuer le soudage uniquement •par pression, tandis qu'une application de chaleur et de pres-30 sion pourrait être essentielle si le métal s'était entièrement refroidi. Même l'application d'une pression supplémentaire peut être inutile lorsque le métal est encore à l'état fondu au moment où les fibres entrent en contact. les conditions de soudage utilisées sont facilement déterminées par les spécialistes. 35 le métal est appliqué commodément à la fibre pendant que cette dernière est encore chaude après son étirage à partir de la masse fondue. Ce mode opératoire n'est pas limité à des 72 15121 2 2134627 métaux dont le point de fusion est inférieur à la température de ramollissement du verre selon la définition usuelle, mais peut s'appliquer dans tous les cas où la fibre de verre a une résistance suffisante pour lui permettre de passer brièvement 5 dans le métal fondu. Ainsi, l'aluminium (point de fusion de 660°C) peut être appliqué au verre sodique (par exemple le verre sodocalcique S 95 de Littleton, point de fusion : 510°C). D'autres métaux qui peuvent être appliqués comprennent le zinc, le plomb et leurs alliages. Le plomb est tout particulièrement 10 utile pour la construction d'électrodes à utiliser dans des batteries au plomb. Les fibres de verre ont avantageusement un diamètre compris entre 2 et 200 et de préférence entre 10 et 20 microns et pour des raisons d'économie, il est préférable que les revê-15 tements métalliques soient aussi minces que possible, à condition qu'on obtienne des revêtements continus. Des épaisseurs de l'ordre de 1/40 à 4 microns se sont avérées satisfaisantes d'une façon générale. La longueur moyenne de la fibre est de préférence d'au moins 1 mm. 20 Les fibres de verre enduites de métal peuvent être déposées . sur le support en continu sous la forme d'un monofilament ou d'un fil. En variante, elles peuvent être utilisées sous forme de courts tronçons par exemple de fibres discontinues. Les fibres peuvent être déposées sur le support par gravité ou à 25 partir d'un fluide véhicule, par exemple l'air ou l'eau. Un adhésif peut être utilisé pour maintenir les fibres en position. Il suffit qu'un tel adhésif ait une force de liaison suffisante pour retenir les fibres dans la position désirée jusqu'à ce qu'elles soient soudées ensemble par des processus- ultérieurs. 30 Le support lui-même peut être un support provisoire sur lequel les fibres sont déposées, sont collées ensemble et duquel l'étoffe conductrice résultante est ensuite enlevée. Sous cette forme, le support peut être une courroie mobile qui convient particulièrement pour la production d'étoffes 35 en continu. En variante, le support peut faire partie du produit, les fibres étant déposées, puis collées les unes aux autres 72 15121 2134627 et au support sous l'effet de la chaleur et/ou de la pression. Pour favoriser l'adhérence des fibres au support, ce dernier peut être constitué par une feuille de matière thermodurcissable ou thermoplastique et la chaleur et/ou la pression provoquent 5 le mûrissage ou le ramollissement provisoire du support selon les besoins. Des matières thermodurcissables appropriées qui sont mûrissables par la chaleur comprennent des résines de phénol et de formaldéhyde, de polyester, de polyuréthanne et du type époxyde. 10 Des exemples de matières thermoplastiques convenables comprennent des polyoléfines telles que le polyéthylène ou le polypropylène, des polyamides, des polyesters tels que le téréphtalate de polyéthylène ou le chlorure de polyvinyle. Des étoffes réalisées par le procédé de l'invention sont utiles 15 pour préparer des objets composites conducteurs destinés en particulier à être utilisés comme électrodes de batterie. Selon une autre caractéristique de l'invention, une étoffe conductrice de l'électricité peut être formée en de longs tronçons essentiellement continus en déposant des fibres de 20 verre continues enduites de métal d'une manière irrégulière sur une courroie mobile qui transfère les fibres dans une zone dans laquelle elles sont collées ensemble par application de chaleur et/ou de pression. la courroie mobile constitue un support provisoire ou 25 continu, comme décrit plus haut. La présente invention concerne également des produits composites, éventuellement sous la forme d'électrodes de batteries, préparés par l'un quelconque des procédés décrits plus haut. 30 les exemples suivants sont donnés à titre illustratif mais non limitatif de l'invention. Exemple 1 On prépare une fibre de verre enduite de plomb en étirant un filet de verre à partir d'une filière dans du plomb fondu 35 contenu dans un creuset chauffé électriquement. On enroule la fibre enduite sur un tambour. On enlève l'écheveau résultant, le hache sous forme de fibres d'une longueur moyenne de 2 mm, 72 15121 4 2134627 on étale les fibres hachées sur une plaque d'acier enduite de polytétrafluoroéthylène en une couche d'une épaisseur d'environ 2 mm. On place une seconde plaque sur la surface de la couche et on presse le tout à 350°C sous une pression de 157 kg/cm . 5 Le produit est une étoffe se supportant d'elle-même qui est conductrice de l'électricité. Exemple. 2 On suit le processus de l'exemple 1, excepté qu'on intercale une feuille de polypropylène entre la plaque d'acier infé-10 rieure et les fibres enduites de métal. Après compression à 200°C, on obtient une plaque rigide qui contient les fibres de verre enduites de métal dans la couche superficielle et qui est conductrice de l'électricité. Exemple 5 15 On prépare un tronçon d'étoffe conductrice de la manière indiquée sur le dessin annexé. On tire des fibres 11 précédemment enduites de plomb à partir de bobines (non représentées) ou directement à partir d'un appareil d'enduisage de métal (non représenté) au moyen 20 de deux rouleaux 12. On laisse tomber les fibres 11 sur une courroie mobile 14 pour qu'elles forment une nappe de fibres réparties au hasard 13 en distribuant les fibres 11 à une vitesse linéaire supérieure à la vitesse de déplacement de la courroie 14. La nappe fibreuse 13 est transportée à travers 25 une étuve 15 qui chauffe les fibres, puis entre des rouleaux 16 qui compriment et consolident l'étoffe 17. Les rouleaux 12 peuvent être remplacés par des jets d'air de manière à répartir les fibres 11 sur la courroie 14. On peut éventuellement interposer une feuille de matière 30 thermoplastique (non représentée) entre la courroie 14 et la nappe 13 pour produire une feuille de matière conductrice comportant des fibres dans les couches superficielles.. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux formes de réalisation décrites sans sortir du 35 cadre de la présente invention. 72 15121 5 2134627 REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un produit composite, caractérisé en ce qu'il consiste à juxtaposer des fibres de verre revêtues d'un métal et à faire adhérer oes fibres par soudage 5 du métal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudage est effectué par application de chaleur ou de pression ou des deux. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 10 en ce que le métal a un point de ramollissement inférieur à celui des fibres de verre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de verre ont un diamètre compris entre 2 et 200 microjis, de préférence en- 15 tre 10 et 20 microns. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que les fibres enduites sont déposées sur un support auquel elles sont collées. 6. Procédé selon"la revendication 5, caractérisé en ce 20 que le support est en une matière polymère. 7. Procédé composite,caractérisé en ce qu'il est préparé par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Produit composite, caractérisé en ce qu'il est formé 25 de fibres de verre enduites d'un métal, lesdites fibres étant soudées ensemble par ledit métal. 9. Produit composite selon la revendication 8, caractérisé en ce que le métal est le plomb ou un de ses alliages. 10. Electrode de batterie, caractérisée en ce qu'elle 30 est formée d'un produit composite selon l'une quelconque des revendications 7, 8 et 9.