Brevet FR2124136A1 — publié le 19720922

La présente invention concerne un matériau composite pour la fabrication d'éléments tubulaires armés , de fibre de verre par exemple , et susceptibles de constituer des mâts , po teaux , antennes , tuyaux , ou cannes à pêche par exemple Dans le cas d'une canne à pêche , les avantages de la fibre de verre sont nombreux : légèreté , solidité , imputresci bilité , nervosité , grande régularité dans la fabrication et les performances . Ces cannes à pêche creuses , composées d'éléments tubulaires éventuellement tronconiques , peuvent être réalisées selon trois procédés connus Dans le premier procédé , on utilise un tissu tis sé de fils de verre présentant usuellement 85 % de fils de cha- ne et 15 % de fils de trame .Ce tissu est imprégné d'une résine phénolique , époxy , polyester ou autre , puis découpé en feuilles enroulées sur un mandrin , les fils de chaîne étant disposés longitudinalement et les fils de trame perpendiculairement par rapport au mandrin . Les fils de chaîne assurent la résistance à la flexion , les fils de trame la résistance à l'écrasement ou à la compression .Après enroulement sur le mandrin , le nombre des spires étant déterminé par les caractéristiques techniques de la canne à construire , on procède au cellophanage , à la cuis son , à 1' extraction des mandrins , et aux autres opérations de finition Ce premier procédé présente deux inconvénients une part , le prix de revient est élevé car le tissu de base est onéreux en raison des nombreuses opérations que doit subir le fil de verre pour pouvoir être manipulé et tissé , ourdi , traité en vue de son imprégnation , imprégné , etc... .#'autre part ,les caractéristiques mécaniques espérées sont altérées car le tissage provoque dans les fils de chaîne une ondulation due à l'interpos tion des fils de trame .Le profil des fils de chaîne n'étant pas rigoureusement rectiligne 2 il s'ensuit une appréciabfe dininu tion de rigidité de la canne à pêche . De plus , les fils de verre étant fragiles , ces ondulations peuvent provoquer des ruptures de fils Le deuxième procédé connu consiste à enrouler sur un mandrin , à spires plus ou moins jointives , en une ou plu sieurs épaisseurs , un fil de verre qui assure la résistance à la compression ,et à recouvrir cet enroulement de fils de verre longitudinaux par rapport à l'axe du mandrin , qui assurent la ré sistance à la flexion .Les fils de verre sont imprégnés de résine soit préalablement , soit après mise en place et les opérations de finition sont les mêmes que dans le premier procédé Les fils de verre n' étant pas traités en vue d'un tissage et les sujétions dues au tissu étant supprimées , la réalisation du produit est plus économique .De plus , les fils de verre de l'enroulement et ceux disposés longitudinalement sont immédiatement prêts à répondre aux sollicitations pour lesquelles ils sont prévus ~ Cependant , ce procédé nécessite des moyens de mise en oeuvre très spécialisés et importants Le troisième procédé connu offre les facilités de mise en oeuvre du tissu de fils de verre tissés et les avantages de l'utilisation directe des fils de verre Il consiste à réaliser une nappe de fils de verre non tissés , liés entre eux par une résine òtimprégnation ou autre moyen approprié , à découper la nappe en feuilles de dimensions déterminées par le produit fini à obtenir , et à superposer les feuilles deux à deux , les axes des fils des deux feuilles faisant entre eux un angle voisin de Ta .Les deux feuilles superposées sont ensuite enroulées sur un mandrin et les opérations de finition sont mêmes que précédemment Ce procédé est avantageux par son économie et par le fait que les fils participent en totalité à la résistance à la flexion et à la résistance à la compression en raison de l'absence de tissage et de la disposition judicieuse des nappes . Cependant la mise en oeuvre de nappes unidirectionnelles est délicate du fait de l'absence de liaison efficace entre les différents fils de verre de la nappe Ayant pour but d'éviter les inconvénients précités tout en assurant la réalisation aisée , particulièrement simple et économique f d'éléments tubulaires , la présente invention a pour objet un matériau composite pour la fabrication d'éléments tubulaires armés , caractérisé en ce qu'il comporte : un support non tissé, une nappe unidirectionnelle de fibres juxtaposées fi une trame lâche de fibres disposées sur la nappe et éventuellement inclinées par rapport aux fibres de la nappe , et une résine d'imprégnation de façon à constituer un complexe support-fibre-résine Selon une variante de réalisation de l'invention, le support est allégé par la disposition d'orifices nombreux qui assurent une bonne répartition de la résine entre spires superposées. Ces orifices sont de préférence allongés et inclinés par rapport à la direction des fibres de la nappe / Le support est avantageusement réalisé en papier ou en film plastique susceptible de se dissoudre dans la résine au cours du séchage Les fibres constituant la trame sont relativement peu nombreuses par rapport aux fibres de la nappe unidirectionnelle , elles peuvent être disposées obliquement ou transversalement par rapport aux fibres de la nappe A A titre d'illustration , on a représenté au dessin annexé une vue de dessus d'un support muni d'orifices de formes différentes , et partiellement recouvert d'une nappe unidirectionnelle En se reportant au dessin , on peut voir un support en papier 1 muni d'orifices allongés et longitudinaux 2 .Ces orifices sont avantageusement inclinés à 45 environ , comme repré santé en 3 . La nappe unidirectionnelle 4 est constituée de fibres juxtaposées . La trame est constituée par des fibres espacées disposées transversalement comme en 5 , ou inclinées comme en 6 sur l'axe des fibres de la nappe Les fibres sont imprégnées soit avant constitution de la nappe soit après . Le support facilite la manipulation des feuilles découpées , jusqu'à l'enroulement sur mandrin . De plus, la présence des orifices nombreux assure une excellente diffusion de la résine dans l'épaisseur du tube obtenu par enroulement , les couches superposées coopérant ainsi effectivement Le support peut être constitué par un film perforé ou non en matière thermo-plastique, polyamide par exemple . Ce film compatible avec la résine et plus particulièrement la résine phénolique , se dissout au moment de la cuisson et disparaît en grant à la résine , pour laisser un produit final rigoureusement homogène Le procédé décrit comporte l'utilisation de feuilles comme produit intermédiaire destiné à être enroulé sur mandrin . Il va de soi que ces feuilles sont outil bleus pour constituer ou recouvrir des formes complexes dans d'autres domaines que celui des éléments tubulaires REVENDICATIONS 1 - Matériau composite pour la fabrication d'éléments tubulaires armés , caractérisé en ce qu'il comporte : un support non tissé , une nappe unidirectionnelle de fibres juxtaposées , une trame lâche de fibres déposées sur la nappe , et éventuellement inclinées par rapport aux fibres de la nappe , et une résine d'imprégnation, de façon à const#;tuer un complexe support-fibrerésine 2 - Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel le support est allégé par la disposition d'orifices nombreux. 3 - Matériau composite selon la revendication 2 dans lequel les orifices sont allongés et inclinés d'environ 450 par rapport à la direction des fibres de la nappe 4 - Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel le support est en papier 5'- Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel le support est un film plastique se dissolvant éventuellement dans la résine à la cuisson 6 - Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel lesdites fibres sont des fils de verre 7 - Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel lesdites fibres sont des fils de carbone B - Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel lesdites fibres sont des fils métalliques 9 - Eléments tubulaires fabriqués par enroulement , éventuellament sur un mandrin cylindrique ou conique , d'une feuille de ma tériau composite selon la revendi-cation 1 10- Assemblage d'éléments tubulaires selon la revendication 9 constituant un mât , un poteau , un tuyau , une antenne , ou une canne à pêche