Brevet FR2157881A1 — publié le 19730608

L'invention concerne des rubans industriels destinés à rigidifier et à renforcer-des matériaux, en particulier des matières plastiques, des laminés de bois et/ou de métal, et des matériaux de matrice tels que des moulages plastiques, ainsi qu'un 5 procédé pour fabriquer ces rubans. Les filaments de carbone sont des matériaux de renforcement intéressants pour fabriquer, par exemple, des moulages en plastiques renforcés et de tels moulages comportant des filaments de carbone dans une matrice de plastique ont un rapport rigidité 10 à poids très intéressant. Les filaments de carbone sont de préférence déposés sous forme d'une mèche qui peut contenir jusqu'à 10 OOO filaments individuels ; et une difficulté dans la fabrication de ces moulages renforcés réside dans la manipulation de la mèche. 15 L'invention propose un ruban industriel comportant un tissu de base sur lequel est supportée au moins une mèche de filaments de carbone maintenue sur le tissu par un fil de maintien qui la recouvre. De préférence, le ruban est tricoté, et le fil de maintien fait partie du tricot. Une variante de réalisation est un 20 tissu de base tissé ou non tissé, sur lequel une mèche de filaments de carbone est maintenue par des points la recouvrant» Le tissu de base est de préférence en fil de fibres de verre, qui ont des propriétés physiques appropriées pour leur utilisation comme renforcement de matériau de matrice. Le fil de maintien est également de 25 préférence un fil de fibres de verre» On peut disposer longitudina-lement le long du ruban un certain nombre de mèches de filaments de carbone, chacune étant retenue par un fil de maintien la recouvrant. Chaque mèche de filaments de carbone peut comporter un seul faisceau de fibres de carbone, ou plusieurs faisceaux. Dans certains 30 cas, par exemple pour renforcer des panneaux assez grands tels que des carrosseries de voitures et des coques de bateaux, chaque mèche de filaments de carbone est de préférence en relief par rapport au plan du reste du ruban sur une hauteur aussi grande que possible. On peut empêcher l'aplatissement d'une mèche par le fil de maintien 35 en réduisant la tension de ce fil, ou dans le cas d'un tricot, en augmentant la tension des fils du tissu de base tricoté. Dans d'autres cas, par exemple pour le renforcement de structures laminées dans lesquelles le ruban est maintenu dans une matrice en plastique entre deux feuilles qui sont collées ensemble par la ma-40 trice, la mèche de filaments de carbone affleure pratiquement ou 72 36902 2 2157881 autant que possible le reste du ruban. La mèche de filaments de carbone peut s'étendre axiale-ment le long du ruban, ou en diagonale par rapport à celui-ci, en zig-zag. Cette dernière réalisation procure un renforcement à 5 111 encontre des efforts de torsion, aussi bien qu'à l'encontre de flexions longitudinales. Les rubans ayant au moins deux mèches de filaments de carbone dont une ou plusieurs s'étendent axialement le long du ruban et dont une ou plusieur s'étendent en diagonale en travers du ruban permettent des renforcements à 1'encontre des 10 flexions longitudinales aussi bien qu'à 1'encontre des torsions et conviennent particulièrement pour renforcer des skis à neige moulés. Les rubans selon l'invention peuvent être tricotés sur des métiers à tricoter maille jetée équipés de barres de trame, de préférence au moins trois barres. Un métier approprié est un métier 15 rachel à simple fouture. Les rubans peuvent avoir une épaisseur de deux ou plusieurs aiguilles, de préférence six aiguilles. Le procédé préféré pour tricoter un ruban selon l'invention avec une seule mèche de filaments de carbone est le suivant : chaque aiguille tricote une chaîne de mailles, et une première bar-20 re de trame présente un mouvement de translation de va-et-vient au dessus de deux ou plusieurs espacements d'aiguilles pour déposer un ou plusieurs fils de renfort pour former une structure de base. Une deuxième barre de trame introduit la mèche de filaments de carbone dans la structure de base entre des aiguilles adjacentes. Si 25 la deuxième barre de trame dépose la mèche de filaments de carbone sans translation de barre, la mèche est disposée axialement le long du ruban. Si la deuxième barre de trame a un mouvement de translation d'un bord à l'autre, la mèche est disposée en diagonale en travers du ruban sous forme d'un zig-zag. Une troisième barre de 30 trame est alternativement en translation sur deux ou plusieurs espacements d'aiguilles pour déposer le fil de maintien entre les aiguilles de part et d'autre de la mèche de filaments de carbone. La tension du fil de renfort en dessous de la mèche de filaments de carbone doit être augmentée, ou bien celle du fil de maintien 35 au dessus de la mèche doit être réduite, si l'on désire que la mèche de filaments de carbone soit en relief par rapport au reste du ruban. Par exemple, le fil de maintien peut être déposé avec une tension négligeable de façon à former une boucle au-dessus de la mèche de filaments de carbone et à ne pas aplatir cette mèche. 40 Pour tricoter un ruban avec plus d'une mèche de filaments de carbonQ 3 72 36902 2157881 on emploie un procédé analogue, en utilisant facultativement plus d'un fil de maintien. Si .on le désire, on peut incorporer à la structure tricotée une structure de fil indémaillable. L'invention sera bien comprise par la description qui 5 suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est un schéma des mailles d'un ruban selon cette invention ; et les figures 2A à 2Ç sont des schémas représentant les ÎO mouvements des trois barres de trame d'un métier rachel à simple fouture produisant le ruban de la figure 1. Sur les figures 2A à 2C, on n'a représenté que les deux aiguilles se trouvant chacune de part et d'autre de la mèche de filaments de carbone. On utilise six aiguilles pour tricoter le ruban. Une 15 chaîne de mailles de fil de fibres de verre 1 est tricotée sur chaque aiguille, et 5 fils de base en fibres de verre 2 sont déposés autour d'aiguilles adjacentes sur des rangs successifs (figure 2A). Les cinq fils de base 2 sont déposés par une seule barre de trame de chaîne qui porte cinq tubes de trame espacés d'une seule 20 aiguille. Une mèche de filaments de carbone 3 est introduite par une deuxième barre de trame, sans mouvement latéral de la barre (figure 2B). Le tube de trame de chaîne amenant la mèche de filaments de carbone a de préférence une entrée épanouie pour faciliter l'introduction de la mèche et empêcher son effilochage. Un fil de 25 maintien en fibres de verre 4 est déposé simultanément par une troisième barre de trame autour des aiguilles qui sont de part et d'autre de la mèche 3, en donnant à cette troisième barre un mouvement de translation sur deux espacements d'aiguilles dans des directions alternées tous les deux rangs (figure 2Ç). La tension du 30 fil de maintien 4 est réduite au minimum de façon à ne pas aplatir la mèche 3, mais à former une boucle au-dessus de la mèche. Le ruban résultant est relativement facile à manipuler, particulièrement lorsqu'on l'utilise pour renforcer des moulages de taille importante, tels que des carosseries d'automobile ou des 35 coques de bateaux. 72 36902 4 2157881 REVENDICATIONS 1. Ruban industriel, caractérisé en ce qu'il comporte un t^ssu de base sur lequel est supportéeau moins une mèche de filaments de carbone maintenue sur le tissu par un fil de maintien 5 la recouvrant. ' 2. Ruban industriel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban est tricoté et que le fil de maintien fait partie du tricot. 3. Ruban industriel selon la revendication 2, caracté- I l 10 risé en ce que le ruban est tricoté en maille jetée. I I 40 Ruban industriel selon la revendication 1, caracté- ; risé en ce qu'il comporte un tissu de base tissé ou non tissé sur ) lequel la mèche de filaments de carbone est maintenue par des points la recouvrant. I 15 5. Ruban industriel selon l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce que le tissu de base est en fil de fibres de verre. 6. Ruban industriel selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fil de maintien est un fil de fibres de verre. 20 7<> Ruban industriel selon l'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisé en ce que la, ou chaque mèche de filaments de carbone est en relief par rapport au plan du reste du ruban 0 8. Ruban industriel'selon l'une quelconque des revendi-25 cations 1 à 6, caractérisé en ce que la, ou chaque mèche de filaments de carbone affleure sensiblement le plan du reste du ruban. 9. Ruban industriel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mèche de filaments de carbone s'étend axialement le long du ruban» 30 10. Ruban industriel selon l'une quelconque des revendi cations 1 à 8, caractérisé en ce que la mèche de filaments de carbone s'étend en diagonale en travers du ruban sous forme de zig-zag» 11. Ruban industriel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins deux mèches de fila-35 ments de carbone sont maintenues sur le tissu, l'une d'elles s'é-tendant axialement le long du ruban et l'autre s'étendant diagona-lement en travers du ruban en forme de zig-zag. COPV