Brevet FR2279683A1 — publié le 19760220

La présente invention concerne la réalisation de feutres de fibres de verre, par exemple utilisés pour la réalisation d'éléments composites en matière plastique renforcée par du verre. Les feutres de fibres de verre d'armature des matières plastiques, utilisés par exemple dans la réalisation des carrosseries de véhicules, comprennent couramment une couche de fibres de verre liées par une résine qui est ajoutée aux fibres,en poudre ou en émulsion. Les feutres liés par des poudres sont préparés par saupoudrage d'une certaine quantité de poudre de résine sur un feutre de fils de verre découpés disposés de façon aléatoire, par répartition de la poudre de façon uniforme sur le feutre et dans celui-ci par un dispositif vibrant, penumatique ou autre, et par chauffage du feutre revêtu à une température comprise entre 160 et 2200C de manière que la résine soit associée au verre par fusion. Lorsqu'il est encore chaud, le feutre passe entre des rouleaux de compression qui lui donnent l'épaisseur finale nécessaire. La résine utilisée de façon la plus courante à cet effet est du type polyester insaturé car une telle résine est très soluble dans la résine de stratification utilisée pour la matière composite finale et copolymérise avec cette résine.La quantité de résine en poudre utilisée correspond habituellement à 2,5 à 4 % en poids du verre. Les feutres liés en émulsion sont préparés par pulvérisation dtune émulsion de liant sur un feutre de fils de verre découpés disposés de façon aléatoire, retrait de 11 excès de solution par aspiration puis séchage du feutre revêtu à une température comprise entre 130 et 1800C. On utilise couramment des émulsions d'acétate de polyvinyle plastifié par un plastifiant polymère tel que nReoplex 400" le prélèvement de résine étant compris entre 4 et 6 % du poids du verre.Lors de la réalisation des feutres liés en émulsion, le procédé utilisé normalement est continu,l'ap- pareil de traitement comprenant un ensemble de découpe de verre placé au-dessus de la première partie d'une courroie de transporteur, et, au niveau de parties suivantes, un poste de pulvérisation d'émulsion, un poste de retrait de l'excès d'émulsion, et un poste de séchage. Après séchage,le feutre est enroulé sur un gabarit. Les feutres de fibres de verre peuvent aussi être préparés à partir de fils continus. La résistance à la traction du feutre sec peut être suffisante pour qu?il ne se déchire pas ou ne se déforme pas lors du dévidagedu rouleau et, lors de la réalisation d'éléments de grande dimension, la force de traction exercée sur les feutres en cours de réalisation peut atteindre 0,9 kg/cm de largeur. Les feutres liés par une poudre sont en général relativement peu robustes par rapport aux feutres liés ar une émulsion, mais ils sont utiles car ils présentent la propriété d'8tre rapidement mouillés par les résines utilisées dans la matière composite et car ils donnent à ltélément composite une translucidité importante lorsque cette propriété est nécessaire. Les feutres liés par une émulsion sont plus robustes au point de vue mécanique que les feutres liés par une poudre mais la période de mouillage est plus longue et la translucidité est souvent faible. Il est aussi important que le feutre sec ait de bonnes caractéristiques de drapé de manière qu'il se conforme à la configuration d'un moule dans lequel il est placé. Comme indiqué précédemment, les feutres liés par une émulsion sont avantageux lorsque la résistance à la traction est importante, mais les feutres liés par une poudre tendent à avoir de meilleures caractéristiques de drapé. Lors de la réalisation d'éléments composites, à l'aide de l'un ou l'autre type de feutre, la première phase comprend le dépôt du feutre sur un moule ou dans un tel moule, puis l'addition dtune résine polyester catalysée qui est travaillée par exemple avec un rouleau ondulé de manière que le feutre et la résine soient bien mélangés et que l'air soit chassé. En conséquence, la vitesse de mouillage du feutre par la résine polyester est un critère très important qui varie avec l'utilisation prévue pour le feutre. Pour de nombreuses raisons, une vitesse élevée de mouillage est nécessaire de manière que le mouillage soit terminé avant que la résine ne commence à se gélifier, cette opération pouvant se produire quelques minutes seulement après le mélange initial.Parfois cependant, un mouillage lent est souhaitable de manière que le feutre conserve son intégrité pendant le travail, notamment lors de l'utilisation de feutres relativement épais pour lesquels des temps relativement longs de mouillage sont nécessaires. On note donc que la réalisation d'un feutre doit autre modifiée de manière que le produit final satisfasse à un compromis en ce qui concerne les caractéristiques nécessaires de résistance à la traction, de vitesse de mouillage, d'épaisseur de feutre,de drapé et de translucidité. Les feutres liés par une émulsion présentent l'inconvénient important que la vitesse de mouillage est relativement faible, et l'invention concerne l'accroissement de la vitesse de mouillage, sans cependant suppression des avantages connus de mise en oeuvre du procédé en émulsion. Selon l'invention, lors de la réalisation d'un feutre lié par une émulsion, le feutre de fils de verre est traité à l'eau avant application de l'émulsion de liant et on constate de façon tout à fait surprenante que les vitesses de mouillage peuvent store fortement accrues de cette manière. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, on peut utiliser de l'eau seule mais il est souvent préférable quelle contienne aussi un agent tensio-actif assurant un mouillage rapide du verre. Le mouillage rapide peut autre aussi obtenu par addition à l'eau de'un liquide organique miscible à l'eau, par exemple l'acétone ou ltéthanol. L'eau peut autre appliquée par pulvérisation sur un feutre sec puis retrait de ltexcès d'eau par aspiration, avant application de l'émulsion, ou peut autre appliquée par pulvérisation ou trempage des fils de verre à l'aide d'eau ou dans l'eau, avant découpe des fils et mise à l'orien- tation aléatoire. D'autre caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples particuliers de mise en oeuvre. On réalise une série de feutres de fibres de verre selon l'invention, et une autre série de feutres analogues, par mise en oeuvre du procédé connu par émulsion, sans traitement par l'eau, à titre de référence. Au cours des deux opérations, on répand par saupoudrage 60 g de fils de verre découpés de 5 cm sur une toile métallique de 35,5 x 30,5 cm de manière que la disposition aléatoire des fibres de verre ait une épaisseur uniforme. Ensuite, selon l'invention, on immerge le plateau formé par la toile métallique dans de l'eau contenant 0,1 % en poids de dodécylbenzènesulfonate de sodium de manière que les fibres soient mouillées et on égoutte l'excès d'eau. Cette phase de mouillage est supprimée dans la série de référence. Dans les deux procédés, on immerge alors le plateau dans un bain d'émulsion diluée de liant jusqu'à ce que toutes les fibres aient été mouillées- par l'émulsion, et- l'excès d'émulsion est égoutté. Le feutre humide est alors séché à 1300C pendant 30 mn puis retiré en vue de l'essai. Les résultats des essais figurent dans le-tableau joint. Dans le tableau, les numéros de code désignent les compositions suivantes. EP 1436 est une dispersion d'homopolymère d'acétate de vinyle dans de l'eau, avec une grande dimension particulaire, le polymère étant plastifié par 40 % de "Reoplex 400". EP 1437 et EP 1463 désignent des dispersionsdthomopolymère d'acétate de vinyle de dimension particulaire moyenne, plastifié avec 40 % de "Reoplex 400". EP 1438 est une dispersion d'un copolymère d'acétate de vinyle avec un comonomère de réticulation, plastifié avec 40 % de "Reoplex 400". EP 1444 est une dispersion d'un copolymère d'acétate de vinyle et d'acrylate de butyle plastifié avec 15 % de "Reoplex 400". EP 1263 et 125-1033 est une dispersion aqueuse d'un homopolymère d'acétate de vinyle. EP 1339 est une dispersion aqueuse d'un copolymère d'acétate de vinyle avec un comonomère de réticulation. On mesure la résistance à la traction, sous forme Composition du liant EP 1436 BP 1438 EP 1437 EP 1444 EP 1463 Composition de l'ensimege EP 1263 EP 1339 EP 1263 EP 1339 125-1033 Concentration % (quantité de matières solides dans le bain) 4 4 4 2 4,8 ANALYSE Poids de verre 60,5 g 61,0 g 59,1 g 61,8 g 61,3 g Poids d'eau 41,1 g 45,5 g 40,6 g 44,9 g 27,0 g Poids d'émulsion 27,1 g 67,2 g 33,6 g 26,2 g 41,0 g PROPRIETES DES FEUTRES SELON L'INVENTION Liant (polymère) teneur, % 3,8 4,5 3,5 1,7 4,0 Résistance à la traction, kg/cm 5,4 2,35 3,95 1,2 1,65 Mouillage (1) secondes 160 320 100 48 100 Mouillage (2) " 330 540 160 102 185 Drapé moyen bon moyen-bon bon bon PROPRIETES DES PEUTRES CLASSIQUES (REFERENCES) Liant (polymère) teneur, % 3,8 4,5 3,5 1,7 4,2 Résistance à la traction, kg/cm 7,2 2,7 3,3 1,0 1,0 Mouillage (1) secondes 780 700 140 115 160 Mouillage (2) " 1340 2000 210 220 370 Drapé néant moyen-bon moyen moyen-bon moyen-bon de la force de traction, exprimée en kgf, nécessaire à la rupture d'une bande de 25,4 mm de feutre, dans le cas ou les machoires de l'appareil sont espacées de 7,6 cm. On mesure le temps de mouillage en plaçant un échantillon de feutre dans une résine polyester ("Crystic 193"), et par observation du temps (1) pour que l'impression disposée sous le feutre devienne visible. (2) pour que l'impression placée sous le feutre devienne lisible sur toute la surface. La-comparaison des données du tableau montre que l'invention assure une amélioration considérable de ces propriétés sans réduction nuisible des autres. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans des éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation de feutres de fibres de verre, du type dans lequel une émulsion de liant est appliquée sur une couche de fils de verre découpés et disposés de façon aléatoire, l'excès d'émulsion est retiré et le feutre revêtu est séché à température élevée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'application de l'émulsion de liant, l'application d'eau sur les fils. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau contient un agent mouillant. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent mouillant est un liquide organique miscible à lteau. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'eau est appliquée sur la couche de fils. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendication; 1 à 3, caractérisé en ce que les fils reçoivent une pulvérin sation d'eau ou sont trempés dans l'eau, puis découpés et déposés de manière qu'ils formentla couche. 6. Feutre de fibres de verre, caractérisé en ce qu'il est préparé par. un procédé selon l'une quelconque des revendications precédentes.