Brevet FR2522027A1 — publié le 19830826

L'invention a pour objet un support textile applicable notamment d la fabrication de matériaux composites ou stratifiés, et les matériaux ou produits incorporant ce support. On connaît bien les matériaux composites ou matériaux stratifiés qui sont constitués par une superposition de couchessupports textiles ou autres imprégnés de résines ou matières thermoplastiques ou plastiques. Il y a de nombreuses applications et de multiples produits sont exécutés d partir de ces matériaux composites. Lcsqualités et caractéristiques de résistance des matériaux composites ou stratifiés qui incorporent ces supports, sont directionnelles, essentiellement selon les lignes des fils constituant les supports. Lorsque les supports textiles sont constitués de tissus classiques, il y a deux sens ou directions préférentiels de résistance, formés orthogonalement et déterminés par les fils de chaîne et les fils de trame. Si l'on veut un matériau présentant les caractéristiques de résistance plus équilibrées, dans d'autres sens que les deux sens précités, il faut, lors de la fabrication des matériaux, superposer, imprégner et déposer successivement plusieurs couches de supports textiles, en croisant les sens des fils, avec autant de couches qu'il est nécessaire pour mittiplier les lignes et les sens de résistance. Les inconvénients se trouvent dans le fait que, si l'on veut obtenir des matériaux composites présentant des qualités de résistance multidirectionnelles, et couramment selon des directions perpendiculaires et à 45 degrés ou diagonales, les superpositions et imprégnations successives exigent plus de main d' oeuvre, plus de temps, de soins et de préparation. Cela entraîne des coatis plus élevés, des épaisseurs de matériaux plus importantes qu'il est parfois nécessaire. Suivant l'invention et pour éliminer ces inconvénients, on a au geedie t aupoint un support textile unitaire ayant un caractè reXisotropkb caractérisé en ce qu'il est unitaire et composé de nappes de fils parallèles superposés et croisés selon des angles divers correspondant aux directions de renforcement, une de ces nappes au moins étant composée de fils parallèles disposés entrames- diagonales alternées avec des combinaisons de fils conjoints sur une partie de leurs cheminements diagonaux en assurant une continuité dans les directions angulaires de renforcement, en dépit des directions angulaires alternées en zigzag que forment chacun des fils en trame-diagonale, les nappes superposées étant liées entre elles par des fils de cha#nettes qui les traversent avec les nouages nécessaires afin de donner un caractère unitaire au support textile. Suivant une autre caractéristique, le matériau composite ou stratifié est constitué, en combinaison, par au moins un support textile selon les caractéristiques précitées, imprégné et enrobé dans une "matrice" de résine ou matière plastique thermodurcissable ou thermoplastique, la bonne imprégnation et l'homogénéité du matériau résultant de la structure textile du support et des passages que forment les fils de liage des chaînettes. Ces caractéristiques et d'autre encore ressortiront de la description qui suit' Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés : La figure 1 illustre un exemple de réalisation du support textile unitaire selon l'invention, présentant quatre directions principales de renforcement, sous la forme d'un dessin d'armure B 6 barres dans un rapport de 16 coups et 8 chaînettes. Les fils en tranes-diagonales ne sont que partiellement illustrés dans certaines parties du dessin, afin d'en faciliter la compréhension, mais il est rappelé que le support est homogène dans toute son étendue. La figure 2 montre à une échelle plus importante, une frac tion délimitée en 2-2-2-2 , du support textile quadridirectionnel représenté à la figure 1. La figure 3 montre à une échelle plus importante encore, le liage des trames et fils par les chaînettes en un point de croisement considéré par exemple en 3-3-3-3 de la figure 2. On décrit maintenant un exemple nullement limitatif de réalisation du support textile unitaire selon l'invention, en se réfé- rant aux figures des dessins. Le support textile est exécuté sur les métiers à aiguilles ou mailles de préférence, et il peut être,exécuté en diverses largeurs selon les besoins, y compris dans de grandes largeurs jusqu'à deux et plus mètre , son les capacités décrit des machines. L'exemple considéré décrit une réalisation préférée, bien que non limitative, du support textile unitaire qui a, dans ce cas, 4 directions principales de renforcement : longitudinale, transversa- le et deux directions diagonales, par exemple à 45 degrés,de sorte que l'on considère l'ensemble comme présentant un caractère/isotropie. Le support unitaire est alors constitué par 3 nappes de fils parallèles - une nappe de fils longitudinaux en chaîne - une nappe de fils parallèles (3) en diagonales que l'on peut consi dérer comme des "trames-diagonales". Il y a dans l'exemple illustré un rapport de 16 coups et 4 barres de fils en trames-diagonales respectivement (B1-B2-B3-B4) qui ont, pour chaque barre,- sur8 chatnetteJ des cheminements opposés alternés en zig-zag, comme illustré à la figure 1 notamment. Les nappes de fils parallèles sont superposées; il n'y a pas d'interpénétration des couches l'une dans l'autre, donc pas d'embuvage des fils,oe qui donne une meilleure résistance à l'abrasion Dans une partie de la figure 1, sur la longueur du rapport illustré en (A), on a représenté pour chaque barre, seulement un fil de "trame-diagonale" en zig-zag. Il r a, bien entendu, autant de fils de "trame-diagonale" portés et guidés par chaque barre et qui sont déplacés, lors des coupa. du rapport, sur un certain nombre de chat- nettes (8 chaînettes dans l'exemple de réalisation > qui assurent les liages avec un cheminement diagonal ou oblique alterné en zig-zag, comme illustré.En faisant varier le nombre de coups et/ou de chaînettes, on modifie l'angle des trames-diagonales, selon tel ou tel effet de résistance directionnelle que l'on veut obtenir. Dans ces développements des multiples "trames-diagonales" pa parallèles, une caractéristique intéressante se trouve dans le fait que. la nappe des fils en "trame#-diaçônales" combinées pour les barres, présente une continuité des diagonales, comme il ressort des fi. gures des dessins, parce que chacune des parties angulaires alternée. (3a) des fils (3) se trouve placée sur une partie de la longueur des par. tien (3a), conjointement avec une partie des longueurs (3a) de fils (3) se trouvent dans la mfme direction angulaire. Cela est clairement illustré aux figures des dessins, en particulier à la figure 2. La conséquence est que l'on obtient une continuité diagonale ou angulaire par les combinaisons de tous les fils en "trames-diagonales" avec une très bonne capacité de résistance directionnelle, en particulier après que les nappes de fils se trouvent noyées dans la "matrice" ou résine ou matière thermoplastique ou plastique. On note que les fils (3) des barres (B1 - Bt se croisent mais n'ont jamais des parties de leurs longueurs conjointes. Il en va de meme pour les fils (3) des barres (B3 - B4). Cependant, les fils des barres (B1 - B2) peuvent être considérés comme liant les fils des barres (B3 - B4), tandis que les fils des barres (B3 - B4) servent à lier les fils des barres (B1 - B2). Il est précisé qu'il n'y a pas d'ordre dans la superposition des nappes de fils parallèles (1, 2 et 3). La nappe des fils (3) en #rUes-diagonales'peut peut être placée entre les nappes des fils (1 - 2), ou bien au-dessus ou au-dessous des nappes de fils (1 et 2). D'autre part, si dans tous les cas le support textile selon l'invention comporte une nappe de fils en trames-diagonales, le dit support peut être éventuellement confectionné sans nappe de fils longitudinaux (1) ou sans nappe de fils transversaux (2). Les nappes sont liées afin de constituer le support textile unitaire, au moyen de fils de chaînettes parallèles (4) illustrées aux figures 1, 2 et 3. Ces chaînettes sont formées par le métier à aiguilles, entre les fils longitudinaux (1). A chaque croisement des fils de nappes, comme on le voit à la figure 3 le nouage des chaînettes (4) assure l'assemblage et la liaison unitaire des nappes et maint & nt ltespacement des fils et l'homogénéité du support. Les nappes de fils et les chaînettes sont exécutées simulta dément sur le métier selon les modalités décrites. On peut utiliser tous fils ou fibres naturels, artificiels ou synthétiques pour les nappes et les chaînettes. On peut utiliser par exemple des fils aramid notamment connus sous la marque #Kevlar", des fibres de carbone, des fibres de verre, des fils métalliques, d'une manière homogène ou an mélange. Les titres ou numéros des fils peuvent varier pour une même nappe ou pour des nappes différentes. On comprend, selon cette description et à l'examen des dessins, que le support textile unitaire obtenu, présente des caractéristiques de résistance non seulement quadridirectionnel, mais aussi par extension, compte tenu des effets de renforcement entre les directions orthogonales et angulaires -ou diagonales), un renforcement multidirectionnel qui donne au support un cararctère isotrophe ayant une capacité de résistance à peu près équilibrée en tout sens. Le caractère unitaire du support permet d'envisager son utili sation dans les cas particuliers ob l'on voudrait réaliser des panneaux ou parois résistantes pour lesquels le support seul est suffisant. D'une manière plus générale et plus particulièrement visée, le support textile unitaire selon l'invention est prévu pour former, en combinaison avec une "matrice" constituée par une résine ou matière thermoplastique ou plastique, dans laquelle est noyé le support, un matériau composite ou matériau stratifié qui peut trouver les multiples applications que l'on connaît. La fabrication des matériaux ou produits constitués par cette combinaison est plus aisée, plus économique puisque l'on n'a pa à utiliser, à mettre en place et à imprégner des épaisseurs successives de tissus. La structure du support textile unitaire selon l'invention facilite la bonne imprégnation par la "matrice" ou matière thermodurcissable ou thermoplastique, et notamment les passages que forment des fils des chaînettes (4). A noter que le support textile unitaire selon l'invention peut aussi servir à renforcer tout matériau ou toute matière applicable à l'état liquide ou piteux et qui durcit ou se solidifie ensuite. Par exemple, le support textile unitaire peut être utilisé en vue du renforcement du caoutchouc naturel ou synthétique , des ciments, des métaux et alliages... Un autre aspect avantageux du support textile unitaire se trouve dans le fait que, par les superpositions et croisementsdes nappes de fils et les agencements relatifs de ces nappes et des fils en trames-diagonales, il peut y avoir un glissement relatif des fils, qui favorise une déformation du support et une adaptation d toutes formes, en particulier aux formes courbes, concaves, convexes, tout en conservant en tout point la capacité de résistance, sans créer d'affaiblissements localisés. En variante, il est prévu de rapporter en combinaison, sur une face ou sur les deux faces du support textile, un ou des soins de fibres de verre ou "stratimat" qui sont imprégnés et liés par les enductions de résine, matière thermodurcissable ou thermoplastique, ou autre matériau ou matière. Le liage au support du ou des voiles de fibres de verre peut s'opérer par les chaînettes ou tout autre moyen. Lintéret et les avantages du support et des matériaux ou produits obtenus, ressort de l'ensemble de la description et des des sins. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Support textile applicable notamment à la fabrication de matériaux composites ou stratifiés, et les matériaux ou produits composant ce support textile.qui est caractérisé en ce qu'il est unitaire et composé de nappes de fils parallèles superposés et croisés selon des angles divers correspondant aux directions de renforcement, une de ces nappes au moins étant composée de fils parallèles disposés en trames-diagonalestalternées avec des combinaisons de fils conjoints sur une partie de leurs cheminements diagonaux en assurant une continuité dans les directions angulaires de renforcement, en dépit des directions angulaires alternez en zig-z que forment chacun des fils en"trame-diagonale# les nappes superposées étant liées entre elles par des fils de chaînettes qui les traversent avec les nouages nécessaires afin de donner un caractère unitaire au support textile. -2- Support textile suivant la revendication 1, caractérisé par une réalisation suivant laquelle le dit support est constitué par trois nappes de fils parallèles dont l'ordre est indifférent, à savoir. une nappe de fils parallèles longitudinaux, une nappe de fils parallèles transversaux formés d partir d'un seul (ou plusieurs fils de trame en partie conjoints) déplacés sur la largeur du support, et par une nappe de fils parallèles en trames-diagonales alternées avec des combinaisons de fils conjoints sur une partie de leurs cheminements diagonaux en assurant la continuité dans les directions angulaires de renforcement, en dépit des directions alternées en zig-zag que forment chacun des fils en trame-diagonale ;; les nappes superposées étant liées entre elles par des fils de chaînettes pa rallèles formés par le métier entre les fils parallèles longitudinauz et pour assurer, b chaque croisement des fils des nappes, l'assemblage et la liaison unitaire des nappes, en maintenant l'espacement des fils et l'homogénéité du support, l'ensemble étant exécuté simultanément sur le métier. -3- Support textile suivant la revendication 1, caractérisé par des réalisations suivant lescquelles on modifie l'angle des trames diagonales'1en faisant varier le nombre de coups et/ou de chaînettes, afin de modifier les effets de résistance directionnelle selon les applications. -4- Support textile suivant 1'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce, qu'il est exécuté sur métier à aiguilles ou mailles. -5- Support textile suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fils parallèles des nappes superposées, peuvent entre des fils aramid connus sous la marque #Kevlar", des fibres de carbone, des fibres de verre, des fils métalliques, dune manière homogène, ou en mélange pour chaque nappe du support, tandis que les fils de liage des chaînettes sont en fils ou fibres synthétiques ou autres. -6- Matériau ou produit composite ou stratifié constitué, en combinaison, par au moins un support textile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le ou les supports étant imprégnés ou noyés dans une "matrice" ou résine ou matière plastique thermodurcissable ou thernoplastique, ou autre matériau ou matière applicable à l'état liquide ou piteux et pouvant ensuite se durcir ou se solidifier, la bonne imprégnation et homogénéité du matériau ou produit résultant de la structure textile du ou des supports ainsi que des passages que forment les fils de liage des chaînettes. -7- Matériau ou produit composite ou stratifié suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'on rapporte, en combinaison, sur une face ou sur les deux faces du support, une nappe de fibres de verre ou wstratimatw imprégnés et liés par les enductions de résine, matière plastique thermodurcissable ou thermoplastique, ou autre matière ou matériau.