Brevet FR2647125A1 — publié le 19901123

ARMATURE TEXTILE UTILISABLE POUR LA REALISATION DE COM- PLEXES DIVERS ET PROCEDE POUR SA FABRICATION. La présente invention a trait à un perfectionnement apporté aux armatures textiles utilisées pour la réalisa- tion de complexes divers, tels que des articles strati- fiés. Elle a trait plus particulièrement à un perfection- nement apporté aux armatures constituées par un tissu chaîne et trame à base de fils de verre, carbone.... Parmi les structures de renforcement utilisées lors de la réalisation d'articles stratifiés, il a été proposé depuis fort longtemps d'employer des non-tissés de fi- bres, des nappes unidirectionnelles, c'est-à-dire dans lesquelles les filaments de structure sont disposés sui- vant une même direction, des tissus, des nappes bidirec- tionnelles, tels que par exemple des tissus chaîne et trame, voire même des combinaisons de tels matériaux. La présente invention a trait à un perfectionnement apporté aux structures bidirectionnelles du type tissu chaîne et trame. Les tissus chaine et trame ont été proposés depuis fort longtemps comme armatures de renforcement d'articles stratifiés. Ils présentent comme avantages de pouvoir être fabriqués aisément, d'obtenir de bonnes caractéris- tiques mécaniques aussi bien dans le sens long que dans le sens travers. En revanche, pour certaines applica- tions, ils présentent certains inconvénients qui résul- tent du fait que les fils de chaine et de trame ondulent les uns par rapport aux autres par suite du tissage, alors que l'on recherche fréquemment à avoir des renforts dans lesquels les filaments soient disposés le plus droit et le plus plat possible suivant une même direction lon- gitudinale et ce, pour former une nappe ou bande unifor- me. Par suite, de très nombreuses propositions ont été faites pour obtenir de telles nappes, désignées couram- ment par l'expression "nappes unidirectionnelles". Parmi ces solutions, on peut citer celles faisant l'objet des brevets français 1 394 871 et 1 469 065. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un nouveau type de matériau, ainsi qu'un procédé d'obtention qui, non seulement présente des caractéristiques améliorées par rapport aux nappes unidirectionnelles proposées à ce jour, mais par ailleurs peut être réalisé de manière simple, économique suivant une technique de fabrication permettant une grande pro- ductivité. D'une manière générale, le nouveau matériau de ren- forcement (nappe unidirectionnelle) conforme à l'inven- tion, se présente sous la forme d'une nappe dans laquelle la majorité des filaments élémentaires sont disposés suivant une même direction (longitudinale ou transver- sale) et il se caractérise en ce que le maintien desdits filaments élémentaires est assuré par une structure fi- breuse qui non seulement est entrecroisée avec les fils unidirectionnels précités à la manière d'un tissu, mais par ailleurs, comporte des fibres qui s'étendent pour partie perpendiculairement entre deux séries consécutives de filaments parallèles. Un tel produit est obtenu par la mise en oeuvre d'un nouveau processus opératoire qui fait également l'objet de la présente invention, processus qui consiste à réali- ser un tissu chaîne et trame à partir de filaments con- tinus (verre, carbone) se présentant sous la forme de mèches, puis à soumettre le tissu ainsi formé à une opé- ration d'aiguilletage réalisée dans des conditions telles que l'on écarte les fils de l'une des directions du tissu sans détériorer les filaments qui les composent et, d'au- tre part, que simultanément on brise une partie des fila- ments de l'autre direction dudit tissu. Une telle pénétration de manière sélective des ai- guilles à l'intérieur du tissu de départ est obtenue en utilisant une technique conventionnelle d'aiguilletage adaptée pour ne pas détériorer les faisceaux de filaments parallèles de l'une des directions du tissu de départ. Pour ce faire, conformément à l'invention, on utilise des aiguilles dont les barbes ne sont pas déposées sur toute la périphérie de l'aiguille, mais sont orientées paral- lèlement à l'une des directions du tissu (chaine ou tra- me). Ces barbes peuvent être disposées soit selon une génératrice de chaque aiguille, soit symétriquement de part et d'autre du fût de l'aiguille, par exemple à l'ar- rière et à l'avant du fût si l'on considère le sens d'avancement du tissu de départ à l'intérieur de l'ai- guilleteuse. Grâce à une telle manière de réaliser l'aiguilleta- ge, il est possible d'écarter les filaments constituant l'une des directions du tissu sans les détériorer et, simultanément, de provoquer la rupture et l'entraînement des filaments constituant l'autre direction, de manière à former les fibres qui s'étendent sur toute l'épaisseur du tissu. Dans la suite de la descritpion, l'invention sera décrite lors d'un traitement d'une structure tissée uni- taire, mais il est évident que lors de ce traitement, on pourrait éventuellement associer au tissu réalisé confor- mément à l'invention d'autres structures fibreuses, tel- les que par exemple les nappes non-tissées, les textiles, seule l'une des directions (chaîne et trame) du tissu support étant soumis à l'action des barbes des aiguilles. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les figures annexées dans lesquel- les: - la figure 1 est une vue schématique en perspective illustrant la manière dont est traité un tissu chaîne et trame en vue d'obtenir un nouveau type de matériau de renforcement conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de détail de la partie cerclée X de la figure 1 illustrant l'action de deux aiguilles consécutives sur les fils de chaîne et de trame du tissu lors de son traitement conformément au procédé selon l'invention; - la figure 3 est une vue de dessus illustrant la manière dont pénètre une aiguille entre les fils de chaîne et de trame lors d'un traitement conforme à l'in- vention. Si l'on se reporte aux schémas annexés, l'invention concerne donc un perfectionnement apporté aux tissus chaîne et trame utilisés pour le renforcement d'articles stratifiés, lesdits tissus se présentant, avant traite- ment conformément à l'invention et ce de manière bien connue, sous la forme d'une nappe constituée de fils de chaîne (la,lb,lc) entrecroisés avec des fils de trame (2a,2b,2c), et disposés orthogonalement les uns par rap- port aux autres. Dans l'exemple illustré à la figure 1, le tissu est réalisé selon une armure classique dite armure "toile", mais il est évident que d'autres types d'armures pourraient également être utilisés. Dans le tissu de départ, les fils de chaîne désignés par la référence générale (1) sont constitués de mèches de filaments parallèles et se présentent sous la forme de faisceaux disposés côte à cqte, les fils de trame désig- nés par la référence générale (2) étant également con- stitués de faisceaux de filaments parallèles (mèches). Dans le tissu, les mèches de trame et de chaîne peuvent être soit de même nature, soit de nature différente (par exemple mèches de fils de verre, de carbone, de fils synthétiques..). Bien entendu, il pourrait être envisagé de réaliser des combinaisons de matières différentes, par exemple une alternance de mèches à base de fils de verre et de mèches ayant une autre structure (carbone par exemple). Conformément au procédé selon l'invention, le tissu de départ est soumis à une action d'aiguilletage au moyen d'un ensemble (3), ensemble qui est constitué par une aiguilleteuse conventionnelle à aiguille adapté, confor- mément au processus selon l'invention, pour que les ai- guilles lors de leur action sur le tissu, d'une part provoquent l'écartement soit des fils de chaîne soit des fils de trame sans détériorer les filaments et, d'autre part, aient une action sur l'autre série de fils (fils de trame par exemple), de manière à entraîner une rupture des filaments et provoquer une désorientation afin que ces filaments viennent s'implanter dans le sens de l'épaisseur du tissu. Pour ce faire, on utilise ainsi que cela est illus- tré aux figures 2 et 3 des aiguilles (4) dans lesquelles les barbes (5) ne sont pas disposées sur toute la péri- phérie du fût, mais sont orientées parallèlement aux mèches soit de chaîne soit de trame. Dans le cas présent, les barbes (5) sont présentées parallèlement aux fils de chaîne (voir figures 2 et 3). Les barbes (5) des aiguil- les peuvent être disposées symétriquement de part et d'autre du fût de l'aiguille soit, éventuellement d'un seul côté, par exemple à l'arrière du fût si l'on con- sidère le sens d'avancement du tissu au travers de l'ai- guilleteuse (3). Grâce à une telle manière de réaliser l'aiguilleta- ge, on provoque donc une rupture des filaments de l'une des séries des fils constituant le tissu (chaîne ou tra- me), l'autre série (trame ou chaîne) n'étant quant à elle pratiquement pas affectée par l'action des aiguilles et conservant toutes ses caractéristiques mécaniques. A titre indicatif, différents essais comparatifs ont été réalisés sur des tissus de verre conventionnels utilisés pour la réalisation d'articles stratifiés. Il a été constaté que dans le cas o le tissu était traité au moyen d'une aiguilleteuse classique comportant des ai- guilles munies de barbes sur toute leur périphérie, qu'en moyenne on obtenait une perte de résistance globale tant en chaîne qu'en trame de l'ordre de 30 à 35 %, alors qu'en effectuant un aiguilletage orienté conformément à l'invention, soit dans le sens chaîne soit dans le sens trame, la perte de résistance dans le sens du tissu non fini à l'action des aiguilles n'était que de l'ordre de 5 à 10% alors que dans le sens soumis à l'action des ai- guilles, elle était de l'ordre d'environ 70 %. Un tel matériau est particulièrement avantageux pour réaliser des articles stratifiés dans lesquels on sou- haite avoir des caractéristiques de résistance dans une direction déterminée, par rapport aux nappes unidirec- tionnelles antérieures, le matériau conforme à l'inven- tion présente, de manière surprenante, la caractéristique de faciliter l'opération d'imprégnation par la résine. REVENDICATIONS 1/ Armature textile utilisable pour la réalisation de complexes divers se présentant sous la forme d'une nappe dans laquelle la majorité des filaments élémentai- res sont disposés suivant une même direction, caractéri- sée en ce que le maintien desdits filaments élémentaires (la,lb,lc) est assuré par une structure fibreuse (2a,- 2b,2c) qui non seulement est entrecroisée avec les fils unidirectionnels précités à la manière d'un tissu mais par ailleurs, comporte des fibres qui s'étendent pour partie perpendiculairement entre deux séries consécutives des filaments parallèles (la,lb,lc). 2/ Procédé pour l'obtention d'une armature selon la revendication 1, qui consiste à réaliser un tissu chaîne et trame à partir de filaments continus (la,lb,lc...-2a, 2b,2c...) se présentant sous la forme de mèches, carac- térisé en ce que on soumet ledit tissu ainsi formé à une opération d'aiguilletage réalisée dans des conditions telles que l'on écarte les fils de l'une des directions (la,lb,lc) du tissu sans détériorer les filaments qui les composent et, d'autre part, que simultanément on brise une partie des filaments de l'autre direction (2a,2b,2c) dudit tissu. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les aiguilles (4) utilisées lors de l'opération d'aiguilletage du tissu comportent des barbes (5) qui ne sont pas disposées sur toute leur périphérie, mais sont orientées parallèlement à l'une des directions du tissu (chaîne et trame). 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les barbes (5) des aiguilles (4) sont disposées symétriquement de part et d'autre du fût de l'aiguille (4). / Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les barbes (5) des aiguilles (4) sont disposées d'un seul côté du fût de l'aiguille (4) et de préférence à l'arrière dudit fût si l'on considère le sens d'avance- ment à l'intérieur de l'aiguilleteuse (3).