Brevet FR2854172A1 — publié le 20041029

ARMATURE TEXTILE UTILIABLE POUR LA REALISATION DE RENFORTS EMPLOYES NOTAMMENT POUR LA FABRICATION D'ARTICLES MOULES. Domaine technique L'invention concerne l'industrie textile technique, et plus précisément les armatures textiles utilisées pour la réalisation de matériaux composites. Elle concerne plus spécifiquement un perfectionnement apporté à ce type 10 d'armatures textiles, destiné à améliorer les propriétés mécaniques des articles intégrant ces armatures de renforcement. Techniques antérieures Le Demandeur a décrit dans le document EP 395 548, une armature de 15 renforcement constituée d'un assemblage d'au moins trois couches, à savoir une couche centrale et deux couches de renforts extérieures. Les couches de renfort sont constituées par des mats de verre, c'est-à-dire des nappes formées de fibres généralement discontinues. Ces deux mats de renfort prennent en sandwich une couche centrale, réalisée à base de fibres synthétiques, et présentant une certaine 20 épaisseur. De la sorte, lors du moulage d'articles intégrant ce type d'armatures, les résines thermodurcissables s'écoulent à l'intérieur de cette couche centrale, et viennent imprégner les couches de renfort extérieur sur toute leur surface. Ces différentes couches sont associées par couture ou tricotage, de sorte que l'armature possède une grande capacité de déformation, et donc une aptitude à être intégrée 25 dans des articles moulés présentant des formes relativement complexes. Toutefois, la présence de la couche centrale à base de fibres synthétiques diminue le taux en fibres de verre de l'armature, et donc du renfort, lorsque la résine thermodurcissable est polymérisée. Ce taux de verre, de l'ordre de 20 à 25 % en masse, peut être insuffisant dans certaines applications. 30 L'un des objectifs de l'invention est de fournir des armatures textiles qui possèdent un taux de verre plus important que les renforts existants, et ce tout en conservant une bonne aptitude à la diffusion de la résine lors du moulage. Pour augmenter le taux de verre, des solutions ont déjà été proposées, dans lesquelles l'armature de renfort est réalisée uniquement à base de fibres de verre. Ainsi, on connaît des armatures uniquement à base de fibres de verre qui possèdent une âme tricotée. Ce type d'armatures présente non seulement l'inconvénient d'être relativement complexe à fabriquer, mais également une très faible capacité de 10 diffusion de la résine, ce qui lui interdit d'être employé dans certaines applications. On connaît également d'autres types d'armatures textiles, connus sous l'abréviation de CFRM pour "Continuous Fiber Reinforcement Mat", qui sont constitués de fils de verre continus associés par un liant durcissable. Ce type 15 d'armatures est très faiblement déformable, ce qui le limite à des applications de pièces moulées à faible embouti. Un autre objectif de l'invention est de fournir une armature de renforcement qui soit particulièrement déformable, pour être conformée à de multiples 20 géométries de moules. Exposé de l'invention L'invention concerne donc une armature textile, utilisable pour la réalisation de renforts employés notamment pour la fabrication d'articles moulés. 25 De façon connue, ce type d'armatures comporte au moins deux couches cousues entre elles, une première de ces couches étant constituée d'un mat fibreux à base de fibres de verre. Conformément à l'invention, cette armature se caractérise en ce que la seconde couche est également formée par un mat fibreux de fibres de verre. Les fibres de cette seconde couche possèdent un titre et une longueur supérieurs à ceux des fibres de la première couche. Elles présentent par conséquent une raideur plus forte que celle des fibres de la première couche. Les fibres de la seconde couche présentent également une mouillabilité inférieure à celles de la première couche. Autrement dit, l'invention consiste à réaliser une armature à base de deux mats de fibres de verre différents. La première de ces couches sert plus particulièrement de renfort, tandis que la seconde couche, qui présente une 10 mouillabilité inférieure, permet la diffusion de la résine et sa bonne répartition sur l'intégralité de la surface de l'armature. Par "mouillabilité inférieure", on entend que les fibres de la seconde couche présentent une plus faible capacité à être imprégnées rapidement par les résines 15 injectées pour le moulage, par rapport aux fibres de la première couche. De la sorte, les résines d'imprégnation se diffusent par la seconde couche, alors qu'elles pénètrent plus rapidement au coeur des fibres de la première couche pour s'y fixer. En pratique, les fibres utilisées pour former la seconde couche sont des 20 fibres semi-continues, c'est-à-dire présentant une longueur supérieure à 50 cm, voire un mètre. Dans ce cas, les fibres peuvent être considérées comme continues. La raideur de ces fibres permet de donner un volume plus important. à cette couche, favorisant ainsi la diffusion de la résine injectée. L'armature décrite ci-avant peut avantageusement comporter une troisième couche. Cette couche supplémentaire est en contact avec la seconde couche formée par le mat de fibres longues. Cette couche supplémentaire est également formée par un mat de fibres de verre, dont les fibres ont un titre inférieur à celles de la seconde couche, et elles présentent une mouillabilité supérieure à celle des fibres 30 de la seconde couche. Cette troisième couche peut donc être identique ou analogue à la première couche, et prendre ainsi en sandwich la seconde couche formée par le mat de fibres longues. De la sorte, la seconde couche de fibres quasi-continues assure la diffusion de la résine d'imprégnation à destination des deux couches qui la prennent en sandwich. Dans certaines applications, l'armature peut également comporter, sur au 5 moins une de ses faces externes, un voile de fibres fines, par exemple synthétiques, destiné à donner un état de surface plus régulier à l'armature, et éviter ainsi que la surface relativement irrégulière des mats fibreux, ou des coutures qui les relient, n'apparaisse après moulage. En pratique, ce ou ces voiles de fibres fines peuvent être associés aux couches adjacentes par collage ou couture. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, 15 ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées dans lesquelles: La figure 1 est une vue d'une armature conforme à l'invention, montrée avec les différentes couches la constituant qui sont séparées les unes des autres. La figure 2 est une vue en coupe de l'armature de la figure 1. La figure 3 est un schéma en perspective sommaire montrant un procédé de réalisation de l'armature conforme à l'invention. Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne une armature textile qui peut être 25 utilisée pour renforcer des articles obtenus par moulage. Une telle armature peut être réalisée en combinant, comme illustré à la figure 1, différentes couches. Ainsi, la première couche (4) est formée dun mat de fibres de verre comportant des fibres relativement courtes, c'est-à-dire d'une longueur de l'ordre de 30 quelques centimètres. Ces fibres sont réalisées à partir de fils d'un titre typiquement inférieur à 50 tex. Dans un exemple particulier, cette couche peut être réalisée à partir de fibres d'une longueur unitaire de 50 mm, de manière à former une nappe possédant une masse surfacique de l'ordre de 300 g/m2 environ. Les fibres utilisées sont avantageusement choisies dans la gamme des fibres possédant une mouillabilité 5 moyenne à rapide. Le taux d'ensimage de ces fibres est faible, avec typiquement un taux de perte au feu (ou LOI pour Lost On Ignition) inférieur à 1%. L'ensimage employé permet d'avoir un taux de solubilité dans l'acétone supérieur à 60%. La seconde couche caractéristique (3) est également réalisée à partir d'un 10 mat de fibres de verre, mais dont les fibres sont nettement plus longues que celles de la première couche (4). Ainsi, ces fibres possèdent une longueur de plusieurs dizaines de centimètres, et peuvent même être d'une longueur supérieure au mètre. Le titre des fibres utilisées est supérieur à celui des fibres de la première couche (4), et typiquement supérieur à 70 tex. On a obtenu de bons résultats en réalisant la seconde couche (3) formée d'un mat de fibres de 90 cm de longueur, et possédant une masse surfacique de 600 g/m2, à partir de fils d'un titre de 70 tex. Les fils utilisés sont choisis dans la gamme des fils à taux d'ensimage élevé, typiquement avec un LOI supérieur à 1,7%, avec un taux de solubilité dans l'acétone inférieur à 50%. Cet ensimage leur confère une mouillabilité relativement lente et une raideur importante. Dans la forme illustrée à la figure 1, l'armature (1) possède également une troisième couche (2), identique à la première couche (4). Toutefois, dans certaines applications, cette couche peut être réalisée à partir d'un mat différent, ou bien encore ne pas être employée. Dans la forme illustrée à la figure 1, l'armature (1) comporte également une seule couche de surface (5), réalisée à partir d'un voile de fibres synthétiques, tel que par exemple celui décrit dans le document EP 0 694 643. Les fibres synthétiques possèdent un titre de l'ordre de quelques décitex à quelques dizaines de décitex, et sont donc beaucoup plus fines que les fibres de verre utilisées pour les couches de renfort (2,3,4). Globalement, ce voile de surface peut posséder un grammage compris entre 30 et 150 g/m2, et peut être formé à base de fibres synthétiques, tel que polyester ou acrylique entre autres, ou de verre. Les couches de renfort (2,3,4) sont assemblées entre elles, de manière à conserver une capacité de déformation. Avantageusement, cette liaison peut se faire par couture/tricotage. Le voile de surface (5) est associé aux couches de renfort (2,3,4) par différents moyens, tel que couture ou collage, comme illustré à la figure 2. La figure 3 illustre une manière d'obtenir l'invention. Ainsi, les fils de verre 15 (14) sont acheminés au poste de découpe (11). Des rouleaux (17,18) équipés de lames assurent la découpe des fils (14) en fibres de l'ordre de quelques centimètres de longueur qui, par gravité, et après avoir été brassées, se déposent de manière régulière sur le tapis roulant (25), pour former la couche (4). Cette couche (4) reçoit les fibres découpées au niveau du poste (12), à partir de fils de verre (15) de 20 titre supérieur. Les rouleaux (19,20) du poste (12) sont agencés pour découper des fibres d'une longueur supérieure, de plusieurs dizaines de centimètres. Ces différentes fibres se déposent également de manière organisée et de façon à conserver un fort volume et une forte épaisseur, pour former la seconde couche (3). De la même manière, l'ensemble reçoit la nappe (2) de fibres découpées au niveau du poste (13) à partir de fils (16) de plus faible titre. Ces différentes nappes sont ensuite associées entre elles au niveau du poste d'assemblage(23), pour former l'essentiel de la partie de renfort de l'armature. Le voile fibreux (5), qui peut 30 être également présent sur une ou deux des couches de l'armature, est ensuite associé dans une étape ultérieure, comme illustré à la figure 3. Il peut également être également cousu ou tricoté avec les couches de fibres (2,3,4) dans la même étape. Les armatures ainsi réalisées présentent l'avantage de conserver une très 5 grande déformabilité, ainsi qu'une capacité à diffuser la résine, et ce en permettant d'obtenir des taux de verre en masse, nettement supérieurs à ceux des renforts existants, et qui peuvent atteindre des valeurs de l'ordre de 40 %. REVENDICATIONS 1. Armature textile (1) utilisable pour la réalisation de renforts employés 5 notamment pour la fabrication d'articles moulés, comportant au moins deux couches cousues entre elles, une première de ces couches étant constituée d'un mat fibreux (2) à base de fibres de verre, caractérisé en ce que la seconde couche (3) est formée également par un mat fibreux de fibres de verre, les fibres de la seconde couche (3) présentant un titre et une longueur supérieurs à ceux des fibres de la 10 première couche (2), et une mouillabilité inférieure à celle des fibres de la première couche (2). 2. Armature textile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mat fibreux de la seconde couche est formé de fibres continues. 15 3. Armature textile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mat fibreux de la seconde couche (3) est formé de fibres de longueur supérieure à cm. 4. Armature textile selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche supplémentaire (4) en contact avec la seconde couche, formée par un mat de fibres de verre dont les fibres ont un titre inférieur à celui des fibres de la seconde couche, et présentent une mouillabilité supérieure à celle des fibres de la seconde couche. 5. Armature textile selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte sur au moins une de ses faces externes un voile de fibres synthétiques (5). 6. Armature textile selon la revendication 5, caractérisée en ce que le voile de fibres synthétiques est associé aux couches adjacentes par collage ou couture.