Brevet FR2862319A1 — publié le 20050520

Le secteur technique de la présente invention est celui des tissus trois dimensions (3D) imprégnés de résines permettant de former des plaques composites rigides facilement transformables. Il est connu d'imprégner des tissus à deux ou trois dimensions avec des résines thermodurcissables pour obtenir des plaques ayant une certaine rigidité. Cependant, une fois durcies ces plaques ne peuvent être déformées et ne peuvent être utilisées que sous leur forme rigide. C'est donc un inconvénient majeur si l'on souhaite conformer ces plaques suivant une courbure particulière autour d'un matériel. L'invention vise à pallier cet inconvénient en fournissant un tissu 3D rigidifié par une résine mais déformable. L'invention propose d'utiliser à cette fin des résines thermoplastiques qui permettent de réaliser des semi-produits composites facilement transformables par la suite, pour la réalisation de produits finis. L'invention est particulièrement adaptée pour l'obtention de tissu 3D à compatibilité électromagnétique (CEM). Il est possible, par ailleurs, de choisir les résines en fonction des propriétés désirées comme la résistance au feu, la tenue en température, etc... L'invention a donc pour objet une plaque rigide conformable à chaud, constituée d'un tissu 3D imprégné de 25 résine thermoplastique. Selon une caractéristique de l'invention, la résine thermoplastique est choisie dans le groupe des résines constitué par les polyamides, les polyétherimides, les polycarbonates, les polyéthercétones et/ou les polysulfones. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tissu est imprégné d'un solution comprenant 10 à 40% en masse de résine dissoute dans un solvant. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le tissu 3D est un tissu CEM comprenant des fils métalliques. L'invention concerne également un procédé de fabrication de plaques rigides conformables à chaud comprenant les étapes suivantes: on place la résine en phase aqueuse sur le tissu 3D, on étale cette résine à l'aide d'une racle et d'un rouleau débulleur, on place le tissu ainsi imprégné dans une étuve four afin d'évaporer le solvant de la résine et de durcir le tissu. L'invention concerne également un procédé dans lequel le 5 tissu imprégné de résine est mis à sécher dans le four pendant 8 heures à 80 C. Un tout premier avantage de l'invention réside dans le fait que la mise en forme des plaques obtenues est réalisée en chauffant simplement le tissu jusqu'à la température de ramollissement de la résine, puis en pressant le tissu contre l'appareil à protéger afin de le conformer à sa géométrie. Cette pression est très faible ( de l'ordre de 0,1 à 0,2 bar environ) ce qui fait que le tissu, une fois le produit fini réalisé, conserve une certaine épaisseur et donc une certaine rigidité. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que le taux de résine étalée sur le tissu est très faible. Il est alors suffisant pour rigidifier les fils métalliques d'un tissu CEM, ce qui permet de maintenir la continuité électrique entre le tissu 3D et les autres pièces du produit fini. Par ailleurs, la quantité de résine étalée sur le tissu 3D doit être modérée, de façon à ce que visuellement, le tissu imprégné conserve un aspect de tissu pour l'utilisateur. Ainsi, par une simple abrasion de la surface du tissu imprégné, il est possible de réinstaller le contact électrique entre les fils métalliques du tissu 3D, afin de, de cette façon, réaliser des structures CEM à un coût avantageux. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description donné ci-après. L'invention est particulièrement destinée à mettre en oeuvre les tissus à trois dimensions (3D), c'est-à-dire les tissus tissés suivant les trois directions de l'espace. Dans une réalisation particulière, le tissage suivant la troisième dimension peut être réalisé à l'aide d'un fil métallique permettant de conférer au produit obtenu des propriétés de compatibilité électromagnétique pour protéger ou isoler des enceintes, des appareils électriques quelconques. Dans ce cas, l'invention est particulièrement bien adaptée à cette application puisque la protection CEM réalisée est obtenue avec un matériau rigide et non plus un tissu souple qui faut fixer par un moyen quelconque. La fabrication de boîtiers, d'armoires électroniques ou des pièces de formes complexes est ainsi grandement facilitée. Il est alors aisé d'utiliser des panneaux rigides, légers, non feu et protégeant des ondes électromagnétiques. Dans des applications avioniques, l'aspect non feu est primordial mais également la masse et les caractéristiques électromagnétiques. Pour réaliser la plaque rigide selon l'invention, on imprègne d'abord le tissu souple 3D avec la résine. On peut utiliser une résine vendue dans le commerce prête à l'emploi dans un solvant aqueux. Bien entendu, l'homme du métier peut ajuster le pourcentage de résine contenu dans le solvant en fonction de la rigidité finale souhaitée pour l'application envisagée. La proportion de résine appliquée sur le tissu peut être ajustée soit en jouant sur la concentration de la résine en une seule couche soit en appliquant la résine indiquée précédemment en couches multiples. Les résines du type polyamide, polycarbonate, polyéthercétone, polyétherimides, polsulfone conviennent parfaitement pour l'application envisagée. Ces résines sont vendues dans le commerce sous des désignations commerciales variées qu'il n'est pas possible de détailler, pourvu que la concentration de la résine soit comprise dans un pourcentage allant de 5 à 20% en masse environ. Ces résines peuvent incorporer des composés connus permettant d'améliorer certaines de leurs propriétés comme par exemple la résistance au feu ou bien la résine polyétherimide qui possède déjà des propriétés non feu. Une résine polyamide est étalée sur le tissu à plat par tout moyen comme par exemple par pulvérisation, ou par un racleur afin d'uniformiser l'épaisseur de la couche de résine. On laisse le tissu s'imprégner de la résine et on introduit ensuite le tissu dans une étuve pour éliminer le solvant et durcir la résine après un temps de l'ordre de huit heure à 80 C. Une légère pression de l'ordre de 0,1 à 0,2 bar environ peut être appliquée à l'aide d'une presse afin réduire l'épaisseur du tissu 3D. Il est ainsi possible de passer d'une épaisseur de 4 mm à 2 mm et obtenir une plaque plane. Le tissu obtenu est directement utilisable tel que. S'il s'agit d'un tissu CEM, il peut être nécessaire de procéder à une abrasion afin de mettre à nu les fils métalliques pour assurer la continuité électrique. Qu'en est-il des autres résines ? REVENDICATIONS 1. Plaque rigide conformable à chaud, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un tissu 3D imprégné de résine thermoplastique. 2. Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine thermoplastique est choisie dans le groupe des résines constitué par les polyamides, les polycarbonates, les polyéthercétones, les polyétherimides et/ou les polysulfones. 3. Plaque selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tissu est imprégné d'un solution comprenant 10 à 40% de résine dissoute dans un solvant. 4. Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tissu 3D est un tissu CEM comprenant des fils métalliques. 5. Plaque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un composant non feu incorporé dans la résine. 6. Procédé de fabrication des plaques rigides conformables à chaud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes. - on place la résine en phase aqueuse sur le tissu 3D, - on étale cette résine à l'aide d'une racle et d'un rouleau débulleur, - on place le tissu ainsi imprégné dans une étuve afin d'évaporer le solvant de la résine et de durcir le tissu. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de séchage en étuve pendant 8 heures à 800C.