Brevet FR3060613A1 — publié le 20180622

- 1 - FEUILLE SOUPLE TRANSLUCIDE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE FEUILLE SOUPLE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des feuilles souples sensiblement translucides ou transparentes, à base de matériaux polymères. L'invention vise plus particulièrement une feuille souple adaptée pour remplacer une paroi rigide de verre et présente donc une grande résistance au déchirement et/ou aux impacts, comme par exemple les impacts dus à la grèle tout en autorisant la transmission des rayons de lumière. ART ANTERIEUR De façon générale, on connaît des films ou panneaux souples ou rigides en matériau polymère permettant de remplacer une paroi de verre dans sa fonction de transmission du rayonnement lumineux. De telles feuilles transparentes peuvent notamment être réalisées en Polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou en Polycarbonate (PC). Cependant, ce type de feuilles présente de nombreux inconvénients, notamment car il est relativement fragile, brûle facilement et présente une faible résistance aux impacts. Ainsi, un premier objectif de l'invention est de réaliser une feuille souple translucide ou transparente qui soit à la fois résistante à des sollicitations mécaniques importantes, notamment en traction, en flexion et en cisaillement, qui ne brûle pas facilement et qui résiste aux impacts. Par ailleurs, les feuilles souples en PMMA ou PC comportent une structure fermée ou pleine et sont donc étanches aux gaz ou aux liquides notamment. Ainsi, un second objectif de l'invention est de pouvoir réaliser des feuilles souples transparentes et ajourées, c'est-à-dire permettant notamment aux gaz ou aux liquides de passer au travers de leurs surfaces. 3060613 2- EXPOSE DE L'INVENTION L'invention concerne donc une feuille souple sensiblement translucide ou transparente. 5 Selon l'invention, cette feuille se caractérise en ce qu'elle comporte une pluralité de rubans formés, en tout ou partie, en un matériau polymère amorphe translucide, ces rubans étant tissés entre eux selon les sens chaîne et trame, et en ce qu'au moins un groupe de rubans parallèles agencés comporte une âme textile formée par des fils de renfort. 10 Autrement dit, une telle feuille souple est obtenue en tissant des rubans de matériau polymère amorphe translucide. Avantageusement, les rubans sont obtenus par simple découpe de largeur souhaitée à partir de films de polymère purs ou formulés. 15 Certains de ces rubans sont par ailleurs dits "armés", c'est-à-dire qu'ils comportent une âme textile, de manière à renforcer selon au moins une direction prédéterminée la feuille souple. L'âme textile est composée de fils de renfort qui sont noyés à l'intérieur de la 20 matière polymère formant les rubans. Ils permettent ainsi notamment d'augmenter la limite à la rupture en traction de telles feuilles souples. Une telle limite à la rupture en traction d'une feuille souple peut donc être supérieure à 100 daN/5cm voire supérieure à 500daN/5cm avec un allongement à la rupture minimal compris entre 3% et 20%. 25 Dans certains cas, on peut prévoir qu'une partie des rubans de la feuille soit des feuillards métalliques. De manière avantageuse, les feuillards métalliques peuvent être enduits par un matériau amorphe translucide. Bien évidemment, dans les cas où une partie des rubans sont des feuillards 30 métalliques et dans le cas où l'âme textile des rubans armés est en fil non transparent ou translucide, la propriété intrinsèque de transparence ou de translucidité n'est pas obtenue sur l'ensemble de la feuille souple mais sur sa plus grande partie, permettant ainsi une excellente perception visuelle au travers. 3060613 3- Bien entendu, pour certaines applications particulières, une telle feuille souple peut comporter des groupes de rubans armés agencés à la fois dans les sens chaîne et trame du tissage. Un tel agencement permet alors de conférer des propriétés de résistance à la 5 rupture en traction telles qu'indiquées ci-dessus selon les deux sens chaîne et trame de la feuille souple. Selon un premier mode de réalisation, les fils de renfort d'un même ruban peuvent être juxtaposés de façon parallèle au sein du faisceau noyé dans la matière du ruban. Dans 10 ce cas, les fils de renfort peuvent être intégrés dans le ruban lors de la fabrication de ce dernier, à partir de plusieurs bobines. Selon un second mode de réalisation, les fils de renfort d'un même ruban peuvent être tissés, tressés ou tricotés entre eux. Dans cet autre cas de figure, les fils de renfort 15 forment des fils textiles au sens large, et sont donc fabriqués préalablement avant d'être noyés dans le matériau polymère amorphe translucide. En pratique, les fils de renfort peuvent être formés dans un matériau choisi parmi le groupe comportant le verre, le carbone, l'aramide et les polymères à cristaux liquides, ou 20 plus généralement les fils de très haute ténacité. En d'autres termes certains fils de renfort présentent une grande limite à la rupture en traction, un faible allongement à la rupture et sont ininflammables c'est-à-dire qu'ils ont des indices limites d'oxygène très élevés. Le matériau polymère amorphe translucide peut alors être rapporté sur ces fils de renfort par différente techniques, et notamment par pultrusion. Les fils de renforts peuvent ainsi être imprégnés d'une résine compatible avec le matériau polymère amorphe translucide, avant d'y être noyés Par ailleurs, les fils de renfort peuvent également être recouverts d'une couche d'enduction formée dans un matériau distinct du matériau polymère amorphe translucide formant les rubans. 25 30 3060613 4- En pratique, les rubans armés en matériau polymère amorphe translucide peuvent être réalisés en plusieurs étapes. Ainsi, une première étape consiste à recouvrir les fils de renfort avec une première couche d'enduction ; puis une deuxième étape consiste à 5 recouvrir cette première couche d'enduction avec le matériau polymère amorphe translucide. Différents traitement peuvent être réalisés sur l'armature textile avant son incorporation dans les rubans. Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, la couche 10 d'enduction peut être recouverte d'un film aluminisé. De cette manière, les rubans armés présentent alors une âme avec un aspect métallique et peuvent être facilement identifiés en comparaison avec des rubans non armés et totalement transparents. En pratique, le matériau polymère amorphe translucide peut être du 15 tétrafluoropropylène hexafluoropropylène Vinylidène (THV), qui est un polymère amorphe qui est particulièrement transparent, résistant au feu, et qui présente l'avantage d'être soudable par des techniques électromagnétiques à hautes fréquences. Il peut également s'agir de polyfluorure de vinylidène (PVDF), matériau semi- 20 cristallin translucide, qui n'est pas soudable par les même techniques, et qui peut donc être associé à des organes métalliques ou plus généralement conducteurs de l'électricité. De façon avantageuse, les rubans peuvent présenter une épaisseur comprise entre 50 .im et 200 i.tm. Une telle épaisseur permet en effet de conférer à la feuille souple une 25 résistance au déchirement et à l'abrasion optimale combinées avec une masse minimale. Avantageusement, la feuille souple peut comporter un film souple transparent solidarisé avec les rubans tissés. Un tel film permet de fermer intégralement les ouvertures interstitielles du tissage entres les rubans de chaîne et/ou de trame. 30 De cette façon, la feuille souple peut être fermée et ne pas laisser passer des gaz ou des liquides. Un tel agencement est particulièrement avantageux pour réaliser des parois 3060613 - 5 - étanches. Un tel film souple transparent peut ainsi être collé ou thermo-soudé avec les rubans de matériau polymère amorphe translucide. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une feuille souple telle 5 que précédemment décrite. Conformément à l'invention, les rubans peuvent être tissés de manière classique selon les sens chaine et trame en mode biaxial. L'avantage d'un tel tissage est que l'embuvage est extrêmement faible, ce qui minimise l'allongement sous charge dans les 10 sens chaine et trame. Dans un mode de réalisation particulier, les rubans peuvent également être tissés par tissage multiaxial. Ils peuvent par exemple être tissés en mode triaxial avec les rubans de trame positionnés à + 45° et -45° par rapport au ruban de chaine, ou tissés en mode 15 quadriaxial avec les rubans de trame à +45°, +90° et -45° par rapport au ruban de chaine. Selon un mode de réalisation particulier, un tel procédé peut comporter une étape de calandrage permettant de réduire l'embuvage entre les rubans de chaîne et/ou de trame. 20 Autrement dit, une fois le tissage des rubans effectué, on peut calandrer la feuille souple de manière à en réduire son épaisseur et/ou à réduire le taux d'ouverture, c'est-à-dire la taille des trous entre les différents rubans. Une telle opération permet également de lisser ou lustrer l'état de surface de la feuille souple et permet ainsi de modifier l'aspect visuel de la feuille. 25 DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l'appui des figures dans lesquelles : 30 - la figure 1 est une vue en perspective représentant une première variante de feuille souple conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale représentant une seconde variante de feuille souple conforme à l'invention ; 3060613 - 6 - - la figure 3 représente une vue en coupe transversale d'un ruban en partie formé dans un matériau polymère amorphe transparent, conformément à l'invention. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Comme déjà évoqué, l'invention concerne une feuille souple transparente ou translucide. Tel que représenté à la figure 1, la feuille souple 1 sensiblement translucide ou 10 transparente est obtenue par le tissage de rubans 2, 3, 4 agencés en chaîne et en trame. De tels rubans permettent alors de former une nappe textile ajourée, c'est-à-dire présentant des ouvertures 12 aptes à laisser passer des gaz ou des liquides. Par ailleurs, de tels rubans 2, 3, 4 sont, en tout ou partie, formés dans un matériau 15 polymère amorphe translucide 9. De plus, certains rubans 2 forment un groupe de rubans parallèles, à l'intérieur desquels des fils de renfort 6 sont noyés. Ce groupe de rubans 2 peut être agencé selon un sens trame et/ou chaîne de la feuille souple 1. Tel que représenté dans la variante de feuille souple 1, les fils de renfort 6 sont 20 juxtaposés les uns à côté des autres puis noyés, par exemple par un procédé de pultrusion, dans le matériau polymère amorphe translucide 9. Les fils de renfort 6 peuvent par ailleurs être formés en fibres de verre, de carbone d'aramide ou de polymère à cristaux liquides tel que les fibres commercialisées sous la 25 marque Vectran® par la société Kuraray Co Ltd notamment. En effet, de telles fibres sont particulièrement résistantes, et par exemple, les fibres de verre présentent une limite à la rupture en traction de l'ordre de 300daN, celles de Vectran®, une limite à la rupture en traction de l'ordre de 800daN, et celles de carbone, une limite à la rupture en traction de l'ordre de 1000daN. 30 Tel que représenté à la figure 2, et selon une seconde variante de feuille souple 11, les rubans 2, 3, 4 peuvent être associés et solidarisés avec un film souple transparent 10. Un tel film permet dans ce cas de rendre la feuille souple 11 étanche, notamment aux gaz 3060613 - 7 - ou aux liquides. Un tel assemblage peut ensuite être calandré de façon à limiter l'embuvage des rubans 2, 3, 4 tissés entre eux et l'épaisseur d'une telle feuille souple 11. Tel que représenté à la figure 3, un ruban 5 peut comporter une pluralité de fils de 5 renfort 16 tissés ou tricotés entre eux. Les fils de renfort 16 forment alors un ruban qui peut être enduit d'une couche d'enduction 7 en un matériau adhérent fermement aux fils de renfort 16 distinct du matériau polymère amorphe translucide 9. Par ailleurs, la couche d'enduction 7 peut ensuite être recouverte d'un film 10 aluminisé 8 de façon à conférer un aspect métallique à l'âme textile du ruban 5. Cette âme textile est ensuite recouverte par pultrusion avec le matériau polymère amorphe transparent 9. Par ailleurs, de tels rubans 2, 5 peuvent être obtenus de différentes manières et 15 notamment en procédant à l'enduction d'une nappe textile puis au découpage dans cette laize de bandes textiles de largeur comprise entre 5mm et lOmm et avantageusement comprise entre 7mm et 8mm. Selon un autre mode de réalisation, les rubans 2, 5 peuvent également être réalisés 20 par pultrusion des fils d'un mât textile comprenant une quantité limitée de fils, par exemple de l'ordre de 5 à 20 fils/ cm notamment. Il ressort de ce qui précède qu'une feuille souple conforme à l'invention présente de nombreux avantages, et notamment : 25 - elle permet de résister à des sollicitations mécaniques importantes en traction, flexion et en cisaillement notamment ; - elle peut être ininflammable et par conséquent satisfaire les normes de résistance au feu M1 ou M2 ; - elle peut être perméable au gaz ou au liquide ; 30 - elle est très légère et ne nécessite donc pas un support lourd et complexe pour la maintenir en position déployée ; - elle est souple et peut donc composer des enveloppes courbes, coniques, laissant ainsi libre cours à la créativité des designers et des architectes ; 3060613 - 8 - - elle se laisse traverser par une grande partie du rayonnement solaire, y compris dans les rayonnements ultra-violets ce qui permet la photosynthèse des gazons dans les stades ou le développement des plantations dans les serres architecturales. 5 REVENDICATIONS1. Feuille souple (1, 11) sensiblement translucide ou transparente caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de rubans (2, 3, 4, 5) formés, en tout ou partie, dans un matériau polymère amorphe translucide (9), lesdits rubans (2, 3, 4, 5) étant tissés entre eux selon des sens chaîne et trame, et en ce qu'au moins un groupe de rubans parallèles (2) agencés dans le sens chaîne et/ou trame comportent une âme textile formée par des fils de renfort (6, 16). 2. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rubans sont tissés par tissage multiaxial. 3. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils de renfort (6) d'un même ruban (2) sont juxtaposés parallèlement. 4. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils de renfort (16) d'un même ruban (5) sont tissés, tressés ou tricotés entre eux. 5. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils de renfort (6, 16) sont formés dans un matériau choisi parmi le groupe comportant le verre, le carbone, l'aramide et les polymères à cristaux liquides. 6. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits fils de renfort (16) sont recouverts d'une couche d'enduction (7) formée dans un matériau distinct du matériau polymère amorphe translucide (9) formant les rubans. 7. Feuille souple selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite couche d'enduction (7) est recouverte d'un film aluminisé (8). 8. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau 30 polymère amorphe translucide (9) est choisi dans le groupe comprenant les polyfluorures de vinylidène (PVDF) et le tétrafluoropropylène hexafluoropropylène vinylidène (THV). 9. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une partie des rubans sont des feuillards métalliques. 35 3060613 - 10 - 10. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits rubans (2, 3, 4, 5) présentent une épaisseur comprise entre 50 et 200 Ftm. 11. Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un 5 film souple transparent (10) solidarisé avec les rubans (2, 3, 4), ledit film (10) permettant de fermer intégralement les ouvertures (12) du tissage entres les rubans de chaîne (2, 3) et/ou de trame (4). 12. Procédé de fabrication d'une feuille souple selon la revendication 1, caractérisé 10 en ce qu'il comporte une étape de calandrage permettant de réduire l'embuvage entre les rubans de chaîne (2, 3) et/ou de trame (4).