FR2615533A1 - FIBROUS MATERIALS BASED ON GLASS FIBERS IN INTIMATE MIXING WITH OTHER FIBERS - Google Patents
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Abstract
CES MATIERES FIBREUSES SONT CONSTITUEES D'UN MELANGE INTIME DE FIBRES DE VERRE, AYANT UNE LONGUEUR MOYENNE D'ENVIRON 110 MM AVEC D'AUTRES FIBRES TEXTILES. LEUR PROCEDE D'OBTENTION CONSISTE ESSENTIELLEMENT A SOUMETTRE UN RUBAN DE FILS DE VERRE CONTINUS 2 OU PARTIELLEMENT DISCONTINUS A UNE OPERATION D'ETIRAGE-CRAQUAGE A UN TAUX D'ETIRAGE COMPRIS ENTRE 1,2 ET 1,5 DE FACON A OBTENIR DES FIBRES 8 DONT LA LONGUEUR MOYENNE SE SITUE ENTRE 100 ET 200 MM, PUIS A MELANGER LES FIBRES AINSI OBTENUES AVEC D'AUTRES FIBRES ET A FAIRE SUBIR AU MELANGE AINSI OBTENU DES OPERATIONS DE FINISSAGE, FILATURE, BOBINAGE ET RETORDAGE SUR UN MATERIEL CLASSIQUE DE FILATURE POUR FIBRES LONGUES.THESE FIBROUS MATERIALS CONSTITUTE AN INTIMATE MIXTURE OF GLASS FIBERS, HAVING AN AVERAGE LENGTH OF ABOUT 110 MM WITH OTHER TEXTILE FIBERS. THEIR PROCESS FOR OBTAINING ESSENTIALLY CONSISTS OF SUBMITTING A TAPE OF CONTINUOUS OR PARTLY DISCONTINUOUS GLASS WIRES 2 TO A STRETCH-CRACKING OPERATION AT A STRETCHING RATE BETWEEN 1.2 AND 1.5 IN A WAY TO OBTAIN FIBERS 8 THE AVERAGE LENGTH OF WHICH IS BETWEEN 100 AND 200 MM, THEN TO MIX THE FIBERS SO OBTAINED WITH OTHER FIBERS AND TO SUBJECT THE MIXTURE THUS OBTAINED TO FINISHING, SPINNING, WINDING AND TWINNING OPERATIONS ON A CLASSIC SPINNING MATERIAL FOR FIBERS LONG.
Description
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"Matières fibreuses à base de fibres de verre en mélange intime avec d'autres fibres" La présente invention concerne des matières fibreuses à base de The present invention relates to fibrous materials based on glass fibers in intimate admixture with other fibers.
fibres de verre en mélange intime avec d'autres fibres. glass fibers intimately mixed with other fibers.
On sait que le verre destiné à des usages textiles se trouve actuellement sur le marché sous forme de multifilaments obtenus par assemblage de brins élémentaires continus étirés, obtenus par filage du It is known that glass intended for textile uses is currently on the market in the form of multifilaments obtained by assembling stretched continuous elementary strands, obtained by spinning the
verre en fusion.molten glass.
Ces multifilaments sont utilisés soit seuls pour la réalisation de tissus de verre, soit comme âme pour la réalisation de filaments composites, These multifilaments are used either alone for the production of glass fabrics or as cores for the production of composite filaments.
le fil de verre étant alors réalisé sans torsion. the glass wire is then made without torsion.
Ces produits présentent des limites technologiques vite atteintes pour un grand nombre de domaines d'application. En particulier, leur résistance à l'abrasion est très limitée, et l'on atteint assez rapidement la These products have rapidly reached technological limits for a large number of fields of application. In particular, their resistance to abrasion is very limited, and one reaches rather quickly the
découverture de l'âme.discovery of the soul.
Il n'existe pas actuellemenit sur le marché des fibres de verre susceptibles d'être mélangées à d'autres fibres classiques. I1 serait pourtant important de pouvoir utiliser de la façon la plus complète possible les propriétés mécaniques tout à fait exceptionnelles du verre textile, propriétés que l'on peut résumer comme suit: - Module d'élasticité longitudinale: 70000 MPa - Masse volumique: 2,55 Kg/M3 Coefficient de Poisson: 0,22 - Contrainte de rupture en traction: 3400 MPa - Allongement à la rupture: 4 à 4,5 % - Bonne résistance à la compression - Faible résilience - Faible résistance au cisaillement Ces propriétés pourraient en effet présenter un intérêt tout particulier dans le cas o l'on arriverait à réaliser un mélange intime de fibres de verre avec des fibres d'autres matières textiles à usage technique, There is currently no fiberglass on the market that can be mixed with other conventional fibers. It would, however, be important to be able to use as completely as possible the very exceptional mechanical properties of textile glass, properties which can be summarized as follows: - Modulus of elasticity longitudinal: 70000 MPa - Density: 2, 55 Kg / M3 Poisson's ratio: 0.22 - Tensile tensile strength: 3400 MPa - Elongation at break: 4 to 4.5% - Good compressive strength - Low resilience - Low shear strength These properties could This effect is of particular interest in the event of an intimate mixing of glass fibers with fibers of other textile materials for technical use.
ceci spécialement dans les procédés de filature dits "à fibres libérées". this especially in spinning processes known as "loose fibers".
Or, pour pouvoir utiliser le verre textile dans ces techniques, il est indispensable de savoir transformer les filaments continus provenant du filage en fibres longues coupées, notamment par craquage, de façon à pouvoir les mélanger à d'autres fibres. Cette technique de craquage semblait jusqu'à présent inapplicable aux filaments en verre, en raison notamment de la grande fragilité du verre aux contraintes transversales, fragilité conduisant à une pulvérisation du verre par contact avec les However, to be able to use the textile glass in these techniques, it is essential to know how to transform the continuous filaments from the spinning into long cut fibers, especially by cracking, so that they can be mixed with other fibers. This cracking technique seemed until now inapplicable to the glass filaments, in particular because of the great fragility of the glass with transversal stresses, fragility leading to a spraying of the glass by contact with the glass fibers.
organes de la machine.parts of the machine.
La Demanderesse a toutefois réussi à mettre au point de nouvelles matières fibreuses caractérisées en ce qu'elles sont constituées d'un mélange intime de fibres de verre ayant une longueur moyenne d'environ The Applicant has, however, succeeded in developing new fibrous materials characterized in that they consist of an intimate mixture of glass fibers having an average length of about
mm avec d'autres fibres textiles.mm with other textile fibers.
L'obtention de fibres de verre à partir d'un ruban de monofilaments continus a nécessité la mise au point d'un procédé spécial permettant le craquage de ce ruban, ou de ces monofilaments sans Obtaining glass fibers from a continuous monofilament ribbon has necessitated the development of a special process for cracking this ribbon, or these monofilaments without
détérioration de la fibre de base. deterioration of the base fiber.
Le ruban de fibres discontinues obtenu a une distribution des longueurs parfaitement aléatoire, et donc une aptitude à une transformation The staple fiber ribbon obtained has a perfectly random length distribution, and thus an aptitude for transformation.
ultérieure en mélange intime avec d'autres fibres synthétiques. subsequent intimate mixing with other synthetic fibers.
La présente invention sera mieux comprise de la description qui The present invention will be better understood from the description which
suit, en référence au dessin schématique annexé dans lequel follows, with reference to the attached schematic drawing in which
Figure 1 représente le schéma de principe du procédé de cra- Figure 1 represents the schematic diagram of the crating process
quage; Figure 2 est un diagramme comparant la courbe force-allongement de fils de verre et de fils de Kevlar; Figure 3 est un diagramme de longueur des fibres de verre quage; Figure 2 is a diagram comparing the force-elongation curve of glass yarns and Kevlar yarns; Figure 3 is a length chart of glass fibers
craquées permettant l'obtention de la matière fibreuse selon l'invention. cracks making it possible to obtain the fibrous material according to the invention.
Le procédé d'obtention des nouvelles matières fibreuses selon l'invention consiste essentiellement à soumettre un ruban de fils de verre continus ou partiellement discontinus à une opération d'étirage - craquage à un taux d'étirage compris entre 1,2 et 1,5 de façon à obtenir des fibres dont la longueur moyenne se situe entre 100 et 120 mm, puis à mélanger les fibres ainsi obtenues avec d'autres fibres et à faire subir au mélange ainsi obtenu des opérations de finissage, filature, bobinage et retordage sur un The process for obtaining the new fibrous materials according to the invention essentially consists in subjecting a ribbon of continuous or partially discontinuous glass threads to a stretch-cracking operation at a stretching ratio of between 1.2 and 1.5. to obtain fibers whose average length is between 100 and 120 mm, then to mix the fibers thus obtained with other fibers and to subject the mixture thus obtained finishing operations, spinning, winding and twisting on a
matériel classique de filature pour fibres longues. conventional spinning equipment for long fibers.
Le schéma de principe du procédé de craquage est représenté à la figure 1: les multifilaments de fils de verre ou le ruban de verre partiellement discontinu 2 sont amenés dans la zone d'étirage-craquage 3 The schematic diagram of the cracking process is shown in FIG. 1: the glass filament multifilaments or the partially discontinuous glass ribbon 2 are fed into the stretch-cracking zone 3
entre la paire de cylindres alimentaires 4 et le trio de rouleaux de sortie 5. between the pair of feed rolls 4 and the output roll trio 5.
La machine présente donc une seule zone d'étirage/craquage 3. Il s'agit d'un matériel conventionnel, type recraqueuse fibres longues, dont l'état de The machine therefore has a single stretching / cracking zone 3. It is a conventional material, such as a long-fiber recoiler, whose state of
-surface des cylindres présente une rugosité minimum. Les cylindres supé- - Cylinder surface has a minimum roughness. The upper cylinders
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rieurs 6,7 sont revêtus de caoutchouc (60 Shore) de manière à ménager au 6,7 are coated with rubber (60 Shore) so as to
maximum les fibres sous les points de contact. maximum fibers under the contact points.
Les taux d'étirage sont compris dans les zones 1,2; 1,5. The draw ratios are included in zones 1,2; 1.5.
On obtient ainsi les rubans de fibres de verre 8. The glass fiber ribbons 8 are thus obtained.
Ces rubans de verre sont ensuite repris au premier passage mélangeur pour effectuer le mélange intime avec les fibres synthétiques de différentes natures et le ruban mélangé subit ensuite, comme dit plus haut, These glass ribbons are then taken up at the first mixer passage to effect the intimate mixing with the synthetic fibers of different natures and the mixed ribbon then undergoes, as mentioned above,
les opérations classiques de filature fibres longues. conventional long fiber spinning operations.
On peut ainsi obtenir des gammes de titres allant de Nm 1 (1000 It is thus possible to obtain ranges of titles ranging from Nm 1 (1000
tex) à Nm 120 (83,3 tex), en filés simples ou retors. tex) at Nm 120 (83.3 tex), as single or twisted yarns.
Les multifilaments de verre soumis au processus d'étirage peuvent appartenir aux catégories E, C ou R; il peut également s'agir de verres The glass multifilaments subjected to the drawing process may belong to categories E, C or R; it can also be glasses
spéciaux à haute inertie chimique. special with high chemical inertness.
Il est bien évident, par ailleurs, que les autres fibres que l'on mélange intimement aux fibres de verre étirées craquées peuvent être choisies parmi l'ensemble des fibres naturelles, artificielles, synthétiques et inorganiques. De nombreux avantages techniques peuvent être apportés par l'incorporation des fibres de verre à d'autres fibres, notamment aux fibres à vocation technique a) Résistance mécanique En mélange intime avec des fibres hautes performances (Aramide haut module, polyéthylène) la fibre de verre offre l'avantage de pouvoir It is also clear that the other fibers which are intimately mixed with the cracked drawn glass fibers may be chosen from among all the natural, artificial, synthetic and inorganic fibers. Many technical advantages can be brought by the incorporation of glass fibers to other fibers, especially to fibers with a technical vocation a) Mechanical resistance Intimate mixing with high performance fibers (Aramid high modulus, polyethylene) fiberglass offers the advantage of being able
cumuler ses performances en particulier en traction. to cumulate its performances in particular in traction.
En effet, la courbe force/allongement du verre, donc le module de Young, sont très proches de ceux des fibres destinées au renforcement (composites, renforcement de caoutchouc, etc...), comme le montre la figure 2, qui représente le diagramme force-allongement d'un fil de KEVLAR T 29 (aramide haut module) et d'un ruban de fils de verre E. Ainsi, dans un mélange % Aramide haut module et % Verre E on peut atteindre une ténacité de 10CN/dtex sous 3,5 % d'allongement à la Indeed, the force / elongation curve of the glass, and therefore the Young's modulus, are very close to those of the fibers intended for reinforcement (composites, reinforcement of rubber, etc.), as shown in FIG. 2, which represents the strength-elongation diagram of a KEVLAR T 29 wire (high modulus aramid) and a ribbon of glass wires E. Thus, in a mixture% Aramid high modulus and% Glass E can reach a tenacity of 10CN / dtex under 3.5% elongation at
rupture. Ces résultats sont tout à fait exceptionnels. break. These results are quite exceptional.
b) Résistance chimique: Le verre est sensible à l'acide phosphorique à chaud, ainsi qu'à l'acide fluorhydrique. Son inertie chimique est bonne (acide et base). Il (b) Chemical resistance: The glass is sensitive to hot phosphoric acid and hydrofluoric acid. Its chemical inertness is good (acid and base). he
resiste bien également aux hydrocarbures, ainsi qu'aux solvants. It also resists hydrocarbons as well as solvents.
La résistance à l'hydrolyse est fonction des conditions d'emploi. The resistance to hydrolysis is a function of the conditions of use.
c) Résistance au frottement sec: L'apparition du verre dans le domaine de la friction prend chaque jour un essor nouveau. En mélange intime avec des fibres telles que préoxydées, aramide haut module, acrylique modifiés, les résultats sont très satisfaisants, en c) Resistance to dry rubbing: The appearance of glass in the friction area is taking a new step every day. Intimate mixing with fibers such as preoxidized, high modulus aramid, modified acrylics, the results are very satisfactory,
particulier au niveau de la longévité des garnitures. particular in terms of the longevity of the fittings.
Enfin la résistance thermique du verre, qui n'est plus à démontrer Finally, the thermal resistance of glass, which is no longer to demonstrate
apporte un atout supplémentaire aux mélanges qui en renferment. brings an added advantage to the mixtures that contain them.
Un exemple de réalisation d'un fil à base de fibres de verre, en An exemplary embodiment of a fiberglass-based yarn, in
mélange avec de l'aramide haut module va maintenant être décrit. mixing with high modulus aramid will now be described.
Ce produit est destiné à renforcer une matrice en caoutchouc, This product is intended to reinforce a rubber matrix,
dont le produit final est une durite pour véhicule automobile. whose final product is a hose for a motor vehicle.
La température d'utilisation est voisine de 150 C. The temperature of use is close to 150 C.
Nm 28/2 (35,7 X 2 tex) Composition % Verre C 10,5 p - craqué % Aramide haut module 1,7 dtex - craqué Torsion - fil simple: 425 t/m sens Z - fil double: 395 t/m sens S Résultats sérimétriques du fil - force moyenne:'7 daN - force mini: 6,5 daN - allongement de rupture moyen: 3,5 % (maxi 4%) - retrait à 100 C à l'eau bouillante 0,5 % - retrait à 180 C à l'air sec 0,8 % Les matières fibreuses selon l'invention trouvent leurs applications dans de nombreux domaines, parmi lesquels on peut citer: - la protection individuelle (vestes, gants, tabliers, etc...) - la filtration (sèche et humide) - l'étanchéité (dynamique et statique) - le renforcement caoutchouc (durite) - la friction (embrayages - freins) - les géotextiles Nm 28/2 (35.7 X 2 tex) Composition% Glass C 10.5 p - cracked% Aramid high modulus 1.7 dtex - cracked Twist - single wire: 425 t / m Z direction - double wire: 395 t / m Mean S Serial results of the wire - average force: 7 daN - mini force: 6.5 daN - average elongation of rupture: 3.5% (maximum 4%) - withdrawal at 100 C with boiling water 0.5 % - shrinkage at 180 C in dry air 0.8% The fibrous materials according to the invention find their application in many fields, among which we can mention: - the individual protection (jackets, gloves, aprons, etc. .. .) - filtration (dry and wet) - sealing (dynamic and static) - reinforcement rubber (hose) - friction (clutches - brakes) - geotextiles
- les composites.- composites.
Claims (4)
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| FR8707426A FR2615533B1 (en) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | FIBROUS MATERIALS BASED ON FIBERGLASS INTIMATE MIXTURE WITH OTHER FIBERS |
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