WO2014135805A1 - Tissu notamment de fils de carbone présentant une faible variabilité d'épaisseur combinée à une gamme spécifique de masse surfacique - Google Patents

Tissu notamment de fils de carbone présentant une faible variabilité d'épaisseur combinée à une gamme spécifique de masse surfacique Download PDF

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WO2014135805A1
WO2014135805A1 PCT/FR2014/050508 FR2014050508W WO2014135805A1 WO 2014135805 A1 WO2014135805 A1 WO 2014135805A1 FR 2014050508 W FR2014050508 W FR 2014050508W WO 2014135805 A1 WO2014135805 A1 WO 2014135805A1
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PCT/FR2014/050508
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Jean-Marc Beraud
Alain Bruyere
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Hexcel Reinforcements
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    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of machines for homogenizing the thickness of fibrous webs and / or spreading such fibrous webs in order to obtain lower surface weights.
  • the invention relates to a method and a machine for homogenizing the thickness of such sheets, as well as fabrics obtainable by the implementation of such a method.
  • edge allowance is accentuated very locally by the use of generally thermoplastic selvedge threads used on the edges of the fabric to block the last warp threads.
  • the invention proposes to respond to the problems mentioned above and encountered in the prior art and to provide a new method and a new machine for controlling in a simple manner .
  • the thickness of the textile web obtained after an operation spreading, so as to obtain a small variability of thickness, even on large widths of web.
  • the invention describes a method of spreading a textile web comprising at least warp yarns, according to which:
  • the web is brought to scroll between at least two rotary rollers whose axes extend parallel to one another and substantially perpendicular to the direction of travel of the web,
  • the web is passed under pressure between, at least, a pressure generator of the rollers driven in axial oscillation and in opposition of phase,
  • At least one pressure generator of the rollers is produced with adjustable pressure values along said generator to spread the sheet with a small thickness variability.
  • rollers thus modulate the pressure applied between the center and the ends of the web, taking into account the different thicknesses of the web so as to apply a uniform pressure on the material along the pressure generator, typically, the applied pressure. in the center of the web is greater than that applied on its edges to account for the upper thickness of the web on its edges relative to its central part.
  • one of the rollers which is flexible and the other rigid, is made and is exerted on this flexible roll, substantially perpendicular to its axis, localized supports distributed according to the axis of the roll and with adjustable values to achieve the generator with adjustable pressure values.
  • the flexible roller can thus self-position without stress and thus modulate the pressure applied to the web.
  • the method consists, among other things, in adjusting the position of the localized supports according to the axis of the flexible roller and / or in distributing the localized supports in a regular manner along the axis of the fiexibie roller, According to a preferred embodiment that can be combined with the previous one, the method consists, among other things, in distributing the localized supports, at most, over the entire width of the textile web.
  • the method consists, among other things, in causing the textile web to pass over the periphery of the flexible roller between two pressure generators with adjustable localized pressure values of two driven rigid rollers. in synchronism, rotation and oscillation.
  • the method consists in causing the textile sheet to pass between 1/6 and 1/3 of the periphery of the flexible roll. It is thus possible to overcome the tension applied to the moving textile web. Furthermore, this facilitates obtaining an adjustable pressure on the textile web, all along the two pressure generators, between the textile web and rigid rollers, since this mode of passage of the textile web which no longer wraps the rollers, as in US Pat. No. 4,932,107, thus makes it possible to add a series of rigid supports to the two rigid rollers thus avoiding any bending . On the other hand, this mode of passage also facilitates the positioning of the localized supports on the flexible roll.
  • the method comprises heating the textile web as it passes between the pressure generator or generators,
  • the method consists in providing, as textile web, a fabric comprising warp threads and weft threads each consisting of a set of filaments able to move freely relative to one another. to the others within said yarn, the spreading being carried out on the warp yarns and the weft yarns,
  • the present invention also describes a machine for spreading a textile web composed of at least warp threads, comprising:
  • the machine comprises a system for creating the pressure generator with adjustable pressure values distributed along said generator, for spreading the textile web with a small variability in thickness.
  • the machine according to the invention comprises any or all of the features below when they do not exclude each other;
  • the system for creating the pressure generator comprises among the rotary rollers ,, a flexible roller and a series of localized supports at adjustable pressure., distributed along the axis of the flexible roller and acting on the flexible roller supported by at least one rigid roll,
  • the localized supports are equipped with a device for adjusting their position along the axis of the flexible roller.
  • the localized supports exert their pressure on the flexible roller, via axially-running rolling members,
  • the flexible roller delimits with two rigid rollers whose axes extend parallel to each other, two pressure generators with adjustable localized pressure values, these two generators being spaced between 1/6 and 1/3 of the periphery of the flexible roller ,
  • the rollers have a diameter of between 30 mm and 60 mm
  • the machine comprises for each rigid roller, a series of rigid supports each comprising a cradle fixed to a frame and having two supporting branches each equipped with a rolling member for a rigid roller, having a rotational movement and a movement of translation according to the tax of rigid rollers,
  • the drive system of the rollers in axial oscillation and in opposition of phase comprises a motor driving in synchronism with the aid of a transmission, two camshafts offset by 180 °, one of which acts on one of the ends of the flexible roller and the other of which acts on one end of the rigid roll or rollers, the other end of the rollers being solicited by an elastic system; this makes it possible to ensure perfect control of the amplitude and the operation, in opposition of phase between the flexible roller and the two rigid rollers,
  • the machine comprises a lifting system of the flexible roller whose ends are provided with plates on one of which acts the elastic system and on the other of which acts the camshaft,
  • the machine comprises a heating system of the textile web during the passage of the textile web between the pressure generators.
  • the subject of the invention is fabrics composed of warp yarns and weft yarns, having a small variation in thickness, characterized by one or other of the following combinations of characteristics:
  • a mass per unit area greater than or equal to 40 g / m 2 and less than 100 g / m 2 and a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical fabrics deposited on each other and in the same direction which is less than or equal to 35 pm,
  • a mass per unit area greater than 160 g / m 2 and less than or equal to 200 g / m 2 and a difference: type of thickness measured on a stack of three identical tissues deposited one on the other and in the same direction which is less than or equal to 60 djm, or
  • a weight per unit area greater than 200 g / m 2 and less than or equal to 400 g / m 2 and a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical fabrics deposited on each other and in the same direction which is less than or equal to 90 pm.
  • the warp and son son or weft consist of f a set of filaments, said filaments can move freely with respect to each other within a same thread Therefore, the fabrics according to the invention can be obtained by the process according to the invention.
  • the method according to the invention allows access to such fabrics having such a combination of characteristics.
  • the standard deviation of thickness is the root mean square of deviations from the mean, namely: with;
  • n number of measurements of the thickness of a stack of three identical fabrics oriented in the same direction, that is to say that the son of chains on the one hand, and the son of frames of on the other hand, are oriented in the same direction at the time of stacking,
  • ⁇ arithmetic mean of thickness measurements of the stack of the three identical tissues.
  • the standard deviation can be obtained on a stack of three folds of the same fabric deposited on each other and oriented in the same direction and placed under pressure of 972mbar +/- 3mbar, and in particular, from 25 point thickness measurements spread over an area of 305 x 305mm ,. with, for example, one of the sides of the square extending parallel to the warp threads of the fabric.
  • the method described in the examples can be used.
  • the fabrics defined in the context of linventlon consist of warp son identical to each other and weft son identical to each other, and preferably, son of warp and weft all identical.
  • the fabrics defined in the context of the invention consist, preferably at least 99% by weight, or even exclusively consist of reinforcing son muitJ-fll ents, including son of glass, carbon or aramid, the son of carbon being preferred.
  • fabrics having a basis weight greater than or equal to 40 g / m 2 and: less than 100 g / m 2 , a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical tissues, deposited on each other and according to the same direction which is less than or equal to 35 pm and an average opening factor of 0 to 1%.
  • such fabrics exhibit an aperture factor variability of 0 to 1%.
  • the spread obtained makes it possible to obtain such fabrics with yarns, and in particular carbon yarns, having a titre of 200 to 3500 Tex, and preferably 200 to 800 Tex,
  • son and in particular carbon son having a titer of 200-3500 f Tex and preferably 400-1700 tex,
  • fabrics which have a basis weight greater than 160 g / m 2 and less than or equal to 200 g / m 2 , a standard deviation of thickness measured on a stack of three identical fabrics deposited on each other and according to the same which direction is less than or equal to 60 ⁇ m and an average aperture factor of 0 to 0.5%.
  • such tissues exhibit a variability of the factor of uvertyreversis of at most 0.5%.
  • the spread obtained makes it possible to obtain such fabrics with yarns, and in particular carbon threads, having a titre of 200 to 3500 Tex, and preferably 400 to 1700 Tex,
  • Such fabrics exhibit an aperture factor variability of at most 0.1%.
  • the spread obtained makes it possible to obtain such fabrics with yarns, and in particular carbon yarns, having a titre of 200 to 3500 Tex and preferably of 800 to 1700 Tex.
  • the aperture factor can be defined as the ratio of the area not occupied by the material to the total area observed, the observation of which can be made from above the fabric with illumination from below.
  • Factor opening (OF) is expressed as a percentage, may, for example, be measured by the method described in the examples.
  • Variability of aperture factor means the maximum difference in absolute value obtained between a measured aperture factor and the average aperture factor. The variability is therefore expressed in% as the opening factor.
  • the average Aperture Factor can be obtained, for example, from 50 measurements of aperture factor spread over a surface of 305 x
  • the distribution may, for example, be made by distributing 1/3 of the opening factor measurements over a first third of the fabric width, 1/3 of the opening factor measurements on the second third of the corresponding tissue width: at its central portion and 1/3 of the aperture factor measurements on the third third of the tissue width.
  • Average Open Factor means the arithmetic mean of the 80 measured Open Factor (FO) values.
  • Figure i is a schematic front view of a spreading machine according to Iinventlon.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the spreading machine illustrated in Figure 1.
  • Figure 3 is a schematic front view of a spreading machine according to the invention, in the raised position of the flexible roller.
  • Figs. 4A and B are plan views of an example of a fabric illustrated before and after respectively
  • Figure 5 is a view for schematically illustrating the spreading principle implemented by the spreading machine according to the invention.
  • FIGS. 1 to 3 schematically illustrate an embodiment of a spreading machine according to the invention, adapted to spread with a small thickness variability, a textile ply 2 comprising at least threads of 3.
  • a textile web means a sheet material consisting of son and son of warp, son extending along the axis of travel of the web on the machine.
  • the textile webs may be unidirectional or fabrics.
  • the web 2 is a fabric comprising warp yarns 3 and weft yarns 4, each warp 3 and weft yarn.
  • the spreading machine i is placed at the output of a loom and input of a winding system of the web, it could also be expected that the sheet to be spread is from a unwinding system and is not directly positioned in line with a loom ,
  • the spreading machine 1 comprises at least a first 5 and a second 6 rotary rollers and, in the illustrated example, a third rotary roll 7.
  • the rotary rollers 5, 6 and 7 have axes A extending parallel between and perpendicular to the direction of travel fi of the web 2 or perpendicular to the warp son 3.
  • the first roller S and the second roller 6 delimit between them a first pressure generator Gi for the web 2 passing between the first and second rollers 5, 6, Similarly, in the example illustrated in the drawings, the first roller S and the third roller 7 delimit between them a second pressure generator 2 for the web 2 passing between the first and third rolls S, 7, Well
  • the length of the rollers is adapted to the width of the sheet 2 to be spread, so as to have a length greater than the width of the sheet 2.
  • the length of the rolls is between e 1m and 2m.
  • the rollers S, 6 and 7 are positioned in such a way that the two pressure generators G1 and G2 are spaced between 1/6 and 1/3 of the periphery of the first roll 5. other words, the web 2 is in contact with the first roll S only between 1/6 and 1/3 of its periphery.
  • the second S and third rollers 7 are positioned side by side in a horizontal plane, while the first roll S is positioned in the middle and above the second 6 and third roll 7,
  • the spreading machine according to the invention also comprises a drive to provide the drive synchronized in rotation about their axes and in the same direction of rotation, the second 6 and third rollers 7.
  • the engine i ⁇ comprises an electric motor 11 controlled to drive in a synchronized manner, the rotational speed of the second i and third rollers 7, the output of the electric motor 11 cooperates with a transmission belt 12 which rotates pulleys 13 supported by shafts 14 mounted axially integral with the first end of the second S and third rollers 7
  • the first roller 5 is not rotated by the actuator 10.
  • the first S roller is rotated by the scroll strength of the web 2 and the rollers 6,7, course, i! it can be envisaged that the operator 1 ⁇ also drives in rotation the first roller S.
  • the spreading machine also comprises a system for driving the rollers S, 6 and 7 in axial oscillation each along its axis A. More specifically, the drive system ÎS allows the axial oscillation of the axle. first roller S in phase opposition with respect to the second and third rollers 6 and 7 which are perfectly synchronized in axial oscillation.
  • the drive system 15 comprises an electric motor li driving synchronously with the aid of a transmission 17 such as a belt, a first 19 and a second 2d camshafts allowing exert an axial force on the rollers.
  • a transmission 17 such as a belt
  • a first 19 and a second 2d camshafts allowing exert an axial force on the rollers.
  • the cams of the cam shafts 19 and 20 are angularly offset from each other by a value equal to 180 °.
  • the first camshaft 19 acts on the second end of the first roller S and more precisely on the transverse face of a shaft 2i extending axially from the first roller S.
  • the first shaft cam 19 acts on the shaft 21, via a plate 11a carried by the shaft 21,
  • the cam shaft 19 continues to exert an axial force on the shaft 21 as will be explained in more detail later in the description.
  • the second camshaft 20 acts on the second end of the second roller 6 and in the illustrated example, the third roller 7 also.
  • the second and third rolls S and 7 are axially equipped, at their second end, with shafts 22 in contact, by their transverse face, with the camshaft 20 which provides synchronized axial oscillation.
  • second and third rolls S and 7 thus, the second and third rolls ⁇ and 7 have a perfectly synchronized axial oscillation.
  • first, second and third rollers 5, 6 and 7 are biased by an elastic system 25 compensating for the action exerted by the cam shafts 19, 20 on the second ends of first, second and third S rollers 6 and 7.
  • the elastic system 25 comprises stacks of Belleville washers interposed between on the one hand, a support 28 and on the other hand, each shaft 14 and a shaft 29 extending axially to from the first end of the first S roller,
  • a stack of washers 25 Bellevllie 2B acts on the shaft via a plate 29a carried by the shaft 29.
  • the drive system 15 as described above ensures a perfect control of the magnitude of operating in antiphase between the first S a hand roller and the second and third i rollers; On the other hand, by the way, this solution makes it possible to guarantee the desired movement of the rollers, in spite of the phenomena of wear due to the elimination of the mechanical clearance between the cam shafts and the rollers.
  • the axial vibration frequency is adjustable, for example, from 5 to 50 Hz through the adjustment of the electric motor 16.
  • the amplitude of the axial oscillation of the rollers is about 0.5 mm.
  • the spreading i machine also comprises for the second and third rollers and ⁇ 7 f a series of rigid supports 31 for supporting bending without the rollers whilst permitting their movement rotation and oscillation, in the illustrated example , each rigid support 31 comprises a fork or cradle 32 is rigidly fixed to frame 33 preferably rigidly anchored to the ground. Each fork or cradle 32 thus has two support legs 34 each equipped with a rolling member 35 for a roller S, 7 f that can receive both rotational movement and the oscillation movement, in the illustrated example. in FIG. 1, four rigid supports 31 support the rollers.
  • the number of rigid supports 3i may be different depending in particular on the length of the rollers,
  • the spreading Machine i comprises a system 40 for creating the first IF pressure generator and in the example illustrated, also the second pressure generating 2 t with adjustable pressure values distributed according to or generatrices., to spread the sheet 2 with a small variability of thickness.
  • the system 40 makes it possible to modulate the pressure at will, along these pressure generators G1, 2 to apply a uniform pressure on the sheet taking into account the initial differences in the thickness of the sheet, view of the tablecloth with a small variability of thickness.
  • the system 40 comprises, as first roll S, a flexible roll and a series of adjustable pressure supports 42, distributed along the axis of the flexible roll 5 and acting on the flexible roll S,
  • the first roller 5 is flexibly mounted along its axis in the sense that it is free of any guide bearing at both ends, the flexible roller S can thus self-position, without any constraint, between the other two rollers S and 7,
  • the second and third rollers 6 and 7 are rigid because they are supported without bending by the frame 33.
  • Each localized support 42 exerts its pressure on the flexible roll 5, via rolling members 43 with axial displacement.
  • each localized support 42 is able to exert a substantially vertical pressure force perpendicular to the axis of the flexible roll S while accepting the rotation and axial oscillation movement of the roll.
  • each localized support 42 is a pressure cylinder 44 whose rod is equipped with a rolling member 43.
  • Each pressure cylinder 44 is connected to a control unit not shown but known per se to adjust the pressure exerted on the flexible roll 5,
  • the spreading machine t comprises four pressure cylinders"
  • the number of pressure cylinders 44 may be different.
  • the localized supports 42 are equipped with a device 46 for adjusting their position along the axis of the flexible roller 5,
  • the localized supports 42 can be moved independently of each other, along the axis of the flexible roller S so as to be able to exert their pressure force in the selected places of the web 2,
  • the cylinders 44 are slidably mounted along a gantry 45 overhanging at a distance the flexible roller 5.
  • Each jack 44 is placed in a fixed position by means of a locking system of the cylinder body on the frame, not shown, but of all types known per se.
  • the I spreading machine of the invention comprises a lifting system 48 of the flexible roll S to allow the introduction operations the web 2 between the flexible S roller and the rigid roller 6 f 7,
  • the lifting system 48 comprises two jacks 49 fixed by their body on the gantry 45 and whose rods 4a act on the shafts 21 and 29 extending from the two ends of the flexible roller S, it should be noted that the elastic system 25 acts on the shaft 2® of the flexible roll S while the camshaft 19 continues to exert an axial force on the shaft 21, even during the lifting operations of the flexible roll 5 due to the presence of the end plates 21a and 29a, as illustrated in FIG .
  • the spreading machine comprises a heating system Si of the sheet and rollers during the passage of the sheet between the generatrices of pressure.
  • the heating system Si comprises a nozzle 52 for supplying hot air produced by a hot air production unit that is not shown but known in the ground.
  • This supply hug S 1 opens between your two rigid rollers 7 and 7 while directing the flow of hot air to the flexible roll S according to its part located between the two pressure generators S1 and O2.
  • a Leister type heating unit is used to ensure the heating of the sheet 2 and the rollers up to at a temperature of 80 ° C.
  • the spreading machine 1 comprises a flexible roll S and two rigid rollers ⁇ f 7 addressesssan two pressure generating Csi, G2.
  • the spreading machine according to the invention may have a similar operation by implementing a single rigid roll 6 defining with the flexible roller S, a single pressure generator € 1.
  • the spreading machine described above comprises, as localized supports 42, cylinders exerting a pressure force on the flexible roll S.
  • Other solutions can be envisaged with a view to creating generators. pressure with adjustable pressure values.
  • the spreading machine i according to the invention is particularly suitable for spreading the warp threads 3 and also the weft threads 4 when the web 2 is a fabric.
  • the mppe 2 is brought to scroll between at least two rotary rollers 5, 6-7 whose axes A extend parallel to each other and substantially perpendicular to the direction of travel of the web,
  • the web is passed under pressure between at least one pressure generator 61 of the rollers driven in axial oscillation and in opposition of phase, and at least one pressure generator G1 of the rollers 5, 6-7 is made with adjustable pressure values along said generatrix for spreading the sheet 2 with a small thickness variability.
  • the sheet 2 is kept under a substantially constant low value voltage, by means of appropriate systems of tension of the sheet 2, located on its path, upstream and downstream, rolls of pressure and designed to compensate for the forces likely to appear, for example, upstream at the output of the loom and, downstream, at the winder of the ppe,
  • one of the flexible rollers 5 and the other rigid S ⁇ 7 is produced and, on this flexible roll, is carried substantially perpendicularly to its axis, localized supports 42 distributed along the axis of the roll and with adjustable values to make the generator with adjustable pressure values.
  • pressures of different values are exerted in different places of the pressure generator to ensure correct spreading of the son of the sheet 2,
  • the method consists in adjusting the position of the localized supports 42 along the axis of the flexible roller so as to selectively choose the places where the pressures are to be applied. For example, it is possible to distribute the localized supports 42 regularly along the axis of the flexible roller. However, the adjustment consists of distributing the localized supports 42 at most over the entire width of the ply 2. Indeed, whatever the width of the ply, the localized supports 42 always act within the interior of the ply. delimited area overhanging the width of the web 2.
  • the localized supports 42 must not act on an area of the flexible roll that is never in contact with the web 2,
  • the position of the cylinders which are adjacent to the edges of the web are positioned to be at least 50mm apart from these edges.
  • the cylinders that are adjacent to the edges of the sheet are positioned to be spaced 150mm from these edges.
  • the cylinders between these two cylinders adjacent to the edges are positioned so that all cylinders are spaced regularly.
  • the number of jacks is chosen so that the distance between two adjacent jacks is at least 300 mm.
  • the web 2 is caused to pass on the periphery of the flexible roll S between two pressure generators 6i, 62 with adjustable localized pressure values. These two generators are delimited between the flexible roller S and two rigid rollers 6, 7 driven, in synchronism, rotation and oscillation.
  • the web 2 is caused to pass on the flexible roller 5, between i / 6 and 1. / 3 of the periphery of the flexible roll 5.
  • the web 2 and the rollers are heated during its passage between the pressure generator or generators.
  • the spread textile webs will be, at least, partly made of reinforcement threads of the carbon, glass or aramid type which are conventionally constituted of a set of filaments extending in the direction of the thread.
  • the textile web to be spread out will consist either exclusively of a unidirectional sheet of warp yarn or of a fabric consisting of an intertwining of warp yarns and yarns. frame.
  • the son are not secured to each other by any binder or sewing or knitting type mechanical binding mode that would hinder their movement relative to each other and would not allow their spreading.
  • the warp yarns and the weft yarns are held together by the weaving only.
  • the textile ply consisting of a unidirectional sheet of warp yarns the latter will made of carbon, glass or aramid threads.
  • the son intended to be spread in the process according to the invention consist of a set of filaments freely movable relative to each other, and in particular carbon son.
  • Such son may initially have a circular section or, preferably, rectangular, but at the output of the method according to the invention, they will have a rectangular section following the application of pressure forces.
  • the son to be spread and thus the constituent yarns of the fabrics according to the invention, will not be impregnated, nor coated, nor associated with any polymeric binder that would hinder the free movement of the filaments, some by compared to others.
  • the wires to be spread are, nevertheless; most often characterized by a mass content of standard size that can represent at most 2% of their mass.
  • a carbon fiber is comprised of a set of filaments and generally has from 1,000 to 80,000 filaments, preferably from 12,000 to 24,000 filaments. Particularly preferably, in the context of the invention, carbon threads of from 1 to 24 K, for example 3K, 6K, 12 or 24K, and preferably 12 and 24K, are used.
  • the carbon threads present within the unidirectional sheets have a titer of 60 to 3800 Tex, and preferably 400 to 900 tex.
  • the unidirectional sheet can be made with any type of carbon thread, for example High son Resistance (H) which ie tensile modulus is between 220 and 241GP3 and whose tension stress rupture is between 3450 and 4830MPa f son of Moduie Intermediate (M) having a tensile modulus is between 290 and 297GPa and whose tensile breaking stress is between 3450 and 6200 Pa and High Module Wires (HM) whose tensile modulus is between 345 and 448GP3 and whose tensile breaking strength is between 3450 and 5520Pa
  • H High son Resistance
  • M Moduie Intermediate
  • M Moduie Intermediate
  • HM High Module Wires
  • Fig . 4a schematically shows a pre-spreading fabric consisting of an intertwining of warp yarns and weft yarns of width slightly different from the weaving process. It can be in particular carbon threads of 3. Each of the warp and weft threads consist of a set of filament. Initially, the opening factor of the textile web is 4% ⁇
  • Piece 48 illustrates the fabric obtained after the implementation of the spreading method according to the invention, this fabric has an OF content of 0% and warp and weft son of different width,
  • the textile web before being subjected to the process according to the invention it is possible for the textile web before being subjected to the process according to the invention to have a zero or non-zero opening factor.
  • the application of the process according to the invention results in a decrease of the opening factor which accompanies the obtaining of the homogenization of the thickness of the textile web.
  • the opening factor is zero or not damaged, the application of the method according to the invention causes a decrease in the thickness of the pa pa homogenization of the thickness of the son constituting it "The invention is not limited to the examples described and represented because various modifications can be made without departing from its scope »
  • the program takes 25 measurement points thanks to its triggering fear.
  • the measurement of 25 "empty" points is repeated, that is to say without the stacking of the three tissues in order to measure the thickness of the vacuum cover and the window.
  • the opening factors were measured according to the following method.
  • the device consists of a SONY brand camera (model SSC ⁇
  • DC58AP equipped with a lOx lens, and a Waidmann brand light table, model W LP3 NR f iQ138I 230V 50 ⁇ 2xi5W.
  • the sample to be measured is placed on the light table, the camera is fixed on a bracket, and positioned at 29cm from the sample, then the sharpness is adjusted.
  • the measurement width is determined according to the textile web to be analyzed. using its ring (zoom), and a ruler: 10 cm for open textile sheets (OF> 2%), 1.17 cm for its slightly open textile sheets (OF ⁇ 2%).
  • the brightness is adjusted to obtain a GF value corresponding to that given on the control shot.
  • the Videometrics Contrast Logiclei from Scion Image Corporation (Scion Corporation, USA), is used. After image capture, the image is processed in the following way: using a tool, one defines a maximum area corresponding to the selected calibration, for example, for 10 cm ⁇ 70 holes, and having an integer number of patterns, then selecting an elementary surface in the textile sense of the term, that is to say a surface that describes the geometry of the fabric by repetition,
  • the percentage OF is defined by a hundred times the ratio of the white surface divided by the total area of the elementary pattern: 100 * (white surface / elementary surface). It should be noted that the adjustment of the luminosity is important because diffusion phenomena can modify the apparent size of the holes and therefore of ⁇ . An intermediate luminosity will be retained, so that no phenomenon of saturation or diffusion too important does not be visible.
  • the machine used is in accordance with Fig * i and 2, with the rollers 61) mm diameter and a length of i? 0ûmm, the cylinders being spaced apart 320mm, both situated at the ends being spaced 155 mm from the edge of tissue.
  • Tai tea i I gives as examples, for the fabrics presented in Tabieay 2, the support force of the 4 jacks 44 of pressure (n ° 1 to 4) taken from one edge to the other of the fabric , with a speed of travel of the textile web (mm / min), a frequency (Hz) and a temperature (° C), According to these embodiments, greater forces are applied in the central zone of the fabric 2 allowing a good spreading of the fabric 3 ⁇ 4 by compensating for the difference in thickness initially existing between the center and the edges of the fabric, as illustrated in FIG.
  • the AS4 3K yarns supplied by Hexcel Corporation are high tensile strength yarns of 4433 ⁇ m, tensile modulus of 231GPa have a 20QTex yarn with 7.1 micron filaments.
  • the AS4 12K yarns supplied by Hexcel Corporation are high tensile stress tensile yarns of 4433 MPa, tensile modulus of 231 GPa have a security grade of OSGIex with filaments of 7.1 microns.
  • the IM7 wires supplied by the Hexcel Corporation are intermediate stress strainer modulus yarns of 276Gpa and have the title of 223Tex with 5.2 micron filaments.
  • the 12K wires supplied by Hexcel Corporation are 5670Mpa Intermediate Tensile Stress Modulus, 276Gpa tensile modulus, and have a 446Tex titer with 5.2 micron filaments. ,
  • the fabric i ⁇ 9g / 'm 2 3K AS4 before spreading has a middle opening factor of 10.5% (12.5% on the edges of the fabric, 6.5% of the center of the fabric) is a variation of 6% of the opening factor between center and edge, and an average thickness of 0 91mm (0.201mm on the edges of the fabric, 0.187mm on the center of the fabric) is a variation of thickness of 12% between center and edge.
  • the standard deviation of the thickness of the stack of three folds of the non-spread fabric is 0.055mm.
  • the opening factor of this same tissue increases to an average of 0.1%, ie a reduction of 99% compared with the non-spread tissue, with a maximum variation of 0.5% which is not elsewhere, not due to an increase in values at the edges, the average opening factor of the edges and the center being equal to 0.1%, a large part of the measured opening factors are close to 0%, and a small population above 0.1% up to 0.5% in rare cases, inducing a 0.1% average with a maximum variation of 0.5%.
  • the thickness of the tissue after plating was 0.77 mm, which was reduced by 8% compared to the non-spread fabric.
  • the standard deviation of the stack of three folds of the spread fabric is 0.030mm, a gain of 45% over the non-spread fabric. This information is collected in Ta leay 3 below,
  • a fabric of 75 g / m 2 AS4C 3K will have a
  • the implementation of the method according to the invention causes a significant decrease in the standard deviation of the thickness, the average thickness, the opening factor and its variability.
  • the gain in standard deviation of thickness of 3 folds under a pressure of 972m8ar is equal to at least 20%, and in most cases, is greater than 30%.

Abstract

La présente Invention concerne un tissu composé de fils de chaîne et de fils de trame caractérisé par l'une des combinaisons de caractéristiques suivantes : - une masse surfaclque supérieure ou égale à 40 g/m2 et inférieure à 100 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est Inférieur ou égal à 35 μπ\ - une masse surfaclque supérieure ou égale à 100 g/m2 et inférieure ou égale à 160 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égai à 50 pm, - une masse surfaclque supérieure à 160 g/m2 et inférieure ou égaie à 200 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 60 pm, ou - une masse surfaclque supérieure à 200 g/rrH et inférieure ou égale à 400 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 90 pm, et en ce que les fils de chaîne et/ou les fils de trame sont constitués d'un ensemble de filaments pouvant se déplacer librement les uns par rapport aux autres au sein dudit fil.

Description

I
TISSU ÛOTOMMEÛT E FILS DE CARBONE PRESENTANT UHE
FAIBLE VARIABILITE D'EPAISSEUR COMBINEE A E G MME
SPECIFIQUE DE ASSE SURFA QUE
La présente Invention concerne le domaine technique des machines permettant d'homogénéiser l'épaisseur de nappes fibreuses et/ou d'étaler de telles nappes fibreuses afin d'obtenir des masses surfaeiques plus faibles. En particulier, l'invention concerne un procédé et une machine permettant d'homogénéiser l'épaisseur de telles nappes, ainsi que des tissus pouvant être obtenus par la mise en œuvre d'un tel procédé.
Dans le domaine des matériaux composites, la demanderesse s'est intéressée à proposer des nappes textiles présentant des épaisseurs les plus homogènes possibles, de manière à obtenir des pièces aux propriétés mécaniques finales maîtrisées. Dans le cas des tissus, classiquement constitués d'un entrelacement de fils de chaîne et de ils de trame, ceci est particulièrement difficile.
Les renforts pour composite sont exclusivement utilisés avec l'adjonction de résine par différents procédés. La géométrie de la pièce composite final résulte donc directement des épaisseurs du renfort utilisé. Il est aiors clair que l'utilisation de renforts plus fins offrira des pièces composites plus légères et également plus performantes car ayant leurs fibres mieux orientées avec moins d'ondulations. C qui est moins évident mais aussi vrai est que ces renforts étant également utilisés en empilement parfois important,, il est nécessaire de réduire au maximum leurs variations d'épaisseur afin de rendre plus fiable et robuste la géométrie de la pièce composite obtenue. Les variabilités individuelles des plis allant en s'additionnant, une grande variabilité d'épaisseur du renfort entraînera immanquablement une forte variabilité d'épaisseur dans la pièce finale iors de l'utilisation de procédés tels que l'infusion sous vide.
Différents documents s'Intéressent à l'étalement de tissus, sans pour autant mentionner l'Impact que peut avoir l'étalement appliqué sur l'épaisseur et en particulier, sur les écarts d'épaisseurs que présentent les nappes textiles étalées obtenues. On peut citer les documents US 4932107, US 5732748, EP 670921f WO2005/095689 et WO 94/12708. If est important de noter qu'un tissu ne sort pas d'un métier à tisser avec une épaisseur et un facteur d'ouverture homogènes sur sa largeur. En effet, le principe même de tissage induit un phénomène de retrait bien connu de l'homme du métier. Ce retrait est une diminution de la largeur de la nappe de chaîne avant et après tissage. Il est dû à l'action d'entrelacement des fils de chaîne et de trame. Ces derniers parcourent une distance finale plus faible, du fait de leurs ondulations sur et sous les fils de chaîne. Il en résulte une diminution de la largeur de la nappe à la sortie du peigne d'un métier à tisser. Ce retrait étan lié aux ondulations des fils de trame, Il n'est pas omogène sur la largeur du tissu, par le fait que les fils de trame sont plus libres proches des bords et moins tenus par des fils de chaîne voisins moins nombreux. Etant moins bloqués et plus libres, ces fils de bords ondulent donc plus, ii en résulte alors une plus grande épaisseur et généralement un facteur d'ouverture plus grand. La différence d'épaisseur entre les bords et le milieu augmente avec la masse surfacique du tissu.
Il est également à noter que le phénomène de surépaisseur des bords est accentué très localement par l'utilisation de fils de lisières généralement thermoplastiques utilisés sur les bords du tissu pour bloquer les derniers fils de chaîne.
Tous tes tissus proposés dans l'art antérieur, qui sont étalés après leur tissage, du fait de la technique d'étalement mise en euvre présentent nécessairement des variations d'épaisseur importantes. En particulier, dans le document US 4 932 107, il n'est nullement fait mention d'une quelconque largeur du tissu, de la largeur moyenne des fils d chaîne et de trame après étalement et de l'homogénéité du facteur d'ouverture sur le tissu. Or, tous ces éléments déterminent l'épaisseur plus ou moins homogène du tissu obtenu après étalement. Si l'on considère les exemples proposés dans ce brevet, si l'on applique une tension de 2G0g/cm sur un tissu de 1,5m de largeur, la valeur de la tension sur le rouleau sera de 150x200=30000 soit 30000g. Cette valeur suffît pour créer une flexion des rouleaux empêchant d'obtenir un parallélisme entre les axes des rouleaux et donc une pression homogène sur ie tissu, du fait d'une pression plus importante sur les bords. Il s'ensuit une limitation de la largeur du tissu à traiter en relation avec ie diamètre des rouleaux et de leur longueur, Pour tenter de contourner cette difficulté, il pourrait être envisagé d'augmenter le diamètre des rouleaux pour limiter la flexion, mais dans ce cas l'Inertie de ceux-ci deviendrai alors importante et l' nergie nécessaire pour obtenir l'amplitude et la fréquence augmenterait en proportion. D'ailleurs, on peut noter que e brevet US 4 932 107 a mis en œuvre dans son exemple 3B, 2 rouleaux de 125mm diamètre avec un seul rouleau vibrant supérieur de diamètre 5Ûmm, ce qui ne permet pas d'obtenir, d'une part, un étalement satisfaisant et d'autre part, une homogénéisation de l'épaisseur. D'une manière plus générale, toutes les techniques d'étalement de tissus décrites dans l'art antérieur ne permettent pas de s'adapter aux différences initiales d'épaisseur que présente le tissu et ne permettent donc pas d'obtenir un étalement et une homogénéisation de l'épaisseur satisfaisants.
Il existe égalemen des tissus réalisés en deux étapes la première étape étant la constitution de nappes à grammage faible consolidées par l'Intermédiaire d'un liant poiymérique, puis la réalisation de l'entrecroisement pour former un tissu. De tels tissus du fait de la consolidation préalable des nappes offrent des possibilités moindres en termes de défdrmabilité lors de leurs mises en œuvre. De plus, les liants polymériques utilisés peuvent ne pas être compatibles avec ie cahier des charges en sollicitation hygrothermlque de la pièce composite finale- Dans un contexte plus général, on peut citer les documents US 2007/066171 et US 2004/142618 qui décrivent des tissus de fils de renfort, sous forme sècbe.f sans qu'aucune donnée ne soit fournie sur leur variation d'épaisseur, qui comme indiqué précédemment est implicitement importante, compte-tenu des méthodes disponibles pour la confection de tels tissus.
Dans ce contexte, l'invention se propose de répondre aux problèmes ci-dessus mentionnés et rencontrés dans l'art antérieur et de fournir un nouveau procédé et une nouvelle machine permettant de contrôler, de manière simple., l'épaisseur de la nappe textile obtenue suite à une opération d'étalement,, de manière à obtenir une faible variabilité d'épaisseur, et ce même sur des grandes largeurs de nappe.
Dans ce contexte, l'invention décrit un procédé d'étalement d'une nappe textile comportant au moins des fils de chaîne, selon lequel :
- on amène la nappe à défiler entre., au moins, deux rouleaux rotatifs dont les axes s'étendent parallèlement entre eux et sensiblement perpendiculairement au sens de défilement de la nappe,
- on fait passer la nappe sous pression entre, au moins, une génératrice de pression des rouleaux entraînés en oscillation axiale et en opposition de phase,
Selon l'invention, on réalise, au moins, une génératrice de pression des rouleaux avec des valeurs de pression réglables te long de ladite génératrice pour étaler la nappe avec une faible variabilité d'épaisseur.
Dans le cadre de l'invention, il est ainsi possible d'assurer l'application d'une pression uniforme sur la nappe afin d'obtenir une épaisseur uniforme quelle que soit la largeur de la nappe. Les rouleaux modulent ainsi la pression appliquée entre le centre et les extrémités de la nappe, en tenant compte des épaisseurs différentes de la nappe de manière à appliquer une pression uniforme sur le matériau le long de la génératrice de pression, Typiquement,, la pression appliquée au centre de la nappe est supérieure à celle appliquée sur ses bords pour tenir compte de l'épaisseur supérieure de la nappe sur ses bords par rapport à sa partie centrale.
Selon un mode de réalisation préféré, on réalise l'un des rouleaux, flexible et l'autre rigide et on exerce sur ce rouleau flexible, sensiblement perpendiculairement à son axe, des appuis localisés répartis selon Taxe du rouleau et avec des valeurs réglables pour réaliser la génératrice à valeurs de pression réglables. Le rouleau flexible peut ainsi s'auto-posi ionner sans contrainte et moduler ainsi la pression appliquée sur la nappe. Dans ce cas, de préférence, le procédé consiste, entre autres, à régler la position des appuis localisés selon Taxe du rouleau flexible et/ou à répartir les appuis localisés de manière régulière selon l'axe du rouleau fiexibie, Selon un mode de réalisation préféré pouvant être combiné au précédent, le procédé consiste, entre autres,, à répartir les appuis localisés, au plus, sur toute la largeur de la nappe textile.
Selon un autre mode de réalisation préféré pouvant être combiné aux précédents, le procédé consiste, entre autres, à amener la nappe textile à passer sur la périphérie du rouleau flexible entre deux génératrices de pression avec des valeurs de pression localisées réglables de deux rouleaux rigides entraînés, en synchronisme, en rotation et en oscillation. Dans ce cas, de préférence, le procédé consiste à amener la nappe textile à passer entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du rouleau flexible. Il est ainsi possible de s'affranchir de la tension appliquée sur la nappe textile en défilement, De plus, ceci facilite l'obtention d'une pression réglable sur la nappe textile, tout au long des deux génératrices de pression, entre nappe textile et rouleaux rigides, étant donné que ce mode de passage de la nappe textile qui n'enveloppe plus les rouleaux, comme dans le brevet US 4 932 107, permet ainsi d'ajouter une série de supports rigides aux deux rouleaux rigides leur évitant ainsi toute flexion. D'autre part, ce mode de passage facilite également le positionnement des appuis localisés sur le rouleau flexible»
Selon un autre mode de réalisation préféré pouvant être combiné aux précédents, le procédé comprend le chauffage de la nappe textile lors de son passage entre la ou les génératrices de pression,
Selon un autre mode de réalisation préféré pouvant être combiné aux précédents, le procédé consiste à amener comme nappe textile, un tissu comportant des fils de chaîne et des fils de trame chacun constitué d'un ensemble de filaments pouvant se déplacer librement les uns par rapport aux autres au sein dudit fil, l'étalement étant réalisé sur les fils de chaîne et les fils de trame,
La présente invention décrit également une machine d'étalement d'une nappe textile composée au moins de fils de chaîne, comportant :
- au moins deux rouleaux rotatifs dont les axes s'étendent parallèlement entre eux et perpendiculairement à une génératrice de pression,, délimitée entre les deux rouleaux, - une motorisation en rotation pour au moins un rouleau,
- et un système d'entraînement des rouleaux en oscillation axiale en opposition de phase.
Selon l'Invention, la machine comporte un système pour créer la génératrice de pression avec des valeurs de pression réglables réparties selon ladite génératrice,, pour étaler la nappe textile avec une faible variabilité d'épaisseur.
La machine, selon l'invention, comprend l'une ou l'autre, voire toutes les caractéristiques ci-dessous lorsqu'elles ne s'excluent pas l'une l'autre ;
~ le système pour créer la génératrice de pression comporte parmi les rouleaux rotatifs,, un rouleau flexible et une série d'appuis localisés à pression réglable., répartis selon l'axe du rouleau flexible et agissant sur le rouleau flexible supporté par au moins un rouleau rigide,
- les appuis localisés sont équipés d'un dispositif de réglage de leur position le long de Taxe du rouleau flexible.,
- les appuis localisés exercent leur pression sur le rouleau flexible, via des organes de roulement à débattement axial,
~ le rouleau flexible délimite avec deux rouleaux rigides dont les axes s'étendent parallèlement entre eux, deux génératrices de pression avec des valeurs de pression localisées réglables, ces deux génératrices étant écartées entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du rouleau flexible,
~ les rouleaux possèdent un diamètre compris entre 30 mm et 60 mm,
- la machine comporte pour chaque rouleau rigide, une série de supports rigides comportant chacun un berceau fixé à un châssis et présentant deux branches d'appui équipées chacune d'un organe de roulement pour un rouleau rigide, possédant un mouvement de rotation et un mouvement de translation selon Taxe des rouleaux rigides,
- le système d'entraînement des rouleaux en oscillation axiale et en opposition de phase comporte un moteur entraînant en synchronisme à l'aide d'une transmission, deux arbres à came décalés à 180°, dont l'un agit sur l'une des extrémités du rouleau flexible et dont l'autre agit sur l'une des extrémités du ou des rouleaux rigides, l'autre extrémité des rouleaux étant sollicitée par un système élastique ; ceci permet d'assurer on contrôle parfait de l'amplitude et du fonctionnement, en opposition de phase entre le rouleau flexible et les deux rouleaux rigides,
~ la machine comporte un système de relevage du rouleau flexible dont les extrémités sont pourvues de plaques sur l'une desquelles agit le système élastique et sur l'autre desquelles agit l'arbre à came,
- la machine comporte un système de chauffage de la nappe textile lors du passage de la nappe textile entre les génératrices de pression.
Un tel procédé et une telle machine rendent ainsi possible l'accès aux tissus, objet de l'invention,
En effet,, l'invention a pour objet les tissus composés de fils de chaîne et de fils de trame, présentant une faible variation d'épaisseur, caractérisés par l'une ou l'autre des combinaisons de caractéristiques suivantes :
- une masse surfacique supérieure ou égale à 40 g/m2 et inférieure à 100 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 35 pm,
- une masse surfacique supérieure ou égale à 100 g/m2 et Inférieure ou égale à 160 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la mêm direction qui est inférieur ou égal à 50 μη
- une masse surfacique supérieure à 160 g/m2 et inférieure ou égale à 200 g/m2 et un écart: type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 60 jjm, ou
~ une masse surfacique supérieure à 200 g/m2 et inférieure ou égale à 400 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 90 pm.
Dans les tissus selon l'invention, les fils de chaîne et ou les fils de trame sont constitués dfun ensemble de filaments, lesdits filaments pouvant se déplacer librement les uns par rapport aux autres au sein d'un même fIL C'est pourquoi, tes tissus selon l'Invention peuven être obtenus grâce au procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention permet contrairement aux techniques antérieures l'accès à de tels tissus présentant une telle combinaison de caractéristiques. L'obtention de tels tissus avec une largeur d'au moins 100cmf notamment d'une largeur de 100 à 200cm, est possible, Les tissus selon l'invention peuvent donc présenter une grande largeur et une très grande longueur, par exemple, équivalente approximativement à la longueur des fils disponibles, à savoir plusieurs centaines ou milliers de mètres,
Les tissus proposés dans te cadre de l'Invention, du fait de leur plus faible variabilité d'épaisseur, donnera des pièces composites à la géométrie mieux maîtrisée et conduira à un procédé global de fabrication plus robuste.
Par écart type d'épaisseur, on entend la moyenne quadratique des écarts â la moyenne, soit:
Figure imgf000010_0001
avec;
n - nombre de valeurs de mesures de l'épaisseur d'un empilement de trois tissus identiques et orientés dans la même direction, c'est-à-dire qu les fils de chaînes d'une part, et les fils de trames d'autre part, sont orientés dans la même direction au sei de l'empilement,
x une valeur de mesure de l'épaisseur de l'empiiement des trois tissus identiques,
Λ = moyenne arithmétique des mesures d'épaisseurs de l'empilement des trois tissus identiques.
Les plis unitaires de tissu mesurés devenant tellement fins, il est apparu plus représentatif de mesurer l'écart type d'épaisseur sur un empilement de 3 plis.
Dans le cadre de l'invention, l'écart type peut être obtenu sur un empilement de trois plis d'un même tissu déposés les uns sur les autres et orientés dans la même direction et placé sous pression de 972mbar +/- 3mbar, et notamment,, à partir de 25 mesures d'épaisseur ponctuelles réparties sur une surface de 305 x 305mm,. avec par exemple un des côtés du carré qui s'étend parallèlement aux fils de chaîne du tissu, La méthode décrite dans les exemples peut être utilisée.
De manière avantageuse, les tissus définis dans le cadre de linventlon sont constitués de fils de chaîne identiques entre eux et de fils de trame identiques entre eux, et de préférence, de fils de chaîne et de trame tous identiques. En particulier, les tissus définis dans le cadre de linventlon sont constitués, de préférence à au moins 99% en masse, voire sont exclusivement constitués de fils de renfort muitJ-fll ents, notamment de fils de verre, carbone ou aramide, les fils de carbone étant préférés. A titre d'exemples de tissus conformes à linventlon, on peut citer ceux présentant une architecture de type toile (autremen appelé taffetas),, sergé, natté, ou satin.
En particulier, linventlon concerne :
- les tissus qui présentent une masse surfacique supérieure ou égale à 40 g/m2 et: Inférieure à 100 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques, déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 35 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à i%„ De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d'ouverture de 0 à 1 %. Dans le cadre de l'invention, l'étalement obtenu permet d'obtenir de tels tissus avec des fils, et en particulier, des fils de carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Tex, et de préférence de 200 à 800 Tex,
- les tissus qui présentent une masse surfacique supérieure ou égaie à 100 g/m2 et inférieure ou égale à 160 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 50 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 0f5%« De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 0,5%. Dans ie cadre de linventlon, l'étalement obtenu permet d'obtenir de tels tissus io
avec des fils, et en particulier des fils de carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Texf et de préférence de 400 à 1700 Tex,
- les tissus qui présentent une masse surfacique supérieure à 160 g/m2 et inférieure ou égaie à 200 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 60 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 0,5%, De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d¾uvertyre d'au plus 0,5%. Dans le cadre de l'invention, l'étalement obtenu permet d'obtenir de tels tissus avec des fils, et en particulier des fils de carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Tex, et de préférence de 400 à 1700 Tex,
- les tissus qui présentent une masse surfacique supérieure à 200 g/m2 et inférieure ou égale à 400 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 90 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 0/1%, De manière avantageuse, de tels tissus présentent une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 0,1%. Dans le cadre de l'invention, l'étalement obtenu permet d'obtenir de tels tissus avec des fils, et en particulier des fils de carbone, présentant un titre de 200 à 3500 Tex et de préférence de 800 à 1700 Tex.
Le facteur d'ouverture peut être défini comm le rapport entre la surface non occupée par la matière et la surface totale observée., dont l'observation peut être faite par le dessus du tissu avec un éclairage par le dessous de ce dernier. Le facteur d'ouverture (OF) est exprimé en pourcentage, Il peut, par exemple, être mesuré selon la méthode décrite dans les exemples.
Par variabilité de facteur d'ouverture, on entend la différence maximale en valeur absolue obtenue entre un facteur d'ouverture mesuré et le facteur d'ouverture moyen. La variabilité est donc exprimée en % comme le facteur d'ouverture.
Le Facteur d'Ouverture moyen peut être obtenu, par exemple, à partir de 50 mesures de facteur d'ouverture réparties sur une surface de 305 x 9i5mm de tissu» La répartition peut, par exemple, être réalisée, en répartissant 1/3 des mesures de facteur d'ouverture sur un premier tiers de la largeur de tissu, 1/3 des mesures de facteur d'ouverture sur le deuxième tiers de la largeur de tissu correspondant: à sa partie centrale et 1/3 des mesures de facteur d'ouverture sur le troisième tiers de la largeur de tissu.
Par Facteur dOuverture moyen., on entend la moyenne arithmétique des 80 valeurs de facteur d'Ouverture (FO) mesurées.
Facteur d'Ouverture moyen = (FOI + F02 + F03 + ... + FO60) / 60
La description détaillée qui va suivre, en référence aux Figures annexées permet de mieux comprendre l'invention.
La Figure i est une vue schématique de face, d'une machine d'étalement conforme à Iinventlon.
La Figure 2 est une vue en coupe transversale de la machine d'étalement illustrée à la Fi§, 1.
La Figure 3 est une vue schématique de face, d'une machine d'étalement conforme à l'invention, en position relevée du rouleau flexible.
La Figure 4A et B sont des vues en plan d'un exemple d'un tissu illustré respectivement avant et après étalement
La Figure S est une vue permettant d'illustrer schématiquement le principe d'étalement mis en œuvre par la machine d'étalement conforme à Iinventlon»
Les Ftg» î à 3 illustrent de manière schématique, un exemple de réalisation d'une machine d'étalement î conforme à l'invention, adaptée pour étaler avec une faible variabilité d'épaisseur, une nappe textile 2 comportant au moins des fils de chaîne 3. De manière classique, par nappe textile, on entend un matériau en feuille constitué de fils et par fils de chaîne, des fils s'étendant selon l'axe de défilement de la nappe sur la machine. Les nappes textiles peuvent être des unidirectionnels ou des tissus, Dans l'exemple illustré aux Fig* 4A et 4 S la nappe 2 est un tissu comportant des fils de chaîne 3 et des fils de trame 4, chaque fil de chaîne 3 et de trame 4 étant constitué d'un ensemble de filaments t Selon un exemple préféré de mise en œuvre, la machine d'étalement i conforme à iinventlon, est placée en sortie d'un métier à tisser et en entrée d'un système d'enroulement de la nappe, 11 pourrait également être prévu que la nappe à étaler provienne d'un système de déroulement et ne soit pas directement positionnée en ligne avec un métier à tisser,
La machine d'étalement 1 comporte au moins un premier 5 et un deuxième 6 rouleaux rotatifs et, dans l'exemple illustré, un troisième rouleau rotatif 7. Les rouleaux rotatifs 5, 6 et 7 possèdent des axes  s'étendant, parallèlement entre eux, et perpendiculairement au sens de défilement fi de la nappe 2 ou perpendiculairement aux fils de chaîne 3. Le premier rouleau S et le deuxième rouleau 6 délimitent entre eux une première génératrice de pression Gi pour la nappe 2 passant entre les premier et deuxième rouleaux 5, 6, De même, dans l'exemple illustré sur les dessins, le premier rouleau S et le troisième rouleau 7 délimitent entre eux une deuxième génératrice de pression 2 pour la nappe 2 passant entre les premier et troisième rouleaux S, 7, Bien entendu, la longueur des rouleaux est adaptée à la largeur de la nappe 2 à étaler, de manièr a présenter une longueur supérieure à la largeur de la nappe 2. Typiquement la longueur des rouleaux est comprise entre 1m et 2m.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les rouleaux S, 6 et 7 sont positionnés de manière que les deux génératrices de pression Gl et G2 se trouvent écartées entre 1/6 et 1/3 de la périphérie du premier rouleau 5, En d'autres termes, la nappe 2 est en contact avec le premier rouleau S uniquement entre 1/6 et 1/3 de sa périphérie.
Selon une variante préférée de réalisation, les deuxième S et troisièm rouleaux 7 sont positionnés côte à côte dans un plan horizontal, alors que le premier rouleau S se trouve positionné au milieu et au-dessus du deuxième 6 et troisième rouleau 7,
La machine d'étalement i conforme à {Invention comporte également une motorisation îd pour assurer l'entraînement synchronisé en rotation autour de leurs axes  et selon un même sens de rotation, des deuxième 6 et troisième rouleaux 7, Dans l'exemple illustré, la motorisation i§ comporte un moteur électrique 11 commandé pour piloter de manière synchronisée, la vitesse de rotation des deuxième i et troisième rouleaux 7, L¾rbre de sortie du moteur électrique 11 coopère avec une courroie de transmission 12 qui entraine en rotation des poulies 13 supportées par des arbres 14 montés solidaires axialement de la première extrémité des deuxième S et troisième rouleaux 7,
Dans l'exemple illustré, le premier rouleau 5 n'est pas entraîné en rotation par la motorisation 10. Le premier rouleau S est entraîné en rotation par la force de défilement de la nappe 2 et par les rouleaux 6,7, Bien entendu, i! peut être envisagé que la motorisation 1§ entraîne également en rotation le premier rouleau S.
La machine d'étalement î conforme à l'invention comporte également un système 15 d'entraînement des rouleaux S, 6 et 7 en oscillation axiale chacun selon son axe A. Plus précisément, le système d'entraînement ÎS permet l'oscillation axiale du premier rouleau S en opposition de phase par rapport aux deuxième et troisième rouleaux 6 et 7 qui sont parfaitement synchronisés en oscillation axiale. Dans l'exemple illustré sur les dessins, le système d'entraînement 15 comporte un moteur électrique li entraînant en synchronisme à l'aide d'une transmission 17 telle qu'une courroie, un premier 19 et un deuxième 2d arbres à came permettant d'exercer un effort axial sur les rouleaux. Tel que cela ressort clairement de la Fig, I, les cames des arbres à came 19 et 2Û sont décalées angulairement entre elles d'une valeur égale à 180°.
Le premier arbre à came 19 agit sur la deuxième extrémité du premier rouleau S et plus précisément, sur la face transversale d'un arbre 2i s'étendant axialement à partir du premier rouleau S, Selon une variante avantageuse de réalisation, le premier arbre à came 19 agit sur l'arbre 21, via une plaque lia portée par l'arbre 21, Ainsi, même lorsque le premier rouleau 5 est déplacé verticalement, l'arbre à came 19 continue d'exercer un effort axial sur l'arbre 21, comme cela sera expliqué plus en détails dans la suite de la description.
Le deuxième arbre à came 2Û agit sur la deuxième extrémité du deuxième rouleau 6 et dans l'exemple illustré, du troisième rouleau 7 également. Selon cette variante illustrée,, les deuxième et troisième rouleaux S et 7 sont équipés axiaiement, à leur deuxième extrémité, d'arbres 22 en contact., par leur face transversale, avec l'arbre à came 20 qui assure l'oscillation axiaie synchronisée des deuxième et troisième rouleaux S et 7, Ainsi, les deuxième et troisième rouleaux § et 7 possèdent une oscillation axiaie parfaitement synchronisée.
Les premières extrémités des premier, deuxième et troisième rouleaux 5, 6 et 7 sont sollicitées par un système élastique 25 venant compenser l'action exercée par les arbres à came 19, 20 sur les deuxièmes extrémités des premier, deuxième et troisième rouleaux S, 6 et 7. Dans t'exempie de réalisation illustré, le système élastique 25 comporte des empilements de rondelles Bellevllie interposées entre d'une part, un support 28 et d'autre part:, chaque arbre 14 et un arbre 29 s'étendant axiaiement à partir de la première extrémité du premier rouleau S, Selon une variante avantageuse de réalisation, un empilement de rondelles Bellevllie 25 agit sur l'arbre 2B via une plaque 29a portée par l'arbre 29. Ainsi même lorsque le premier rouleau S est déplacé verticalement, l'empilement de rondelles Bellevllie 25 continue d'exercer un effort axial sur l'arbre 29 comme cela sera expliqué plus en détails dans la suite de la description.
Le système d'entraînement 15 tel que décrit ci-dessus, permet d'assurer un contrôle parfait de l'amplitude de fonctionnement en opposition de phase entre le premier rouleau S d'une part et les deuxième et troisième rouleaux i; 7 d'autre part, Par ailleurs,, cette solution permet de garantir le mouvement souhaité des rouleaux, malgré les phénomènes d'usure en raison de la suppression du jeu mécanique entre les arbres à came et les rouleaux.
Bien entenûu, la fréquence de vibration axiale est réglable, par exemple, de 5 à 5ÛHz par l'Intermédiaire du réglage du moteur électrique 16, Typiquement, l'amplitude de l'oscillation axial des rouleaux est de Tordre de 0,5 mm.
La machine d'étalement i comporte également pour le deuxième et troisième rouleaux § et 7f une série de supports rigides 31 permettant de supporter sans flexion, les rouleaux tout en autorisant leurs mouvements de rotation et d'oscillation, Dans l'exemple illustré,, chaque support rigide 31 comporte une fourche ou berceau 32 fixé rigidement à on châssis 33 de préférence ancré rigidement au sol. Chaque fourche ou berceau 32 présente ainsi deux branches d'appui 34 équipées chacune d'un organe de roulement 35 pour un rouleau S, 7f pouvant recevoir à la fois Se mouvement de rotation et le mouvement d'oscillation, Dans l'exemple illustré sur la Fig. 1, quatre supports rigides 31 supportent les rouleaux. Bien entendu, le nombre de supports rigides 3i peut être différent en fonction notamment de la longueur des rouleaux,
Conformément à l'invention, la machine d'étalement i comporte un système 40 pour créer la première génératrice de pression SI et dans l'exemple Illustré, également la deuxième génératrice de pression 2t avec des valeurs de pression réglables réparties selon la ou les génératrices., pour étaler la nappe 2 avec une faible variabilité d'épaisseur. En d'autres termes,, le système 40 permet de moduler la pression à volonté, le long de ces génératrices de pression Gl, 2 pour appliquer une pression uniforme sur la nappe en tenant compte des différences initiales d'épaisseur de la nappe, en vue d'étaier la nappe avec une faible variabilité d'épaisseur.
Selon un exemple préféré de réalisation, le système 40 comporte en tant que premier rouleau S, un rouleau flexible et une série d'appuis localisés 42 â pression réglable, répartis selon l'axe du rouleau flexible 5 et agissant sur le roulea flexible S, Tel que cela ressort plus précisément de la Fig. 2, le premier rouleau 5 est monté de manière flexible selon son axe â dans le sens où il est libre de tout palier de guidage à ses deux extrémités, Le rouleau flexible S peut ainsi s'auto-positïonner,, sans contrainte aucune, entre tes deux autres rouleaux S et 7, A l'Inverse, les deuxièm et troisième rouleaux 6 et 7 sont rigides car ils se trouvent supportés sans flexion par le châssis 33. Cbaque appui localisé 42 exerce sa pression sur le rouleau flexible 5, via des organes de roulement 43 à débattement axial. Ainsi, chaque appui localisé 42 est apte â exercer un effort de pression sensiblement vertical perpendiculaire à Taxe du rouleau flexible S tout en acceptant le mouvement de rotation et d'oscillation axiale du rouleau fiexibie 5, Par exemple, chaque appui localisé 42 est un vérin de pression 44 dont la tige est équipée d'un organe de roulement 43. Chaque vérin de pression 44 est relié à une unité de commande non représentée mais connue en soi permettant de régler la pression exercée sur le rouleau flexible 5, Dans l'exemple illustré sur Sa F¾« i, la machine d'étalement t comporte quatre vérins de pression» Bien entendu, le nombre de vérins de pression 44 peut être différent.
Selon une variante avantageuse de réalisation,, les appuis localisés 42 sont équipés d'un dispositif 46 de réglage de leur position le long de l'axe du rouleau flexible 5, Ainsi, tes appuis localisés 42 peuvent être déplacés indépendamment les uns des autres, le long de l'axe du rouleau flexible S de manière à pouvoir exercer leur effort de pression en fous endroits choisis de la nappe 2, Dans l'exemple lustré, les vérins 44 sont montés coulissants le long d'un portique 45 surplombant à distance le rouleau flexible 5. Chaque vérin 44 est placé dans une position fixe à l'aide d'un système de verrouillage du corps du vérin sur le bâti, non représenté mais de tous types connus en soi.
Selon une variante avantageuse de réalisation, la machine d'étalement I selon l'invention comporte un système de relevage 48 du rouleau flexible S pour permettre les opérations de mise en place de la nappe 2 entre le rouleau flexible S et les rouleaux rigides 6f 7, Dans l'exemple illustré, le système de relevage 48 comporte deux vérins 49 fixés par leur corps sur le portique 45 et dont les tiges 4§a agissent sur les arbres 21 et 29 s'étendant à partir des deux extrémités du rouleau flexible S, il est à noter que le système élastique 25 agit sur l'arbre 2® du rouieau flexible S tandis que l'arbre à came 19 continue d'exercer un effort axial sur l'arbre 21, même lors des opérations de relevage du rouleau flexible 5 en raison de la présence des plaques d'extrémité 21a et 29a, comme illustré sur la Fig* 3,
Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, la machine d'étalement selon l'Invention comporte un système de chauffage Si de la nappe et des rouleaux lors du passage de la nappe entre les génératrices de pression. Le système de chauffage Si comporte une buse d'amenée 52 de l'air chaud produit par une unité de production d'air chaud non représentée mais connue en sol Cette huse d'amenée SI débouche entre tes deux rouleaux rigides § et 7 en dirigeant le flux d'air chaud vers le rouleau flexible S selon sa partie située entre les deux génératrices de pression Si et 02, Typiquement,, une unité de chauffage de type Leister est utilisée pour assurer la chauffe de la nappe 2 et des rouleaux jusqu'à une température de 80°C.
Dans la description qui précède, la machine d'étalement 1 comporte un rouleau flexible S et deux rouleaux rigides §f7 définissan deux génératrices de pression Csi, G2. Bien entendu,, la mac ine d'étalement î selon l'invention peut présenter un fonctionnement analogue en mettant en œuvre un seul rouleau rigide 6 définissant avec le rouleau flexible S, une seule génératrice de pression€1. Par ailleurs,, la machine d'étalement î décrite ci- dessus, comporte en tant qu'appuis localisés 42, des vérins exerçant un effort de pression sur le rouleau flexible S, D'autres solutions peuvent être envisagées en vue de créer des génératrices de pression avec des valeurs de pression réglables.
La machine d'étalement i selon l'invention est particulièrement adaptée pour étaler les fils de chaîne 3 et également les fils de trame 4 lorsque la nappe 2 est un tissu.
La mise en œuvre d'un procédé d'étalement découle directement de la description qui précède.
Selon le procédé d'étalement d'une nappe 2 :
- on amène la mppe 2 à défiler entre au moins deux rouleaux rotatifs 5, 6-7 dont les axes A s'étendent parallèlement entre eux et sensiblement perpendiculairement au sens de défilement de la nappe,
- on fait passer la nappe sous pression entre au moins une génératrice de pression 61 des rouleaux entraînés en oscillation axiale et en opposition de phase, - et on réalise au moins une génératrice de pression Gl des rouleaux 5, 6-7 avec des valeurs de pression réglables le long de ladite génératrice pour étaler ia nappe 2 avec une faible variabilité d'épaisseur.
Il doit être compris qu'il est ainsi possible de moduler la pression entre le centre et les bords de la nappe 2 de telle sorte que le rouleau flexible S applique une pression uniforme sur la nappe 2 compte-tenu des différences d'épaisseur de la nappe. Bien entendu,, il peut être envisagé que les pressions soient identiques le long de la génératrice de contact.
Lors de cette opération d'étalement, la nappe 2 est maintenue sous une tension de faible valeur sensiblement constante, à l'aide de systèmes appropriés de tension de la nappe 2, situés sur son parcours, en amont et en aval, des rouleaux de pression et conçus pour compenser les efforts susceptibles d'apparaître,, par exemple, en amont, à la sortie du métier à tisser et, en aval, au niveau de l'enrouleur de la ppe,
Selon une variante préférée de réalisation, on réalise l'un des rouleaux 5 flexible et l'autre S~7 rigide et, on exerce sur ce rouleau flexible, sensiblement perpendiculairement à son axe, des appuis localisés 42 répartis selon l'axe du rouleau et avec des valeurs réglables pour réaliser la génératrice à valeurs de pression réglables. Ainsi, des pressions de valeurs différentes sont exercées en différents endroits de la génératrice de pression pour assurer l'étalement correc des fils de la nappe 2,
Selon une caractéristique avantageuse de ilnvention, le procédé consiste à régler la position des appuis localisés 42 selon l'axe du rouleau flexible de manière choisir sélectivement les endroits où les pressions sont à appliquer. Par exemple, il est possible de répartir les appuis localisés 42 de manière régulière selon l'axe du rouleau flexible. Toutefois, le réglage consiste à repartir les appuis localisés 42 au plus sur toute la largeur de la nappe 2, En effet, il convient que, quelle que soit la largeur de la nappe, les appuis localisés 42 agissent toujours â l'Intérieur de la zone délimitée en surplomb de la largeur de la nappe 2. En d'autres termes, les appuis localisés 42 ne doivent pas agir sur une zone du rouleau flexible qui n'est jamais en contact avec la nappe 2, Selon un exemple préféré de mise en œuvre, ia position des vérins qui sont voisins des bords de la nappe sont positionnés pour être distants d'au moins 50mm de ces bords. Typiquement, les vérins qui sont voisins des bords de la nappe sont positionnés pour être écartés de 150mm de ces bords. Les vérins situés entre ces deux vérins voisins des bords sont positionnés de manière que tous les vérins se trouvent écartés régulièrement. Par exemple,, le nombre de vérins est choisi afin que la distance entre deux vérins voisins soit au moins de 300mm. Selon une variante préférée de réalisation, la nappe 2 est amenée à passer sur la périphérie du rouleau flexible S entre deux génératrices de pression 6i, 62 avec des valeurs de pression localisées réglables. Ces deux génératrices sont délimitées entre le rouleau flexible S et deux rouleaux rigides 6, 7 entraînés., en synchronisme, en rotation et en oscillation» Avantageusement, te nappe 2 est amenée à passer sur le rouleau flexible 5, entre i/6 et 1/3 de la périphérie du rouleau flexible 5.
Selon une caractéristique de l'Invention, la nappe 2 et les rouleaux sont chauffés lors de son passage entre la ou les génératrices de pression.
Il ressort de la description qui précède que l'invention permet d'étaler les fils de chaîne d'une nappe unidirectionnelle de fils de chaîne ou les fils de chaîne et/ou les fils de trame entrelacés d'un tissu. Les nappes textiles étalées seront,, au moins., partieilement constituées de fils de renfort du type carbone, verre ou aramlde qui sont classiquement constitués d'un ensemble de filaments s'étendant selon la direction du fil
De manière avantageuse, dans le cadre de l'invention, la nappe textile à étaler sera constituée, soit exclusivement d'une nappe unidirectionnel le de fils de chaîne, soit d'un tissu constitué d'un entrelacement de fils de chaîne et de fils de trame. Bien entendu, dans tous les cas, les fils ne sont pas solidarisés les uns aux autres par un quelconque liant ou mode de liaison mécanique du type couture ou tricotage qui entraverait leur déplacement les uns par rapport aux autres et n'autoriserait pas leur étalement, Dans le cas d'un tissu, les fils de chaînes et les fils de trame sont tenus entre eux uniquement par le tissage, En particulier, dans le cas d'une nappe textile constitué d'une nappe unidirectionnelle de fils de chaîne, ces derniers seront constitués de fils de carbone, verre ou aramide, Dans le cas, d'un tissu constitué d'un entrelacement de fils de chaîne et de fils de trame, il est possible soit d'étaler tes fils de trame uniquement qui,, dans ce cas, seront entrelacés avec des fils jouant le rôle de support tels que des fils de matière thermoplastique, soit d'étaler à la fols tes fils de chaîne et les fils de trame. Dans tous les cas, les fils destinés à être étalés dans le procédé selon l'invention sont constitués d'un ensemble de filaments pouvant librement se déplacer les uns par rapport aux autres, et en particulier de fils de carbone. De tels fils pourront: présenter initialement une section circulaire ou, de préférence, rectangulaire, mais en sortie du procédé selon {Invention, ils présenteront une section rectangulaire suite à l'application des forces de pression. De manière à permettre leur étalement, les fils à étaler et donc les fils constitutifs des tissus selon l'invention, ne seront ni imprégnés., ni enduits., ni associés à un quelconque liant polymérique qui gênerait le libre déplacement des filaments les uns par rapport aux autres. Les fils à étaler sont, néanmoins; le plus souvent caractérisés par un taux massique d'ensimage standard pouvant représenter au plus 2% de leur masse.
Un fii de carbone est constitué d'un ensemble de filaments et comporte, en général, de 1 000 à 80 000 filaments, avantageusement de 12 000 à 24 000 filaments. De façon, particulièrement préférée, dans le cadre de { nvention, des fils de carbone de i à 24 K, par exemple, de 3K, 6K, 12 ou 24K, et préférentiellement de 12 et 24K, sont utilisés. Par exemple, les fils de carbone présents au sein des nappes unidirectionnelles,, présentent un titre de 60 à 3800 Tex, et préférentiellement de 400 à 900 tex, La nappe unidirectionnelle peut être réalisée avec tout type de fils de carbone, par exemple, des fils Haute Résistance (H ) dont ie module en traction est compris entre 220 et 241GP3 et dont la contrainte à rupture en traction est comprise entre 3450 et 4830MPaf des fils de Moduie Intermédiaire (M) dont le module en traction est compris entre 290 et 297GPa et dont la contrainte à la rupture en traction est comprise entre 3450 et 6200 Pa et des Fils Haut Module (HM) dont le module en traction est compris entre 345 et 448GP3 et dont la contrainte à rupture en traction est comprise entre 3450 et 5520Pa l'après te « ASM Handbook », ISBN 0-87170-703-9, ASM International
La Fig* 4â présente schématiquement un tissu avant étalement constitué d'un entrelacement de fils de chaîne et de f ls de trame de largeur légèrement différente du fai du tissage. Il peut s'agir notamment de fils de carbone de 3 . Chacun des fils de chaîne et des fïls de trame sont constitués d'un ensemble de filament Au départ, le facteur d'ouverture de la nappe textile est de 4%<
La Pi§« 48 illustre le tissu obtenu après la mise en œuvre du p icédé d'étalement conforme à l'invention, Ce tissu présente un taux d'OF de 0% et des fils de chaîne et de trame de largeur différente,
Dans le cadre de l'invention, il est possible que la nappe textile avant d'être soumise au procédé selon linvention présente un facteur d'ouverture nul ou non nul Lorsqu nitlalement le facteur d'ouverture est non nul, l'application du procédé selon l'invention, entraîne une diminution du facteur d'ouverture qui accompagne l'obtention de l'homogénéisation de l'épaisseur de la nappe textile. Qu'initialement le facteur d'ouverture soit nul ou non nui, l'application du procédé selon l'Invention entraîne une diminution de l'épaisseur du tissu pa homogénéisation de l'épaisseur des fils le constituant» L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre»
Des exemples de tissus de fils de carbone obtenus grâce au procédé selon linvention sont décrits dans les exemples ci-après» METHODES P£ INfESliitE UTILISEES
> Pompe à vide Leyboid Systems vacuum de référence 501902
> Machine tridimensionnelle Tesa « micro-hite DCC 3D »
> Plaque vitrée en verre trempé, épaisseur Smm
> Bâche à vide film de ref 818260F 205°C Nylon δ vert du fournisseur Umeco, Âerovac Bidim AB1060HA 380gsm 2QCPC polyester épaisseur nominale non comprimée 6mm, fournisseur Umeeo Aerovac.
PC avec logiciel PC-Dmis V42
> Palpeur bille 03 avec un déclenchement max de 0.06
> Roulette de découpe type Robuso
Gabarit de découpe 305x305 mm
> Prise de vide
> Joint de mise sous vide SH5130 du fournisseur Umeeo Aerovac,
> Hettre la plaque en verre avec l'empilement de trois morceaux d'un même tissu, ainsi que l'environnement, dans Tordre de bas en haut :
o bidim (feutre connu de l'homme de l'art)
o empilement de tissus dans la même direction, avec les fils de chaîne s'etendant dans la direction parallèle à un bord du carré de 305 x 305mm
o bâche à vide
S'assurer du bon niveau de vide (vide inférieur â 15 mbars).
> Etablir une pression réduite d'un minimum de 15 mbars dans la bâche à vide, d manière à placer l'empilement sous une pression de 972mhar +/-3mbar.
> Il faut atteindre une stabilisation dimensionnelle de l'empilement de tissus sous pression réduite,
Laisser l'empilement sous cette pression réduite au moins 30 minutes avant la prise des points,
> Prendre un point physique sur la table en manuel (point blanc haut gauche de la table) grâce au joystick ( oysur la manette); valider puis passer en mode auto (aaiû sur manette) :
Passer en mode automatique et attendre que la mesure se fasse.
Le programme effectue une prise de 25 points de mesures grâce à son peur à déclenchement. On répète la mesure de 25 points « à vide » c'est-à-dire sans l'empilement des trois tissus afin de mesurer l'épaisseur de la bâche à vide et de la vitre.
Ainsi par différence de mesure d'altitude entre, avec et sans empilement; nous avons une moyenne d'épaisseur de 25 points,, sur l'empilement
Mesures de facteur d'ouverture.
Les facteurs d'ouverture ont été mesurés selon la méthode suivante, Le dispositif est constitué d'une caméra de marque SONY (modèle SSC~
DC58AP), équipée d'un objectif de lOx, et d'une table lumineuse de marque Waidmann, modèle W LP3 NRfiQ138î 230V 50ΗΣ 2xi5W. L'échantillon à mesurer est posé sur la table lumineuse, la caméra est fixée sur une potence, et positionnée à 29cm de l'échantillon, puis la netteté est réglée, La largeur de mesure est déterminée en fonction de la nappe textile à analyser, à l'aide de Sa bague (zoom), et d'une règle : 10 cm pour les nappes textiles ouvertes (OF>2%), 1,17 cm pour Ses nappes textiles peu ouvertes (OF<2%).
A S'aide du diaphragme et d'un cliché témoin, la luminosité est réglée pour obtenir une valeur d'GF correspondant à celle donnée sur le cliché témoin.
Le logiclei de mesure par contraste Videomet, de fa société Scion Image (Scion Corporation, USA), est utilisé, Après capture de l'image, celle-ci est traitée de la façon suivante : à l'aide d'un outil, on définit une surface maximum correspondant à l'étalonnage choisi., par exemple, pour 10 cm ~ 70 trous, et comportant un nombre de motifs entier, On sélectionne alors une surface élémentaire au sens textile du terme, c'est-à-dire une surface qui décrit ia géométrie du tissu par répétition,
La lumière de la table lumineuse passant au travers des ouvertures du tissu, l'OF en pourcentage est défini par cent multiplié par le rapport entre la surface blanche divisée par la surface totale du motif élémentaire : 100 * (surface blanche / surface élémentaire). Il est à noter que le réglage de la luminosité est important car des phénomènes de diffusion peuvent modifier la taille apparente des trous et donc de ΙΌΡ, Une luminosité intermédiaire sera retenue, de telle sorte qu'aucun phénomène de saturation ou de diffusion trop importante ne soit visible.
Les tissus de largeur de 127cm présentant les masses surfadques, écarts types d'épaisseur, facteur d'ouverture, variabilité de facteur d'ouverture et présentés dans le TaMeay 2 ci-dessous, ont pu être obtenus grâce au procédé selon l'invention,, en utilisant les paramètres tels que définis dans le TaMean
La machine utilisée est conforme aux Fîg* i et 2, avec des rouleaux de 61) mm de diamètre et une longueur de i?0ûmm, les vérins étant espacés entre eux de 320mm, les deux situés aux extrémités étant distants de 155mm du bord du tissu. Le Tai tea i I donne à titre d'exemples, pour les tissus présentés dans le Tabieay 2, la force d'appui des 4 vérins 44 de pression (n°l à 4) pris d'un bord à l'autre du tissu, avec une vitesse de défilement de la nappe textile (mm/min), une fréquence (Hz) et une température (°C), Selon ces exemples de réalisation, des efforts plus importants sont appliqués dans la zone centrale du tissu 2 permettant un bon étalement du tissu ¾ en compensant la différence d'épaisseur existant initialement entre le centre et les bords du tissu, comme illustré sur Fig.
Les fils AS4 3K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford USA) sont des fils Haute résistance de contrainte à la rupture de 4433 pa, de module de traction de 231GPa présentent un titre de 20QTex avec des filaments de 7.1 microns.
Les fils AS4 12K fournis par ia société Hexcel Corporation (Stamford USA) sont des fils Haute résistance de contrainte à ia rupture de 4433Mpa, de module de traction de 231GPa présentent un titre de SÛGÏex avec des filaments de 7,1 microns.
Les fils AS7 12K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford,
USA) sont des fils Haute résistance de contrainte à la rupture de 4830Npaf de module de traction de 241GPa et présentent un Utre de BOOTex avec des filaments de 6,9 microns.
Les fils IM7 8 fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford, USA) sont des fils Module Intermédiaire de contrainte à la rupture de 53ÎQMpa, de module de traction de 276Gpa et présentent u titre de 223Tex avec des filaments de 5,2 microns.
Les fils I 7 12K fournis par la société Hexcel Corporation (Stamford, USA) sont des f ls Module Intermédiaire de contrainte à la rupture de 5670Mpa, de module de traction de 276Gpa et présentent un titre de 446Tex avec des filaments de 5,2 microns,
A titre d'exemple,, le tissu i§9g/'m2 AS4 3K avant étalement a un Facteur d'Ouverture moyen de 10,5% (12,5% sur les bords du tissu, 6,5% sur le centre du tissu) soit une variation de 6% de facteur d'ouverture entre centre et bord, et une épaisseur moyenne de 0 91mm (0,201mm sur les bords du tissu, 0,187mm sur ie centre du tissu) soit une variation d'épaisseur de 12% entre centre et bord. L'écart type d'épaisseur de l'empilement de trois plis du tissu non étalé est de 0,055mm.
Après étalement, le facteur d'ouverture de ce même tissu passe à 0,1% en moyenne, soit une réduction de 99% par rapport au tissu non étalé,, avec une variation maximale de 0,5% qui n'est, d'ailleurs., pas due à une augmentation des valeurs sur les bords, le facteur d'ouverture moyen des bords et du centre étant égaux à 0,1%, Une grande partie des facteurs d'ouverture mesurés sont proches de 0%, et une faible population au-dessus de 0,1% jusqu'à 0,5% dans les cas rares, induisant une moyenne à 0,1% avec une variation maximum de 0,5%. L'épaisseur du tissu après étalement est de 0,i77rnrn, soit réduite de 8% par rapport au tissu non étalé. L'écart type de l'empilement de trois plis du tissu étalé est de 0,030mm, soit un gain de 45% par rapport au tissu non étalé. Ces informations sont rassemblées dans ie Ta leay 3 ci-après,
A titre d'autre exemple, un tissu de 75g/m2 en AS4C 3K aura un
Facteur d'Ouverture moyen avant étalement de 45%, et un facteur d'ouverture moyen après étalement de 0,8%, soit un gain de 98%, Dans tous les cas, la mise en œuvre du procédé selon l'invention entraîne une diminution significative de l'écart-type de l'épaisseur, de l'épaisseur moyenne, du facteur d'ouverture et de sa variabilité. En particulier,
Quelle que soit l masse surfacique du tissu et le fil utilisé, grâce à l'application du procédé selon l'invention, le gain en écart type d'épaisseur de 3 plis sous une pression de 972m8ar est égal au minimum à 20%, et dans la plupart des cas, est supérieur à 30%.
Tableau 1
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000030_0001
Epaisseur {mm)
Facteur d'ouverture
Epaisseur moyenne par pli e urée
Ecart type de l'empilement de
sur un empilement de 3 pils
Variabilité
Moyenne
A ant Après Avant Après maximum
Gain ¾am
étalement étalement étalement, étalement Avant Après étalement étalement
0,191 0,177 8% 0,055 0,030

Claims

E ENDICATIONS
î - Tissu composé de fils de chaîne et de fils de trame caractérisé par l'une des combinaisons de caractéristiques suivantes ;
~ une masse surfacique supérieure ou égaie à 40 g/m2 et inférieure à 100 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés ies uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 35 pmf
- une masse surfacique supérieure ou égale à 200 g/m2 et inférieure ou égale à 160 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 50 urn,
- une masse surfacique supérieure à 160 g/m2 et inférieure ou égale à 200 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur ies autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 60 μηι,. ou
- une masse surfacique supérieure à 200 g/m2 et inférieure ou égaie, à 400 g/m2 et un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 90 prn,
et en ce que ies fils de chaîne et/ou les fils de trame sont constitués d'un ensemble de filaments pouvant se déplacer librement les uns par rapport aux autres au sein dudlt fil.
2 - Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce qui! est constitué de fils de chaîne identiques entre eux et de fils de trame identiques entre eux, et de préférence, de fils de chaîne et de trame tous identiques»
3 - Tissu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qui! est constitué, de préférence à au moins 99% en masse, voire exclusivement constitué de 01s de carbone.
- Tissu selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qui! présente une masse surfacique supérieure ou égale à 40 g/m2 et inférieure à 100 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus Identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 35 prn et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 1%,
S - Tissu selon la revendication 4,, caractérisé en ce qu'il présente une variabilité de facteur d'ouverture d'au pius 1%,
§ ~ Tissu selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il est constitué de fils présentant un titre de 200 à 3500 Tex, et de préférence de 200 à 1700 Tex.
7 » Tissu selon l'une des revendications 1 à 3., caractérisé e ce qui! présente une masse surfacique supérieure ou égaie à 100 g/m2 et inférieure ou égale a 160 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est Inférieur ou égal à 50 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à 0,5%.
S » Tissu selon la revendication 7,, caractérisé en ce qu'il présente une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 0,5%.
9 - Tissu selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce qu'il présente une masse surfacique supérieure à ίβθ g/m2 et inférieure ou égale à 200 g/m2, un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 60 prn et un facteur d'ouverture moyen de 0 à
0,5%,
ÎS - Tissu selon la revendication 9f caractérisé en ce qui! présente une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 0,5%.
il - Hssu selo l'une des revendications ? à îQ, caractérisé en ce quil est constitué de fils présentant un titre de 200 à 3500 Texf et de préférence 400 à 1700 Tex.
12 ~ Tissu selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce quil présente une masse surfacique supérieure à 200 g/m2 et inférieure ou égale à 400 g/m2 f un écart type d'épaisseur mesuré sur un empilement de trois tissus identiques déposés les uns sur les autres et selon la même direction qui est inférieur ou égal à 90 pm et un facteur d'ouverture moyen de 0 à
13 - Tissu selon la revendication 12,, caractérisé en ce qu'il présente une variabilité de facteur d'ouverture d'au plus 0,1%.
14 - Hssu selon l'une des revendications 12 à 13, caractérisé en ce qui! est constitué de fils présentant un titre de 200 à 3500 Tex et de préférence 800 à 1700 Tex»
15 - Tissu selon la revendication 4 â 14, caractérisé en ce que ie facteur d'ouverture moyen et la variabilité du facteur d'ouverture sont mesurés en réalisant 60 mesures de facteur d'ouverture réparties sur une surface de 305 x 915mm de tissu,
16 - Tissu selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé œ qu'il présente une largeur d'au moins 100cmf notamment une largeur de 100 à 200cm.
17 ~ Tissu selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que l'écart type d'épaisseur est mesuré sur un empilement de trois tissus Identiques déposés les uns sur les autres et orientés dans l même direction et placé sous une pression de 972 mbar+/-3mbar en réalisant 25 mesures ponctuelles d'épaisseur réparties sur une surface de 305 x 305mm,
18 ~ Tissu selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il présente une architecture de ty e toile, sergé, natté ou satin.
19 - Tissu selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que les fils ne sont ni imprégnés, ni enduits, ni associés à un quelconque liant polymérique.
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