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TISSU DE RENFORCEMENT POUR L'OBTENTION DE STRATIFIES A HAUT MODULE D ELASTICITE ET PRODUITS EN RESULTANT.
(Inventeur :P. Genin).
L'association de matières plastiques d'enrobage et de tissus de renforcement formant armatures donne des matériaux connus sous le nom de stratifiés dont les caractéristiques mécaniques, pour leur emploi à la place de métaux, sont d'autant plus appréciées que leur module d'élasticité est plus élevé.
La difficulté principale consiste à obtenir des tissus de renforcement possédant eux-mêmes un haut module d'élasticité ou un allongement très faible, afin de communiquer cette qualité au matériau qu'ils arment.
Lorsqu'on utilise des tissus de renforcement en fils de verre,ceux-ci possèdent naturellement un module d'élasticité élevé, mais l'entrecroisement des fils de chaîne et de trame dans les tissus connus communique à tous les fils une forme plus ou moins sinueuse; de plus, les fils textiles possèdent généralement une torsion d'assemblage des filaments élémentaires. d'où une deuxième sinuosité longitudinale. Lorsqu'une tension sur les fils intervient dans le stratifié, ces fils ont tendance à s'allonger par diminution des sinuosités et en prenant appui les uns sur les autres. Il en résulte une élasticité du matériau en même temps qu'un travail mécanique de flexion interne préjudiciable à la solidité et à la rigidité de l'ensemble.
Les sinuosités des fils de verre ont aussi tendance à détériorer le haut module d'élasticité que possède le verre considéré isolément dans son état de fibre étirée,
La présente invention a pour objet un produit de tissage qui est destiné au renforcement de stratifiés et dans lequel les fils servant à ren-
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forcer le matériau sont sans torsion ou avec une faible torsion propre et sont tissés dans deux directions sans aucune sinuosité sans être tissés entre eux directement les uns dans les autres mais en état indirectement assemblés les uns sur les autres au moyen de fils auxiliaires qui ont pour unique fonction de conserver aux fils de renforcement leur place respective.
On peut ainsi supprimer toute sinuosité des fils de renforcement, ces derniers n'ayant plus à décrire les sinuosités imposées par le régime habituel de permutation tel qu'il existerait si l'on tissait ces fils entre eux, selon les procédés habituels.
Pour bien faire comprendre l'invention. on se référera ci-après au dessin schématique annexé., dans lequel : la figure 1 montre un type de tissu usuel composé de fils tordus et sinueux et représenté à échelle considérablement agrandie ; la figure 2 montre un tissu à deux nappes de fils de renforcement selon l'invention; la figure 3 montre un autre tissu selon l'invention à trois nappes de fils de renforcement ; la figure 4 montre un tissu modifié selon l'invention comprenant deux nappes de fils de renforcement.
La figure 1 montre l'allure des fils de renforcement 1-2 dans un tissu classique, chaque fil étant composé de filaments ou torons élémentaires tordus. Cette figure montre l'existence de la torsion propore à l'assemblage des filaments en spirale les uns autour des autres pour chaque toron ou fil multiple 1-2. ainsi que l'existence de la sinuosité de ces fils 1-2, du fait qu'ils ont à décrire des courbes pour se chevaucher les uns sur les autres, quel que soit le régime de liage choisi.
Les sinuosités des fils 1 et des fils 2 sont complémentaires. en ce sens que tout effort de traction dans le sens chaîne augmente la sinuosité des fils de trame en diminuant celle des fils de chaîne.. et viceversa. Il en résulte, entre chaîne et trame, selon la répartition des forces, une interaction qui est préjudiciable à la stabilité dimensionnelle du stratifié et qu'on ne sait actuellement corriger qu'en consentant faire tendre vers zéro, soit le travail des fils de trame, soit le travail des fils de chaîne le tissu n'étant plus utilisable dans ce cas que selon l'une seulement de ses deux composantes.
Par contre, la figure 2 montre comment, selon l'invention, on peut réaliser un tissu dans lequel les fils de renforcement , choisis de préférence sans torsion ou avec une faible torsion propre, peuvent cheminer sans se chevaucher, donc sans sinuosité tout en constituant un véritable tissu possédant chaîne et trame de même composition et dans lequel d'égales qualités mécaniques règnent dans le sens chaîne et dans le sens trame, en toute indépendance des efforts exercés dans un sens ou dans l'autre sens.
Le tissu de la figure 2 comprend deux nappes superposées de fils de renfo rcement 3-4. les fils parallèles 3 étant disposés par exemple dans le sens de la chaîne et les fils 4 dans le sens de la trame; ces fils 3-4 sont maintenus par des petits fils de liage comprenant des fils de liage de chaîne 5 et des fils de liage de trame 6.
On adopte pour les fils de renforcement 3-4 des ensembles de filaments non tordus ou légèrement tordus entre eux. Ces ensembles seront par exemple obtenus par un encollage provisoire. encollage destiné à être éliminé ou non après tissage.
On adopte, pour fils auxiliaires de liage, des fils 5-6 choisis très fins, afin de réduire le poids des fils qui ne concourent pas au ren-
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forcement et afin de permettre à ces fils de liage plus souples de s'enrou- ler d'une fraction de tour autour des fils de renforcement 3-4 qui sont pra- tiquement insensibles à cet enroulement parce qu'étant beaucoup plus gros.
On règle le métier à tisser en donnant une tension importante aux fils de renforcement 3-4. afin d'augmenter leur stabilité rectiligne, c'est-à-dire leur insensibilité à l'effort très faible des fils de liage
5-6 réglés pour se tisser mous,. par enroulement autour des fils de renforce- ment 3-4 comme exposé ci-dessus.
Il est simple de reproduire la structure représentée à la figu- re 2 à titre d'exemple en pointant la position lève ou baisse de chaque fil sur métier à tisser classique comportant deux rouleaux de chaine, le rouleau portant les fils de renforcement 3 étant fortement freiné, tandis que celui portant les fils de liage 5 est légèrement freiné. De même pour les freins de trame dans les navettes,, on freinera fortement la trame de renforcement 4 et légèrement la trame de liage 6.
A titre d'exemple. une étoffe comme celle de la figure 2 peut être réalisée en adoptant : a) des fils de renforcement 3-4 comprenant 24 brins non tordus de numéro métrique 45; b) des fils de liage 5-6 comprenant un seul brin de numéro métrique 90 ; c) un espacement de deux fils de renforcement consécutifs tel qu'il y ait 12 fils au centimètre en chaîne et en trame.
Les fils de renforcement seront des fils de verre ou d'une autre matière de haut module d'élasticité.
La figure 3 est un deuxième exemple de réalisation montrant la possibilité de multiplier le nombre des couches de renforcement pour obtenir des tissus à plusieurs couches du genre de ceux qui sont décrits au brevet français du 16 décembre 1952 pour "Nouveau procédé de renforcement de masses de matières plastiques par des produits de tissage".
Dans cet exemple de la figure 3. on superpose trois couches de fils de renforcement 7-8-9. La couche supérieure 7 et la couche inférieure 9 sont de chaîne. La couche du milieu 8 est de trame. On voit qu'un nombre impai r de couches (par exemple non seulement 3, mais 5. 7. 9, etc.. couches) facilite la fabrication, du fait qu'il suffit de prévoir un liage par les fils de trame 10. Le tissu est cohérent sans qu'il soit nécessaire de prévoir des fils de liage dans le sens de la chaine. Dans ce cas, la totalité des fils de renforcement peut être disposée sur un seul rouleau de chaîne et l'on trame avec deux navettes. l'une portant le fil 8 de renforcement de trame, l'autre le fil 10 de liage.
On pourrait d'ailleurs exécuter le même type de tissu en disposant dans le sens chaîne la nappe centrale des fils de renforcement et (sur rouleau distinct) la nappe des fils de liage.
Dans ce dernier cas, une seule navette portant la trame de renforcement suf- firaito La figure correspondante serait analogue à la figure 3, à condition de considérer les fils 7-9 comme des fils de trame et les fils 8-10 comme des fils de chaine, ce qui revient à faire tourner le tissu d'un angle droit dans son plan.
La figure 4 est un troisième exemple d'un tissu de renforcement selon l'invention, montrant une réalisation qui est particulièrement adaptée au tissage dans plusieurs types de machines textiles. On notera que dans l'exemple de la figure 4. les fils sont indiqués comme ayant une faible torsion propre si on la compare avec les fils raides ou non tordus montrés dans les exemples des figures 2 et 3.
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Dans le tissu de renforcement représenté à la figure 4.. le tissu est pratiquement le même que dans l'exemple selon la figure 2. La couche de fils de renforcement de chaîne 11 correspond à la couche de fils de renforcement de chaine 3. tandis que la nappe de fils de liage de chaîne 12 correspond à la nappe de fils de liage de chaîne 50
A la place de chacune des couches de fils de renforcement de trame unique 4. on lui substitue une paire de fils de renforcement de trame 13.13', tandis que, à la place de chacune des nappes de liage de trame unique 6. on lui substitue une paire de fils de liage de trame 14. 7.la,'.
Le tissu de renforcement de la figure 4 est renforcé essentiellement de la même manière que le tissu de renforcement de la figure 2. sauf que naturellement chaque navette traverse le métier.. et retourne à sa position initiale au lieu de traverser le métier dans un sens puis dans l'autre.
REVENDICATIONS.
1. Tissu de renforcement pour matières plastiques, dont la ca- ractéristique consiste en ce qu'il est constitué par au moins deux couches de fils de renforcement parallèles.,, possédant au plus une faible torsion propre, mais prisonniers d'un réseau tissé de fils de liage qui les maintient en position en enveloppant les fils de renforcement sans infléchir ni la direction rectiligne,, ni le parallélisme de ces derniers.