FR2888080A1 - Stratifie contenant en son sein un tissu conducteur de l'electricite, degivreur electrothermique comportant ce stratifie et pale d'helice comportant ce degivreur - Google Patents

Stratifie contenant en son sein un tissu conducteur de l'electricite, degivreur electrothermique comportant ce stratifie et pale d'helice comportant ce degivreur Download PDF

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Abstract

Stratifié comprenant une nappe de tissu conducteur (2) formé essentiellement de fibres de matériau conducteur de l'électricité, cette nappe qui est pourvue d'une borne (4) destinée à être reliée à une source de courant électrique, étant prise en sandwich entre une couche de renfort supérieure (3) et une couche de renfort inférieure (1) réalisées chacune en un matériau électriquement isolant.Ce stratifié est caractérisé en ce que lesdites couches supérieure (3) et inférieure (1) comprennent chacune un élastomère.

Description

La présente invention a pour objet un stratifié comprenant une nappe de
tissu conducteur formé essentiellement de fibres de matériau conducteur de l'électricité, cette nappe qui est pourvue d'une borne destinée à être reliée à une source
de courant électrique, étant prise en sandwich entre une couche de renfort supérieure et une couche de renfort inférieure réalisées chacune en un matériau électriquement isolant.
On connaît déjà des stratifiés de ce type dans lesquels les couches de renfort supérieure et inférieure sont constituées chacune par un tissu de fibres de verre associé à un e résine époxy, par exemple imprégné d'une telle résine.
Ces stratifiés présentent cependant l'inconvénient de ne pas être déformabl.es.
Dans ces conditions, il n'est pas possible, à partir d'un 15 stratifié plan, de réaliser un stratifié de forme complexe en trois dimensions.
Ceci oblige donc de fabriquer des stratifiés ayant directement la forme souhaitée ce qui est très difficile techniquement, et onéreux.
Ces mêmes stratifiés ont en outre une faible tenue aux sollicitations mécaniques, telles que vibrations par exemple.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients cidessus et à cet effet, elle propose un stratifié tel que défini dans le premier paragraphe de cette description et qui est caractérisé en ce que lesdites couches de renfort supérieure et inférieure comprennent chacune un élastomère, de préférence en une proportion d'au moins environ 70% en poids.
Cet élastomère peut être un élastomère naturel ou 30 synthétique.
Il est de préférence choisi parmi un élastomère néoprène, un élastomère polyuréthane et un élastomère nitrile.
Les couches de renfort supérieure et inférieure peuvent toutes deux être constituées uniquement par un élastomère.
En variante, l'une au moins desdites couches supérieure et inférieure comprend en outre un tissu souple, lequel est imprégné par ledit élastomère ou pourvu d'un revêtement constitué par ledit élastomère; dans ce cas, le tissu souple représente de préférence 15% à 30% du poids total du tissu et de l'élastomère.
Avantageusement, le tissu souple pourvu dudit revêtement comprend des fibres de polyester, des fibres de polyamide, des fibres de polyaramide, des fibres de verre ou un mélange de ces fibres.
On notera que les couches de renfort ont de préférence chacune, indépendamment, une épaisseur de 25 à 100 centièmes de mm.
La nappe de tissu conducteur comprend avantageusement un 15 liant constitué par le produit de séchage d'une dissolution d'un élastomère dans un solvant organique.
Dans cette dissolution, la proportion de l'élastomère est de préférence comprise dans la plage allant de 20% à 40% en poids; ledit solvant est de préférence une cétone, telle que l'acétone ou la méthyl éthyl cétone.
Par ailleurs, la proportion du tissu conducteur est avantageusement comprise dans la plage allant de 5% à 30% du poids total dudit tissu conducteur et dudit produit de séchage.
Dans le liant susmentionné, l'élastomère peut être choisi parmi un élastomère néoprène, un élastomère polyuréthane et un élastomère nitrile.
On notera que l'élastomère utilisé pour la réalisation de la (ou des) couche(s) de support est de préférence de même nature que l'élastomère mis en oeuvre avec le tissu conducteur.
Les fibres du tissu conducteur susvisé peuvent par exemple être constitués par des fibres de carbone pourvues d'un revêtement de nickel, ces fibres étant de préférence relativement courtes, par exemple d'une longueur d'environ 10 m; le tissu correspondant à cette définition est connu sous la marque THER.MI.ONR et est commercialisé par la société américaine Thermion Systems International, Inc. Les fibres du tissu conducteur comportent de préférence un revêtement disposé sous le liant susvisé et constitué d'un apprêt favorisant l'accrochage de ladite dissolution aux fibres, la proportion de ce revêtement étant avantageusement comprise dans la plage allant de 1% à 5% par rapport au poids total du revêtement et des fibres du tissu conducteur.
Comme on l'aura compris à la lecture de ce qui précède, le stratifié selon l'invention est constitué pour l'essentiel de matériaux souples.
De ce fait, :il peut être produit sous la forme d'une base plane apte à subir des modifications de forme, sans risque de rupture, pour réaliser des formes complexes en trois dimensions.
En outre, de par sa structure originale, ce stratifié présente par rapport aux stratifiés de la technique antérieure, une bien meilleure résistance aux sollicitations mécaniques telles que des vibrations par exemple.
Le stratifié selon l'invention peut être fabriqué par le procédé décrit ci-après.
1. Sur un support approprié, on dépose une couche de matériau destinée à former la couche de renfort inférieure du stratifié.
Ce matériau est soit un élastomère, soit le tissu souple imprégné par ledit élastomère ou pourvu d'un revêtement d'un tel élastomère.
Dans le cas de la mise en oeuvre du tissu souple, une solution de l'élastomère dans un solvant approprié est appliquée sur ce tissu au moyen d'un bain ou d'une brosse, ou par pulvérisation.
Puis, on fait suivre par un séchage, par exemple à température ambiante.
En variante, une feuille mince de l'élastomère est 35 appliquée sur la face du tissu souple destinée à venir en contact avec le tissu conducteur, feuille qui au cours de l'une des opérations suivantes du procédé est amenée à imprégner ledit tissu souple.
2. Séparément, on dépose l'apprêt (dissous dans un solvant) sur une nappe de tissu conducteur dont une extrémité est pourvue d'une borne accessible pour la relier à une source de courant électrique.
Ce dépôt peut être effectué par passage dans un bain ou application à la brosse ou pulvérisation.
Il est suivi d'un séchage pour éliminer le solvant.
3. Sur la nappe de tissu conducteur dont les fibres ont été revêtues par l'apprêt comme indiqué en 2., on applique ensuite la dissolution (élastomère dissous dans un solvant organique).
Cette application est réalisée au moyen d'un bain ou d'une brosse ou par pulvérisation; on fait suivre par un séchage, par exemple à température ambiante, ce qui laisse le liant sur les fibres de la nappe de tissu.
En variante, on applique sur ladite nappe une feuille dudit élastomère, feuille qui lors de la suite du procédé, va imprégner la nappe de tissu et constituer ledit liant.
4. On dépose ensuite la nappe de tissu conducteur obtenue en 3. sur la couche de renfort inférieure obtenue en 1.
5. On réalise par ailleurs une couche de matériau destiné à former la couche de renfort supérieure du stratifié, de la même manière qu'en 1.
6. On applique ensuite la couche obtenue en 5. sur la nappe de tissu conducteur de l'ensemble obtenu en 4.
7. On applique ensuite un plateau sur la couche supérieure de l'ensemble obtenu en 6. et on porte ce dernier à une température déterminée et exerce sur le plateau une pression déterminée pendant une durée (habituellement de 5 à 10 minutes) pour éviter une cuisson de l'élastomère qui lui ferait perdre son caractère collant.
Ces température et pression sont choisies pour qu'il y ait fluage de l'élastomère, c'est-à-dire migration de celui-ci dans les différents tissus et, ainsi, solidarisation les uns aux autres des différentes couches pour obtenir le stratifié selon l'invention.
D'une manière générale, cette température est de l'ordre de 60 -140 C et cette pression de l'ordre de 2.105 à 4.105 Pa.
Entrent également dans la portée de la présente invention: l'utilisation du stratifié ci-dessus pour la réalisation d'un dégivreur électrothermique, un dégivreur électrothermique, comprenant le stratifié ci-dessus pris en sandwich entre un revêtement protecteur supérieur et un revêtement protecteur inférieur tous deux en élastomère, et - une pale d'hélice d'aérodyne pourvue du dégivreur électrothermique ci-dessus, celui-ci étant appliqué en revêtement sur au moins une partie de sa surface de ladite pale.
Les revêtements protecteurs inférieur et supérieur susvisés sont notamment réalisés en un élastomère, par exemple un élastomère nitrile, néoprène ou polyuréthane.
La fonction de ces revêtements est de protéger le dégivreur contre diverses agressions de l'environnement (impacts, érosion, abrasion, UV, fluides tels que huiles et carburants, températures basses et élevées) et à cet effet, ils peuvent contenir des charges pour mieux résister à ces agressions.
Ces charges peuvent par exemple être constituées par un 30 tissu (en kevlar ou en polyester) ou une grille (en métal ou polyester).
Grâce à la souplesse de ses constituants, le dégivreur selon l'invention peut être aisément appliqué sur un support, par exemple une pale d'hélice.
Ce dégivreur est réalisé en déposant, dans l'ordre suivant, sur un support une feuille de protection inférieure en élastomère, une couche de colle, le stratifié, une couche de colle et une feuille de protection supérieure en élastomère.
On dépose un plateau sur la feuille supérieure, y applique une pression de 2.105 à 4.105 Pa et porte l'ensemble à une température de 120 à 180 C pendant 50 à 70 minutes.
On détache ensuite le dégivreur de son support, applique une colle contact sur la zone de la pale, destinée à recevoir le dégivreur, et sur la face externe de la feuille d'élastomère inférieure et amène cette dernière en contact avec ladite face.
Un mode d'exécution de la présente invention est décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale du stratifié, et la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale du dégivreur comportant le stratifié de la figure 1, ce dégivreur étant associé à une pale d'hélice, étant précisé que les différentes couches du stratifié et du dégivreur sont représentées séparées les unes des autres pour une meilleure compréhension.
Comme le montre la figure 1, le stratifié comprend dans cet ordre.
- une couche inférieure en élastomère 1, - une couche intermédiaire 2 constituée d'un nappe de tissu conducteur (par exemple THERMIONR) imprégné d'un liant en élastomère, et - une couche supérieure 3 constituée d'un tissu enduit 30 d'un élastomère.
Par ailleurs, une rampe 4 en matériau conducteur de l'électricité (notamment en cuivre) est fixée à la face supérieure de la couche intermédiaire 2, une extrémité de cette rampe émergeant du stratifié en vue de son raccordement à une source d'électricité non représentée.
Comme le montre la figure 2, le stratifié ci-dessus est revêtu d'un côté d'une couche de protection 5 et de l'autre d'une couche de protection 6, toutes deux en élastomère; l'ensemble résultant constitue le dégivreur selon l'invention.
Ce dégivreur est ensuite collé sur la zone d'une pale d'hélice 7, nécessitant l'action d'un dégivreur.

Claims (1)

  1. 8 REVENDICATIONS
    1. Stratifié comprenant une nappe de tissu conducteur (2) formé essentiellement de fibres de matériau conducteur de l'électricité, cette nappe qui est pourvue d'une borne (4) destinée à être reliée à une source de courant électrique, étant prise en sandwich entre une couche de renfort supérieure (3) et une couche de renfort inférieure (1) réalisées chacune en un matériau électriquement isolant, caractérisé en ce que lesdites couches supérieure (3) et inférieure (1) comprennent chacune un élastomère.
    2. Stratifié selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que ledit élastomère est choisi parmi un élastomère néoprène, un élastomère polyuréthane et un élastomère nitrile.
    3. Stratifié selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'une (3) au moins desdites couches supérieure et inférieure comprend en outre un tissu souple, lequel est imprégné par ledit élastomère ou pourvu d'un revêtement constitué par ledit élastomère.
    4. Stratifié selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tissu souple pourvu dudit revêtement comprend des fibres de polyester, des fibres de polyamide, des fibres de polyaramide, des fibres de verre ou un mélange de ces fibres.
    5. Stratifié selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites couches de renfort ont chacune, indépendamment, une épaisseur de 25 à 100 centièmes de millimètre.
    6. Stratifié selon l'une quelconque des revendications 1 35 à 5, caractérisé en ce que la nappe de tissu conducteur (2) comprend en outre un liant constitué par le produit de séchage d'une dissolution d'un élastomère dans un solvant organique.
    7. Stratifié selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élastomère de ladite dissolution est choisi parmi un élastomère néoprène, un élastomère polyuréthane et un élastomère nitrile.
    8. Stratifié selon La revendication 6 ou 7, caractérisé 10 en ce que les fibres du tissu conducteur sont constituées de fibres de carbone pourvues d'un revêtement de nickel.
    9. Stratifié selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les fibres du tissu conducteur comportent un revêtement disposé sous ledit liant et constitué d'un apprêt favorisant l'accrochage de ladite dissolution aux fibres.
    10. Utilisation du stratifié selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes pour la réalisation d'un dégivreur électrothermique.
    11. Dégivreur électrothermique, comprenant le stratifié selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, pris en sandwich entre un revêtement protecteur supérieur (6) et un revêtement protecteur inférieur (5) tous deux en élastomère.
    12. Pale d'hélice d'aérodyne, caractérisée en ce qu'elle est pourvue du dégivreur électrothermique selon la revendication 11, celui-ci étant appliqué en revêtement sur au moins une partie de la surface de ladite pale.
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