FR3060613A1 - TRANSLUCENT SOFT SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING SUCH A SHEET - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une feuille souple (1) sensiblement translucide ou transparente. Elle se caractérise en ce qu'elle comporte elle comporte une pluralité de rubans (2, 3, 4) formés, en tout ou partie, dans un matériau polymère amorphe translucide (9), lesdits rubans (2, 3, 4) étant tissés entre eux et agencés à la fois selon un sens trame et un sens chaîne, et en ce qu'au moins un groupe de rubans parallèles (2) agencés dans le sens trame ou chaîne comporte une âme textile formée par des fils de renfort (6).The invention relates to a flexible sheet (1) substantially translucent or transparent. It is characterized in that it comprises it comprises a plurality of ribbons (2, 3, 4) formed wholly or partly in a translucent amorphous polymer material (9), said ribbons (2, 3, 4) being woven between them and arranged both in a weft direction and a warp direction, and in that at least one group of parallel ribbons (2) arranged in the weft or warp direction comprises a textile core formed by reinforcing threads (6 ).
Description
Domaine techniqueTechnical area
La présente invention se rapporte au domaine des feuilles souples sensiblement translucides ou transparentes, à base de matériaux polymères. L’invention vise plus particulièrement une feuille souple adaptée pour remplacer une paroi rigide de verre et présente donc une grande résistance au déchirement et/ou aux impacts, comme par exemple les impacts dus à la grêle tout en autorisant la transmission des rayons de lumière.The present invention relates to the field of flexible sheets which are substantially translucent or transparent, based on polymer materials. The invention relates more particularly to a flexible sheet adapted to replace a rigid glass wall and therefore has a high resistance to tearing and / or impacts, such as for example impacts due to hail while allowing the transmission of light rays.
Art anterieurPrior art
De façon générale, on connaît des films ou panneaux souples ou rigides en matériau polymère permettant de remplacer une paroi de verre dans sa fonction de transmission du rayonnement lumineux. De telles feuilles transparentes peuvent notamment être réalisées en Polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou en Polycarbonate (PC).In general, flexible or rigid films or panels are known in polymer material making it possible to replace a glass wall in its function of transmitting light radiation. Such transparent sheets can in particular be made of Polymethyl methacrylate (PMMA) or Polycarbonate (PC).
Cependant, ce type de feuilles présente de nombreux inconvénients, notamment car il est relativement fragile, brûle facilement et présente une faible résistance aux impacts.However, this type of sheet has many drawbacks, in particular because it is relatively fragile, burns easily and has low impact resistance.
Ainsi, un premier objectif de l’invention est de réaliser une feuille souple translucide ou transparente qui soit à la fois résistante à des sollicitations mécaniques importantes, notamment en traction, en flexion et en cisaillement, qui ne brûle pas facilement et qui résiste aux impacts.Thus, a first objective of the invention is to produce a flexible translucent or transparent sheet which is both resistant to high mechanical stresses, in particular in tension, in bending and in shear, which does not burn easily and which resists impacts. .
Par ailleurs, les feuilles souples en PMMA ou PC comportent une structure fermée ou pleine et sont donc étanches aux gaz ou aux liquides notamment.Furthermore, the flexible PMMA or PC sheets have a closed or full structure and are therefore gas or liquid tight in particular.
Ainsi, un second objectif de l’invention est de pouvoir réaliser des feuilles souples transparentes et ajourées, c’est-à-dire permettant notamment aux gaz ou aux liquides de passer au travers de leurs surfaces.Thus, a second objective of the invention is to be able to produce flexible transparent and perforated sheets, that is to say in particular allowing gases or liquids to pass through their surfaces.
- 2 Expose de l’invention- 2 State of the invention
L'invention concerne donc une feuille souple sensiblement translucide ou transparente.The invention therefore relates to a flexible sheet that is substantially translucent or transparent.
Selon l’invention, cette feuille se caractérise en ce qu’çMç comporte une pluralité de rubans formés, en tout ou partie, en un matériau polymère amorphe translucide, ces rubans étant tissés entre eux selon les sens chaîne et trame, et en ce qu’au moins un groupe de rubans parallèles agencés comporte une âme textile formée par des fils de renfort.According to the invention, this sheet is characterized in that ÇMç comprises a plurality of ribbons formed, in whole or in part, of a translucent amorphous polymeric material, these ribbons being woven together according to the warp and weft directions, and in that 'at least one group of arranged parallel ribbons comprises a textile core formed by reinforcing threads.
Autrement dit, une telle feuille souple est obtenue en tissant des rubans de matériau polymère amorphe translucide. Avantageusement, les rubans sont obtenus par simple découpe de largeur souhaitée à partir de films de polymère purs ou formulés.In other words, such a flexible sheet is obtained by weaving ribbons of translucent amorphous polymer material. Advantageously, the ribbons are obtained by simple cutting of the desired width from pure or formulated polymer films.
Certains de ces rubans sont par ailleurs dits armés, c’est-à-dire qu’ils comportent une âme textile, de manière à renforcer selon au moins une direction prédéterminée la feuille souple.Some of these ribbons are also said to be armed, that is to say that they comprise a textile core, so as to reinforce the flexible sheet in at least one predetermined direction.
L’âme textile est composée de fils de renfort qui sont noyés à l’intérieur de la matière polymère formant les rubans. Ils permettent ainsi notamment d’augmenter la limite à la rupture en traction de telles feuilles souples. Une telle limite à la rupture en traction d’une feuille souple peut donc être supérieure à 100 daN/5cm voire supérieure à 500daN/5cm avec un allongement à la rupture minimal compris entre 3% et 20%.The textile core is made up of reinforcing threads which are embedded inside the polymeric material forming the ribbons. They thus make it possible in particular to increase the limit at break in tension of such flexible sheets. Such a tensile breaking limit of a flexible sheet can therefore be greater than 100 daN / 5cm or even greater than 500daN / 5cm with a minimum elongation at rupture of between 3% and 20%.
Dans certains cas, on peut prévoir qu’une partie des rubans de la feuille soit des feuillards métalliques. De manière avantageuse, les feuillards métalliques peuvent être enduits par un matériau amorphe translucide.In some cases, it can be provided that part of the ribbons of the sheet are metal strips. Advantageously, the metal strips can be coated with a translucent amorphous material.
Bien évidemment, dans les cas où une partie des rubans sont des feuillards métalliques et dans le cas où l’âme textile des rubans armés est en fil non transparent ou translucide, la propriété intrinsèque de transparence ou de translucidité n’est pas obtenue sur l’ensemble de la feuille souple mais sur sa plus grande partie, permettant ainsi une excellente perception visuelle au travers.Obviously, in the cases where part of the ribbons are metallic strips and in the case where the textile core of the reinforced ribbons is made of non-transparent or translucent yarn, the intrinsic property of transparency or translucency is not obtained on the 'the whole flexible sheet but on its major part, thus allowing an excellent visual perception through.
- 3 Bien entendu, pour certaines applications particulières, une telle feuille souple peut comporter des groupes de rubans armés agencés à la fois dans les sens chaîne et trame du tissage. Un tel agencement permet alors de conférer des propriétés de résistance à la rupture en traction telles qu’indiquées ci-dessus selon les deux sens chaîne et trame de la feuille souple.- 3 Of course, for certain particular applications, such a flexible sheet may include groups of reinforced ribbons arranged both in the warp and weft directions of the weaving. Such an arrangement then makes it possible to confer tensile strength properties as indicated above in both directions of warp and weft of the flexible sheet.
Selon un premier mode de réalisation, les fils de renfort d’un même ruban peuvent être juxtaposés de façon parallèle au sein du faisceau noyé dans la matière du ruban. Dans ce cas, les fils de renfort peuvent être intégrés dans le ruban lors de la fabrication de ce dernier, à partir de plusieurs bobines.According to a first embodiment, the reinforcing wires of the same ribbon can be juxtaposed in parallel within the bundle embedded in the material of the ribbon. In this case, the reinforcing threads can be integrated into the ribbon during the manufacture of the latter, from several coils.
Selon un second mode de réalisation, les fils de renfort d’un même ruban peuvent être tissés, tressés ou tricotés entre eux. Dans cet autre cas de figure, les fils de renfort forment des fils textiles au sens large, et sont donc fabriqués préalablement avant d’être noyés dans le matériau polymère amorphe translucide.According to a second embodiment, the reinforcing threads of the same ribbon can be woven, braided or knitted together. In this other case, the reinforcing threads form textile threads in the broad sense, and are therefore produced beforehand before being embedded in the translucent amorphous polymer material.
En pratique, les fils de renfort peuvent être formés dans un matériau choisi parmi le groupe comportant le verre, le carbone, l’aramide et les polymères à cristaux liquides, ou plus généralement les fils de très haute ténacité.In practice, the reinforcing threads can be formed from a material chosen from the group comprising glass, carbon, aramid and liquid crystal polymers, or more generally very high tenacity threads.
En d’autres termes certains fils de renfort présentent une grande limite à la rupture en traction, un faible allongement à la rupture et sont ininflammables c’est-à-dire qu’ils ont des indices limites d’oxygène très élevés.In other words, certain reinforcing threads have a large limit at break in tension, a low elongation at break and are non-flammable, that is to say that they have very high limit oxygen indices.
Le matériau polymère amorphe translucide peut alors être rapporté sur ces fils de renfort par différente techniques, et notamment par pultrusion. Les fils de renforts peuvent ainsi être imprégnés d’une résine compatible avec le matériau polymère amorphe translucide, avant d’y être noyésThe translucent amorphous polymer material can then be added to these reinforcing threads by different techniques, and in particular by pultrusion. The reinforcing wires can thus be impregnated with a resin compatible with the translucent amorphous polymer material, before being embedded therein.
Par ailleurs, les fils de renfort peuvent également être recouverts d’une couche d’enduction formée dans un matériau distinct du matériau polymère amorphe translucide formant les rubans.Furthermore, the reinforcing threads can also be covered with a coating layer formed from a material distinct from the translucent amorphous polymer material forming the ribbons.
- 4 En pratique, les rubans armés en matériau polymère amorphe translucide peuvent être réalisés en plusieurs étapes. Ainsi, une première étape consiste à recouvrir les fils de renfort avec une première couche d’enduction ; puis une deuxième étape consiste à recouvrir cette première couche d’enduction avec le matériau polymère amorphe translucide.- 4 In practice, reinforced ribbons of translucent amorphous polymer material can be produced in several stages. Thus, a first step consists in covering the reinforcing threads with a first coating layer; then a second step consists in covering this first coating layer with the translucent amorphous polymer material.
Différents traitement peuvent être réalisés sur l’armature textile avant son incorporation dans les rubans. Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, la couche d’enduction peut être recouverte d’un film aluminisé. De cette manière, les rubans armés présentent alors une âme avec un aspect métallique et peuvent être facilement identifiés en comparaison avec des rubans non armés et totalement transparents.Different treatments can be carried out on the textile reinforcement before it is incorporated into the ribbons. Thus, according to a particular embodiment, the coating layer can be covered with an aluminized film. In this way, the reinforced ribbons then have a core with a metallic appearance and can be easily identified in comparison with unarmoured and totally transparent ribbons.
En pratique, le matériau polymère amorphe translucide peut être du tétrafluoropropylène hexafluoropropylène Vinylidène (THV), qui est un polymère amorphe qui est particulièrement transparent, résistant au feu, et qui présente l’avantage d’être soudable par des techniques électromagnétiques à hautes fréquences.In practice, the translucent amorphous polymeric material can be tetrafluoropropylene hexafluoropropylene Vinylidene (THV), which is an amorphous polymer which is particularly transparent, fire resistant, and which has the advantage of being weldable by electromagnetic techniques at high frequencies.
Il peut également s’agir de polyfluorure de vinylidène (PVDF), matériau semicristallin translucide, qui n’est pas soudable par les même techniques, et qui peut donc être associé à des organes métalliques ou plus généralement conducteurs de l’électricité.It can also be polyvinylidene fluoride (PVDF), a translucent semi-crystalline material, which cannot be welded by the same techniques, and which can therefore be associated with metallic or more generally electrically conductive members.
De façon avantageuse, les rubans peuvent présenter une épaisseur comprise entre 50 pm et 200 pm. Une telle épaisseur permet en effet de conférer à la feuille souple une résistance au déchirement et à l’abrasion optimale combinées avec une masse minimale.Advantageously, the ribbons can have a thickness of between 50 μm and 200 μm. Such a thickness indeed makes it possible to confer on the flexible sheet resistance to tearing and to optimal abrasion combined with a minimum mass.
Avantageusement, la feuille souple peut comporter un film souple transparent solidarisé avec les rubans tissés. Un tel film permet de fermer intégralement les ouvertures interstitielles du tissage entres les rubans de chaîne et/ou de trame.Advantageously, the flexible sheet may include a transparent flexible film secured to the woven ribbons. Such a film makes it possible to completely close the interstitial openings of the weaving between the warp and / or weft ribbons.
De cette façon, la feuille souple peut être fermée et ne pas laisser passer des gaz ou des liquides. Un tel agencement est particulièrement avantageux pour réaliser des paroisIn this way, the flexible sheet can be closed and not allow gas or liquids to pass. Such an arrangement is particularly advantageous for producing walls
- 5 étanches. Un tel film souple transparent peut ainsi être collé ou thermo-soudé avec les rubans de matériau polymère amorphe translucide.- 5 waterproof. Such a transparent flexible film can thus be glued or thermo-welded with the ribbons of translucent amorphous polymer material.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une feuille souple telle que précédemment décrite.The invention also relates to a method of manufacturing a flexible sheet as previously described.
Conformément à l’invention, les rubans peuvent être tissés de manière classique selon les sens chaîne et trame en mode biaxial. L’avantage d’un tel tissage est que l’embuvage est extrêmement faible, ce qui minimise l’allongement sous charge dans les sens chaîne et trame.According to the invention, the ribbons can be woven in a conventional manner according to the warp and weft directions in biaxial mode. The advantage of such a weaving is that the fogging is extremely low, which minimizes the elongation under load in the warp and weft directions.
Dans un mode de réalisation particulier, les rubans peuvent également être tissés par tissage multiaxial. Ils peuvent par exemple être tissés en mode triaxial avec les rubans de trame positionnés à + 45° et -45° par rapport au ruban de chaîne, ou tissés en mode quadriaxial avec les rubans de trame à +45°, +90° et -45° par rapport au ruban de chaîne.In a particular embodiment, the ribbons can also be woven by multiaxial weaving. They can for example be woven in triaxial mode with the weft ribbons positioned at + 45 ° and -45 ° relative to the warp tape, or woven in quadriaxial mode with the weft ribbons at + 45 °, + 90 ° and - 45 ° from the chain tape.
Selon un mode de réalisation particulier, un tel procédé peut comporter une étape de calandrage permettant de réduire l’embuvage entre les rubans de chaîne et/ou de trame.According to a particular embodiment, such a method may include a calendering step making it possible to reduce the embuvage between the warp and / or weft ribbons.
Autrement dit, une fois le tissage des rubans effectué, on peut calandrer la feuille souple de manière à en réduire son épaisseur et/ou à réduire le taux d’ouverture, c’est-àdire la taille des trous entre les différents rubans. Une telle opération permet également de lisser ou lustrer l’état de surface de la feuille souple et permet ainsi de modifier l’aspect visuel de la feuille.In other words, once the ribbons have been woven, the flexible sheet can be calendered so as to reduce its thickness and / or reduce the opening rate, that is to say the size of the holes between the different ribbons. Such an operation also makes it possible to smooth or polish the surface state of the flexible sheet and thus makes it possible to modify the visual appearance of the sheet.
Description sommaire des figuresBrief description of the figures
La manière de réaliser l’invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l’appui des figures dans lesquelles :The manner of carrying out the invention, as well as the advantages which result therefrom, will emerge clearly from the description of the embodiment which follows, given by way of indication but not limitation, with the support of the figures in which:
la figure 1 est une vue en perspective représentant une première variante de feuille souple conforme à l’invention ;Figure 1 is a perspective view showing a first variant of flexible sheet according to the invention;
la figure 2 est une vue en coupe transversale représentant une seconde variante de feuille souple conforme à l’invention ;Figure 2 is a cross-sectional view showing a second variant of flexible sheet according to the invention;
- 6 la figure 3 représente une vue en coupe transversale d’un ruban en partie formé dans un matériau polymère amorphe transparent, conformément à l’invention.- 6 Figure 3 shows a cross-sectional view of a ribbon partly formed in a transparent amorphous polymeric material, according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Comme déjà évoqué, l’invention concerne une feuille souple transparente ou translucide.As already mentioned, the invention relates to a transparent or translucent flexible sheet.
Tel que représenté à la figure 1, la feuille souple 1 sensiblement translucide ou transparente est obtenue par le tissage de rubans 2, 3, 4 agencés en chaîne et en trame. De tels rubans permettent alors de former une nappe textile ajourée, c’est-à-dire présentant des ouvertures 12 aptes à laisser passer des gaz ou des liquides.As shown in Figure 1, the flexible sheet 1 substantially translucent or transparent is obtained by weaving ribbons 2, 3, 4 arranged in warp and weft. Such ribbons then make it possible to form an openwork textile sheet, that is to say having openings 12 capable of allowing gases or liquids to pass.
Par ailleurs, de tels rubans 2, 3, 4 sont, en tout ou partie, formés dans un matériau polymère amorphe translucide 9. De plus, certains rubans 2 forment un groupe de rubans parallèles, à l’intérieur desquels des fils de renfort 6 sont noyés. Ce groupe de rubans 2 peut être agencé selon un sens trame et/ou chaîne de la feuille souple 1.Furthermore, such ribbons 2, 3, 4 are, in whole or in part, formed in a translucent amorphous polymer material 9. In addition, certain ribbons 2 form a group of parallel ribbons, inside which reinforcing threads 6 are drowned. This group of ribbons 2 can be arranged in a weft and / or warp direction of the flexible sheet 1.
Tel que représenté dans la variante de feuille souple 1, les fils de renfort 6 sont juxtaposés les uns à côté des autres puis noyés, par exemple par un procédé de pultrusion, dans le matériau polymère amorphe translucide 9.As shown in the flexible sheet variant 1, the reinforcing wires 6 are juxtaposed one beside the other and then embedded, for example by a pultrusion process, in the translucent amorphous polymer material 9.
Les fils de renfort 6 peuvent par ailleurs être formés en fibres de verre, de carbone d’aramide ou de polymère à cristaux liquides tel que les fibres commercialisées sous la marque Vectran® par la société Kuraray Co Ltd notamment. En effet, de telles fibres sont particulièrement résistantes, et par exemple, les fibres de verre présentent une limite à la rupture en traction de l’ordre de 300daN, celles de Vectran®, une limite à la rupture en traction de l’ordre de 800daN, et celles de carbone, une limite à la rupture en traction de l’ordre de lOOOdaN.The reinforcing threads 6 can also be formed from glass fibers, aramid carbon or liquid crystal polymer such as the fibers sold under the brand Vectran® by the company Kuraray Co Ltd in particular. Indeed, such fibers are particularly resistant, and for example, glass fibers have a tensile strength limit of around 300 daN, those of Vectran®, a tensile strength limit of around 800daN, and those of carbon, a limit at rupture in tension of the order of lOOOdaN.
Tel que représenté à la figure 2, et selon une seconde variante de feuille souple 11, les rubans 2, 3, 4 peuvent être associés et solidarisés avec un film souple transparent 10.As shown in FIG. 2, and according to a second variant of flexible sheet 11, the ribbons 2, 3, 4 can be associated and secured with a transparent flexible film 10.
Un tel film permet dans ce cas de rendre la feuille souple 11 étanche, notamment aux gazSuch a film makes it possible in this case to make the flexible sheet 11 impermeable, in particular to gases
- 7 ou aux liquides. Un tel assemblage peut ensuite être calandré de façon à limiter l’embuvage des rubans 2, 3, 4 tissés entre eux et l’épaisseur d’une telle feuille souple 11.- 7 or liquids. Such an assembly can then be calendered so as to limit the bundling of the ribbons 2, 3, 4 woven between them and the thickness of such a flexible sheet 11.
Tel que représenté à la figure 3, un ruban 5 peut comporter une pluralité de fils de renfort 16 tissés ou tricotés entre eux. Les fils de renfort 16 forment alors un ruban qui peut être enduit d’une couche d’enduction 7 en un matériau adhérent fermement aux fils de renfort 16 distinct du matériau polymère amorphe translucide 9.As shown in FIG. 3, a ribbon 5 can include a plurality of reinforcing threads 16 woven or knitted therebetween. The reinforcing threads 16 then form a ribbon which can be coated with a coating layer 7 of a material which adheres firmly to the reinforcing threads 16 distinct from the translucent amorphous polymer material 9.
Par ailleurs, la couche d’enduction 7 peut ensuite être recouverte d’un film aluminisé 8 de façon à conférer un aspect métallique à l’âme textile du ruban 5. Cette âme textile est ensuite recouverte par pultrusion avec le matériau polymère amorphe transparent 9.Furthermore, the coating layer 7 can then be covered with an aluminized film 8 so as to impart a metallic appearance to the textile core of the ribbon 5. This textile core is then covered by pultrusion with the transparent amorphous polymer material 9 .
Par ailleurs, de tels rubans 2, 5 peuvent être obtenus de différentes manières et notamment en procédant à l’enduction d’une nappe textile puis au découpage dans cette laize de bandes textiles de largeur comprise entre 5mm et 10mm et avantageusement comprise entre 7mm et 8mm.Furthermore, such ribbons 2, 5 can be obtained in different ways and in particular by coating a textile sheet and then cutting in this width of textile bands of width between 5mm and 10mm and advantageously between 7mm and 8mm.
Selon un autre mode de réalisation, les rubans 2, 5 peuvent également être réalisés par pultrusion des fils d’un mât textile comprenant une quantité limitée de fils, par exemple de l’ordre de 5 à 20 fils/ cm notamment.According to another embodiment, the ribbons 2, 5 can also be produced by pultrusion of the threads of a textile mast comprising a limited quantity of threads, for example of the order of 5 to 20 threads / cm in particular.
Il ressort de ce qui précède qu’une feuille souple conforme à l’invention présente de nombreux avantages, et notamment :It appears from the above that a flexible sheet according to the invention has many advantages, and in particular:
• elle permet de résister à des sollicitations mécaniques importantes en traction, flexion et en cisaillement notamment ;• it makes it possible to withstand significant mechanical stresses in tension, bending and shear in particular;
• elle peut être ininflammable et par conséquent satisfaire les normes de résistance au feu Ml ou M2 ;• it can be non-flammable and therefore meet fire resistance standards Ml or M2;
• elle peut être perméable au gaz ou au liquide ;• it may be permeable to gas or liquid;
• elle est très légère et ne nécessite donc pas un support lourd et complexe pour la maintenir en position déployée ;• it is very light and therefore does not require a heavy and complex support to keep it in the deployed position;
• elle est souple et peut donc composer des enveloppes courbes, coniques, laissant ainsi libre cours à la créativité des designers et des architectes ;• it is flexible and can therefore compose curved, conical envelopes, thus giving free rein to the creativity of designers and architects;
- 8 • elle se laisse traverser par une grande partie du rayonnement solaire, y compris dans les rayonnements ultra-violets ce qui permet la photosynthèse des gazons dans les stades ou le développement des plantations dans les serres architecturales.- 8 • it can be traversed by a large part of the solar radiation, including in ultra-violet radiation which allows photosynthesis of turf in stadiums or the development of plantations in architectural greenhouses.
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