Explication détaillée du principe de production et des normes d'application des nattes de fibres de verre coupées

Explication détaillée du principe de production et des normes d'application de

Fibre de verreTapis à brins coupés

La fabrication d'un mat de fibres de verre coupées consiste à découper des mèches de fibres de verre (ou des fils non torsadés) en brins de 50 mm de long à l'aide d'un couteau. Ces brins sont ensuite dispersés et disposés de manière aléatoire sur un tapis convoyeur en acier inoxydable pour former un mat. L'étape suivante consiste à appliquer un liant, sous forme d'adhésif en spray ou d'adhésif dispersible dans l'eau, afin d'agglomérer les brins coupés. Le mat est ensuite séché à haute température puis remodelé pour obtenir un mat de fibres de verre coupées en émulsion ou en poudre.

Asia Composite Materials (Thaïlande) Co., Ltd.

Les pionniers de l'industrie de la fibre de verre en Thaïlande

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I. Matières premières

Le verre couramment utilisé dans les produits en fibre de verre est un type de borosilicate de calcium et d'aluminium dont la teneur en alcalis est inférieure à un pour cent. On l'appelle souvent « verre E » car il a été développé pour les systèmes d'isolation électrique.

La production de fibres de verre consiste à faire passer du verre en fusion, issu d'un four de fusion, à travers une filière en platine percée de nombreux petits trous, ce qui permet de l'étirer en filaments de verre. Pour les applications industrielles, ces filaments ont généralement un diamètre compris entre 9 et 15 micromètres. Ils sont ensuite enduits d'un apprêt avant d'être assemblés en fibres. Les fibres de verre sont exceptionnellement résistantes, notamment à la traction. Elles présentent également une bonne résistance chimique et à l'humidité, d'excellentes propriétés électriques, sont imperméables aux attaques biologiques et incombustibles (point de fusion de 1 500 °C), ce qui les rend particulièrement adaptées à la fabrication de matériaux composites.

Les fibres de verre peuvent être utilisées sous différentes formes : coupées en brins courts (« brins coupés »), assemblées en mèches lâches (« mèches »), ou tissées en divers tissus par retordage et retordre de fils continus. Au Royaume-Uni, un matériau en fibres de verre très répandu est le mat de brins coupés, fabriqué en coupant des mèches de fibres de verre en morceaux d’environ 50 mm et en les liant avec de l’acétate de polyvinyle ou du polyester, pour former un mat. Le grammage du mat de brins coupés varie de 100 g/m² à 1 200 g/m² et il est utile pour le renforcement général.

II. Étape d'application du liant

Les fibres de verre sont transportées de la zone de décantation au convoyeur, où un liant est appliqué. La zone de décantation doit être maintenue propre et sèche. L'application du liant est réalisée à l'aide de deux applicateurs de liant en poudre et d'une série de buses de pulvérisation d'eau déminéralisée.

Sur le tapis de fibres coupées, sur les deux faces, on pulvérise légèrement de l'eau déminéralisée. Cette étape est essentielle pour une meilleure adhérence du liant. Des applicateurs de poudre spéciaux assurent une répartition uniforme de celle-ci. Des oscillateurs situés entre les deux applicateurs facilitent le transfert de la poudre vers l'envers du tapis.

III. Liaison avec une émulsion

Le système de rideaux utilisé assure une dispersion homogène du liant. L'excédent de liant est récupéré grâce à un système d'aspiration spécifique.

Ce système permet à l'air d'éliminer l'excédent de liant du tapis, assurant ainsi une répartition uniforme de ce dernier et évitant tout surplus. Les contaminants filtrés présents dans le liant peuvent être réutilisés.

Le liant est stocké dans des conteneurs dans la salle de mélange et transporté depuis de petites auges situées près de l'usine de fabrication de tapis par des tuyaux à basse pression.

Des dispositifs spéciaux maintiennent le niveau du réservoir constant. Le liant recyclé y est également acheminé. Des pompes transportent l'adhésif du réservoir jusqu'à la zone d'application.

IV. Production

Le mat de fibres de verre coupées est un matériau non tissé obtenu en découpant de longs filaments en segments de 25 à 50 mm, disposés aléatoirement sur un plan horizontal et liés par un liant approprié. Il existe deux types de liants : en poudre et en émulsion. Les propriétés physiques du matériau composite dépendent de la combinaison du diamètre des filaments, du choix et de la quantité du liant, principalement déterminée par le type de mat utilisé et le procédé de moulage.

La matière première pour la production de nattes à fibres coupées est constituée de rouleaux de mèche provenant des fabricants de fibres de verre, mais certains utilisent également fréquemment des mèches, notamment pour gagner de la place.

Pour garantir la qualité du tapis, il est crucial d'avoir de bonnes caractéristiques de coupe des fibres, une faible charge électrique statique et une faible consommation de liant.

V. La production en usine comprend les parties suivantes :

Cantre à fibres

Processus de hachage

Section de formation

Système d'application de reliure

Four de séchage

Section de pressage à froid

Découpe et enroulement

VI. Zone de pêche au chalut

Des supports de bobines rotatifs sont placés sur le châssis. Ces supports supportant les galettes de fibres, la zone de bobinage doit se trouver dans une pièce à humidité contrôlée (82 à 90 % d'humidité relative).

VII. Matériel de découpe

Le fil est tiré des écheveaux de laine cardée, et chaque couteau à découper est traversé par plusieurs brins.

VIII. Section de formation

La formation du tapis de fibres coupées repose sur la répartition uniforme de ces fibres à intervalles réguliers dans la chambre de formation. Chaque machine est équipée de moteurs à vitesse variable. Les dispositifs de coupe sont contrôlés indépendamment afin de garantir une répartition homogène des fibres.

L'air situé sous le tapis roulant aspire également les fibres présentes sur le dessus de celui-ci. L'air rejeté passe ensuite dans un purificateur.

IX. Épaisseur de la couche de mat de fibres de verre coupées

La plupart des produits renforcés de fibres de verre utilisent des nattes de fibres de verre coupées. La quantité et le mode d'utilisation de ces nattes varient selon le produit et le procédé de fabrication. L'épaisseur de la couche dépend du procédé de fabrication requis.

Par exemple, dans la fabrication des tours de refroidissement en fibre de verre, une couche est enduite de résine, suivie d'une couche de mat mince ou de tissu O2. Entre ces couches, 6 à 8 couches de tissu O4 sont intercalées, et une couche supplémentaire de mat mince est appliquée en surface pour recouvrir les joints des couches internes. Dans ce cas, seules deux couches de mat mince sont utilisées au total. De même, dans la fabrication des toits automobiles, divers matériaux tels que le tissu tissé, le tissu non tissé, le plastique PP, le mat mince et la mousse sont combinés en couches, le mat mince étant généralement utilisé en seulement deux couches lors du processus de fabrication. Le processus de production des toits automobiles Honda est également assez similaire. Par conséquent, la quantité de mat de fibres coupées utilisée dans la fibre de verre varie selon le procédé, certains procédés pouvant ne pas nécessiter son utilisation tandis que d'autres en requièrent.

Si l'on produit une tonne de fibre de verre à partir de mat de fibres coupées et de résine, le poids du mat de fibres coupées représente environ 30 % du poids total, soit 300 kg. Autrement dit, la résine représente 70 %.

La quantité de mat de fibres coupées utilisée pour un même procédé est également déterminée par la conception des couches. Cette conception repose sur les exigences mécaniques, la forme du produit, les exigences de finition de surface et d'autres facteurs.

X. Normes d'application

L'utilisation de nattes de fibres de verre coupées sans alcalis se généralise et s'étend à divers secteurs de pointe tels que l'automobile, le maritime, l'aéronautique, l'éolien et la production militaire. Cependant, vous n'êtes peut-être pas familiarisé avec les normes applicables à ces nattes. Nous présentons ci-dessous les exigences d'une norme internationale concernant la teneur en oxydes de métaux alcalins, l'écart de masse surfacique, la teneur en matières combustibles, la teneur en humidité et la résistance à la traction.

Teneur en métaux alcalins

La teneur en oxyde de métal alcalin du mat de fibres de verre coupées sans alcali ne doit pas dépasser 0,8 %.

Masse de l'aire unitaire

Contenu combustible

Sauf indication contraire, la teneur en matières combustibles doit être comprise entre 1,8 % et 8,5 %, avec un écart maximal de 2,0 %.

Teneur en humidité

Le taux d'humidité du tapis utilisant un adhésif en poudre ne doit pas dépasser 2,0 %, et pour le tapis utilisant un adhésif en émulsion, il ne doit pas dépasser 5,0 %.

Résistance à la rupture en traction

En règle générale, la qualité des nattes de fibres de verre coupées sans alcalis répond aux exigences ci-dessus pour être considérée comme conforme. Cependant, selon l'utilisation prévue du produit, le processus de fabrication peut imposer des exigences plus élevées en matière de résistance à la traction et de variation de masse surfacique. Il est donc essentiel que notre service des achats connaisse bien le processus de fabrication de ses produits et les exigences spécifiques relatives aux nattes de fibres coupées afin que les fournisseurs puissent produire en conséquence.