Imprimer sur de la fibre de verre, c’est possible et ce n’est pas nouveau. Fabriquer une planche de surf avec de la fibre de verre imprimée, c’est donc possible.

Mais, est-ce une bonne solution ? Risque de délamination, rupture prématurée, alourdissement de la planche, ou solution miracle ?

Dans cet article, je tenterai de faire le tour du sujet, et de vous expliquer pourquoi il est préférable d’ imprimer sur un tissu de soie SilkOnBoard.

Les planches de surf et autres matériels de glisse tels que les longboards, standup paddles etc sont très souvent fabriqués en utilisant un noyau de faible densité en mousse EPS (polystyrène expansé) ou PU (Polyuréthane).

Pour étanchéifier, et renforcer la forme shapée (sculptée) par un shaper, le noyau est alors recouvert d’un matériau composite.

On parle de matériau composite lorsqu’il s’agit d’une association entre au minimum deux ingrédients que sont:

• des fibres de renforcement (tissus déformable pour s’ajuster à la forme)
• une matrice qui sert d’agent de liaison (résine polyester ou epoxy)

Le tissu est alors appliqué sur le noyau shapé et la résine liquide est appliquée sur la fibre pour aller jusqu’au noyau. Puis la résine durcit. Cette opération est réalisée par un “glasseur”.

Pour des raisons économiques, et esthétiques, la fibre de verre est un matériau particulièrement apprécié par la majorité des fabricants.

Pour décorer sa planche à partir d’une image (un fichier), la première idée c’est donc d’imprimer la fibre de verre directement. Mais regardons de plus près ce qu’est un tissu de verre.

Qu’est ce qu’un tissu en fibre de verre ?

Un tissu en fibre de verre est avant tout un tissu. C’est à dire que c’est un agencement de fils croisés entre eux pour définir une surface souple.

Pour la fabrication de planches de surf, c’est une armure toile (un fil dessus puis un fil dessous, dans les deux sens en chaine et en trame) qui est principalement utilisée.

L’armure toile, est l’armure la plus simple de toute l’industrie textile. L’avantage qui nous intéresse ici, c’est que cette armure permet d’avoir une faible épaisseur en comparaison de sa densité de fils. L’autre avantage, c’est que le tissu répartit équitablement les forces selon deux axes.

Les fils de verre sont eux une association de mono-filaments de verre directement obtenus a partir de verre en fusion, auxquels on applique une torsion avant de les mettre en bobine.

Les tissus de fibre de verre les plus utilisés sont du 4Oz (environ 113g/m2), et 6Oz (environ 170g/m2).

Par ailleurs un tissu de verre est un tissu qui présente une densité de fils très faible. Pour un tissu standard de 4onces, on compte 4 fils au centimètre. Les fils sont par ailleurs écartés les uns des autres pour laisser passer la résine vers les couches inférieures lors de la stratification.

Imprimer sur ce type de tissu, c’est donc imprimer sur un grillage. Une grande partie du dessin disparait alors dans les interstices.

“La sorption est le processus par lequel une substance est adsorbée ou absorbée (par un « sorbant ») sur ou dans une autre substance. Elle résulte de l’action de molécules de gaz ou de liquide mises en contact avec un matériau solide, et qui adhèrent à sa surface (adsorption) ou s’incorporent dans la totalité de son volume (absorption).” cf Wikipédia

Dans le cas d’un matériau composite, la sorption est cruciale, car c’est grâce à ce processus que la matrice (pour nous la résine) devient solidaire du tissu de verre.

Or la fibre de verre a une absoption de 0. C’est à dire qu’aucun liquide ne rentre dans la fibre de verre.

La cohésion entre la résine et la fibre de verre est uniquement due à l’adsoption.

La résine n’est donc en contact qu’avec la surface des filaments de verre.

Pour pallier à ce défaut, de nombreux ingénieurs et chimistes ont apporté des solutions qui sont principalement utilisée par l’industrie lourde, aéronautique, nautisme et automobile. Nous autres fabricants de planches de surf avons pu néanmoins profiter de ces avancées technologiques.

Ainsi, les solutions sont rappelées ci-dessous

Pour reprendre les travaux du brevet d’invention WO2015121274A1 :

“Une condition indispensable à l’obtention d’un matériau composite à hautes performances est que la liaison entre les fibres de renfort et la matrice qui le constituent soit bonne. En effet, si la liaison fibres de renfort/matrice est insuffisante, alors on obtient un matériau composite aux propriétés mécaniques transverses (comme la résistance au cisaillement) médiocres et, donc, aux possibilités d’utilisation très limitées, les pièces en matériaux composites étant le souvent destinées à travailler en état de contrainte tridirectionnelle.”

Sachant que notre fibre de verre a une absorption de 0, la solution est de préparer la surface des fibres de verre. Il y a plusieurs solutions qui existent pour préparer la fibre de verre.

“Des traitements de surface qui visent tous à créer à la surface des fibres des groupes fonctionnels aptes à réagir avec des fonctions chimiques portées par les résines ; il s’agit principalement de traitements d’oxydation chimique ou électrolytique (voir, par exemple, JP-A-3-076869 [1]) mais d’autres types de traitement ont également été proposés comme des traitements thermiques par plasma (voir, par exemple, EP-A-1 484 435 [2]), une électrolyse en milieu acide ou basique (voir EP-A-0 640 702 [3]) ou encore l’implantation d’atomes de type Si ou B (voir JP-B-2002- 327374 [4]) ; et * d’autre part, par l’utilisation d’ensimages spécifiques, c’est-à-dire par le dépôt sur la surface des fibres de produits dont le rôle est d’augmenter la compatibilité des fibres vis-à-vis des résines, de faciliter leur imprégnation par les résines et d’assurer un « accrochage » entre les fibres et les matrices formées par la polymérisation de ces résines ; d’une manière générale, les agents d’ensimage utilisés sont des polymères ou copolymères aux structures chimiques complexes et dont le choix est principalement guidé par l’expérience.

Imprimer un tissu, revient à déposer des pigments de couleurs, et un fixateur sur le tissu. Lorsqu’un matériau à imprimer a une bonne absorption, les pigments rentrent dans la fibre. Lorsque l’absorption est nulle, les pigments restent en surface.

Imprimer sur la fibre de verre, revient à combler et annihiler tout le travail réalisé sur la surface de notre fibre de verre. Les encres prennent la place prévue pour la résine. Les performances du composite sont donc dégradées.

OUI !

Comme vous l’avez certainement compris, il ne faut surtout pas toucher à la fibre de verre si c’est la fibre faisant office de renforcement principal, sous peine d’avoir une planche qui dure moins longtemps que prévu…

Deux solutions s’offrent a vous :

• l’impression sur du papier de soie, mais a ne faire que pour des petites surfaces
• l’impression sur un fin tissu de soie

Et bien, dans ce cas, la couche de fibre de verre non imprimée tiendra son rôle, et la couche de fibre de verre imprimée apportera le décors.

Si vous n’êtes pas sensible aux performances  (légèreté/solidité/flex) de votre planche de surf, c’est une solution.