FR3024166A1 - METHOD FOR MANUFACTURING FIBROUS MATRIX OBJECT AND OBJECT OBTAINED - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING FIBROUS MATRIX OBJECT AND OBJECT OBTAINED Download PDF

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    • DTEXTILES; PAPER
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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse consistant à déposer, sur une face de réception d'un support, au moins une pâte fibreuse comprenant au moins des fibres et un liquide de transport et à éliminer une partie au moins du liquide de transport, caractérisé en que : - le support est en partie au moins poreux, - la face de réception est formée en partie au moins par un matériau comprenant une mousse à alvéoles ouverts et/ou un matériau à alvéoles ouverts obtenu en partie au moins par agglomération de particules, - et la face de réception est adaptée pour que le liquide de transport ne percole pas naturellement au travers du support sans sollicitation extérieure et pour que le liquide de transport percole dans le support lorsqu'une sollicitation commandée suffisante est appliquée à tout ou partie du système pâte/support. L'invention concerne également un objet fabriqué selon ce procédé.The invention relates to a method of manufacturing a fibrous matrix object comprising depositing, on a receiving surface of a support, at least one fibrous pulp comprising at least fibers and a transport liquid and removing a portion of less of the transport liquid, characterized in that: - the support is partly at least porous, - the receiving face is formed in part at least by a material comprising an open-cell foam and / or an open-cell material obtained in at least partly by agglomeration of particles, and the receiving face is adapted so that the transport liquid does not percolate naturally through the support without external stress and for the transport liquid to percolate into the support when a sufficient controlled demand is applied. is applied to all or part of the paste / support system. The invention also relates to an object manufactured according to this method.

Description

1 [01] La présente invention concerne le domaine technique de la fabrication d'objets à matrice fibreuse par voie liquide. Dans une application préférée mais non exclusive, l'invention concerne la fabrication d'objet à matrice fibreuse comprenant notamment des fibres de cellulose. [02] Au sens de l'invention, il convient d'entendre par objet à matrice fibreuse tout objet contenant des fibres qui assurent en partie au moins la cohésion dudit objet. A titre d'exemple d'objet comprenant une matrice de fibre de cellulose, il est possible de citer une feuille de papier, une feuille de carton, un objet en papier mâché ou papier/carton moulé tels que, par exemple, les éléments de calage d'objet pour le conditionnement ou les boîtes à oeufs, des filtres sans que cette liste ne soit ni exhaustive ni limitative. De plus, il doit être noté que l'invention ne se limite pas à la fabrication d'objet dont la matrice fibreuse est principalement formée de fibres de cellulose, les exemples précédents et suivants étant donnés en raison de leur caractère commun et répandu. [3] Une feuille de papier est généralement formée en déposant en continu de la pâte à papier sur un support formé par une toile hydrophile sans fin au travers de laquelle une partie de l'eau de la pâte à papier diffuse ou s'écoule naturellement, l'élimination de l'eau étant accélérée par aspiration préalablement à un pressage puis un chauffage de manière à éliminer la majeur partie de l'eau tout en conservant une siccité supérieure à 90%. [4] Les objets en papier mâché ou papier/carton moulé sont formés par le dépôt dans une forme en fils métallique d'une pâte à base de fibre de cellulose. Ce dépôt est ensuite suivi d'une élimination de l'eau par aspiration, pressage et chauffage, pour obtenir des coques. [5] Ces techniques permettent de fabriquer les objets à matrice fibreuse mais ne permettent pas d'assurer un contrôle optimal des formes obtenues ou de la texture voire de la distribution des fibres dans l'objet à matrice fibreuse. [6] Il est donc apparu le besoin d'un procédé qui permette un contrôle optimal de la distribution des fibres dans l'objet fabriqué. [7] Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse consistant à déposer, sur une face de réception d'un support, au moins une pâte fibreuse comprenant au moins des fibres et un liquide de transport et à éliminer une partie au moins du liquide de transport. Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que : 3024166 2 le support est en partie au moins poreux, la face de réception du support est formée en partie au moins par un matériau comprenant une mousse à alvéoles ouverts et/ou un matériau à alvéoles ouverts obtenu en partie au moins par agglomération de particules, 5 - et la face de réception est adaptée pour que le liquide de transport ne percole pas naturellement au travers du support sans sollicitation extérieure et pour que le liquide de transport percole dans le support lorsqu'une sollicitation commandée suffisante est appliquée à tout ou partie du système pâte/support. [8] La mise en oeuvre d'un tel support permet un contrôle optimal de la distribution des 10 fibres dans la mesure où tant que la sollicitation commandée n'est pas appliquée le liquide de transport ne percole pas dans le support et la concentration en liquide de transport de la pâte déposée sur la face de réception ne varie pas. [9] Au sens de l'invention, le terme percolation désigne le phénomène physique caractérisé en ce qu'en deçà d'un seuil de sollicitation le liquide de transport ne pénètre 15 pas dans le support et reste à la surface de ce dernier tandis qu'au-delà de ce seuil de sollicitation le liquide de transport pénètre et traverse le support. [10] Au sens de l'invention le terme pâte désigne tout mélange quelque soit les proportions respectives de liquide de transport, de fibres destinées à former la matrice fibreuse et d'adjuvants chimiques ou autres, additifs et/ou charges solides éventuels. De 20 manière préférée, la pâte comprend suffisamment de liquide transport pour être malléable et, de préférence plus de 30% en masse de liquide de transport. Au sens de l'invention le terme pâte englobe également un mélange comprenant du liquide de transport et des fibres, qui possède un comportement fluide comme cela est, par exemple, le cas lorsque la pâte comprend plus de 90% en masse de liquide de transport. 25 [11] Au sens de l'invention, le terme objet à matrice fibreuse englobe toute sorte d'objet tels que par exemple des objets minces comme une feuille de papier ou de carton, des objets épais comme des plaques, des objets en volume présentant des dimensions supérieure au millimètre dans les trois directions, ces objets pouvant être creux ou pleins, sans que cette liste ne soit ni limitative, ni exhaustive. 30 [12] Dans le cadre de l'invention, le terme dépôt doit être entendu au sens large et englobe notamment un dépôt par projection, un dépôt par trempage, un dépôt en écoulement, l'injection dans un moule ou toute autre technique permettant d'appliquer, 3024166 3 mettre ou déposer la pâte sur la face de réception et/ou sur une épaisseur de pâte et/ou de matrice fibreuse préalablement déposée. [13] Au sens de l'invention, le support peut se présenter sous différentes formes et peut, par exemple, être une plaque, un moule creux (femelle) dont la paroi interne forme une 5 partie au moins de la face de réception, un moule (mâle) dont la paroi externe forme une partie au moins de la face de réception, voire la combinaison d'un moule creux avec noyau. [14] Selon une caractéristique de l'invention, la face de réception présente des pores dont la taille est adaptée de manière qu'au moins 50% et, de préférence, au moins 90% des 10 fibres de la pâte sont retenues. Une telle caractéristique de l'invention vise à garantir un bon rendement du procédé. [15] Selon une forme de réalisation de l'invention, les pores de la face de réception présentent une dimension moyenne inférieure ou égale à 250 um et, de manière préférée inférieure ou égale à 150 um. Selon une caractéristique de l'invention, la face de 15 réception présente un facteur d'ouverture supérieur ou égal à 30%. [16] Selon une autre caractéristique de l'invention, la face de réception du support est choisie pour que le liquide de transport mouille partiellement la face de réception de manière que l'angle de contact d'une goutte du liquide de transport avec la face de réception est supérieur ou égal à 90° et de préférence supérieur ou égal à 100°. Une telle 20 caractéristique permet de contrôler au mieux le dépôt de la pâte sur le support notamment lorsque la pâte est déposée de manière ponctuelle ou de manière à ne pas recouvrir l'intégralité de la face de réception. Dans le cas de l'utilisation en tant que liquide de transport d'un liquide à base d'eau, la face de réception selon cette caractéristique peut être qualifiée d'hydrophobe. 25 [17] Selon une variante de cette caractéristique, la face de réception du support est superhydrophobe. Par superhydrobe on entend qu'une d'eau déposée sur la face de réception possède avec cette dernière un angle de contact supérieur ou égal à 160°. [18] Selon une caractéristique de l'invention, le support présente une structure isotrope ou sensiblement isotrope dans un volume s'étendant à partir de la face de réception. Une 30 telle structure isotrope ou sensiblement isotrope permet un bon contrôle de la percolation au niveau de la face de réception 3024166 4 [19] Selon une autre caractéristique de l'invention, le support comprend un matériau obtenu par frittage de poudre de matériaux choisis parmi : les métaux, les verres, 5 les matières plastiques, les céramiques, des mélanges de ceux-ci [20] La mise en oeuvre d'un tel matériau obtenu par frittage, notamment pour constituer la face de réception permet d'obtenir une taille et une distribution de pore isotrope 10 favorable au contrôle de la fabrication de l'objet à matrice fibreuse. De plus, la fabrication par frittage permet de réaliser des pièces en forme de dimensions importantes qui présentent sur la majeure partie de leur épaisseur les caractéristiques de porosité et de distribution des pores favorable au contrôle de la percolation. Le matériau obtenu par agglomération de particules peut être qualifié de matériau à alvéoles ouverts dans la 15 mesure où ses pores sont suffisamment interconnectés pour permettre au liquide de transport d'y percoler ou de le traverser sous l'effet de la sollicitation. La même définition s'applique aux mousses à alvéoles ouverts. Il est aussi possible de parler d'éponge. [21] Au sens de l'invention, il faut entendre par frittage tout procédé permettant d'obtenir une agglomération stable des poudres et, par exemple, faisant intervenir une 20 combinaison de pression et de chaleur. Dans le cadre de l'invention, le terme frittage couvre également le frittage laser. [22] Selon une variante de cette caractéristique le matériau constitutif du support comprend des particules de polyoléfines de préférence de polyéthylène et/ou de polypropylène. La mise en oeuvre de polyoléfine permet d'obtenir à moindre coût un 25 matériau adapté qui peut facilement être mis en forme pour présenter un motif ou constituer un moule par usinage et/ou par moulage. [23] Selon une encore autre variante de cette caractéristique le support présente une structure composite comprenant au moins une couche obtenue par frittage de particules de polyoléfines qui forme la face de réception et qui est portée par au moins une matrice 30 tissée. Cette variante de réalisation permet, notamment, une fabrication en continu d'un objet, le support pouvant former une boucle sans fin à la manière d'une toile d'égouttage de machine à papier. 3024166 5 [24] Selon une caractéristique de l'invention, la face de réception présente au moins un motif ou une forme dont la plus petite dimension est supérieure ou égale à plus petite dimension moyenne des fibres. Par motif ou forme il faut entendre toute structure tridimensionnelle destinée à conformer, à laisser une empreinte ou à influer la formation 5 de l'objet à matrice fibreuse obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le motif ou la forme peuvent avoir de petites et/ou de grandes dimensions. Par plus petite dimension moyenne des fibres, il convient d'entendre le diamètre moyen ou l'épaisseur moyenne des fibres de la pâte. [25] Selon une variante de cette caractéristique, le motif ou la forme de la face de 10 réception est obtenue par moulage et/ou usinage du support et/ou impression 3D. La forme de la face de réception peut ainsi être obtenue par usinage additif (par ajout de matière) et/ou par usinage soustractif (par enlèvement de matière) notamment. [26] Selon une autre caractéristique de l'invention, la suspension fibreuse est déposée de manière contrôlée sur la face de réception. Au sens de l'invention, l'expression « manière 15 contrôlée » englobe notamment : un contrôle de la position du dépôt sur la face de réception, un contrôle de la nature et/ou de la composition de la pâte en cours du dépôt et/ou en fonction de sa position, des combinaisons de ces deux contrôles sans que cette énumération ne soit ni 20 limitative ni exhaustive. [27] Selon une variante de cette caractéristique, la suspension fibreuse est déposée au moyen d'une tête de dépôt mobile par rapport à la face de réception selon au moins deux degrés de liberté. Il s'agit d'un mouvement relatif entre la tête de dépôt et la face de réception. Ainsi, la tête de dépôt peut être mobile et le support fixe, la tête peut être fixe 25 et le support peut être mobile ou encore, la tête de dépôt et le support peuvent être tous deux mobiles. [28] Selon une autre variante de réalisation, il est déposé des suspensions fibreuses en provenance de sources différentes. Ainsi il peut être mis en oeuvre des sources de pâtes de couleurs et/ou de concentrations et/ou de compositions différentes. 30 [29] Selon encore une autre variante de réalisation, on fait varier la composition de la pâte au cours du dépôt. Par exemple, ainsi il est possible de faire varier la concentration en liquide de transport pour obtenir une certaine finesse d'état de surface ou de détail à 3024166 6 la surface et/ou dans l'objet fabriqué. Il est aussi possible de moduler la composition chimique de la pâte en modifiant, notamment, la concentration d'additifs tels que, par exemple, des dispersants comme des sels d'ammonium quaternaire dans le cas de la mise en oeuvre de fibres cellulosiques. 5 [30] Selon une caractéristique de l'invention, on incorpore dans l'objet en cours de formation au moins un élément externe de nature différente de celle de la pâte et/ou de ses constituants. Un tel élément externe peut être de toute nature et par exemple être un insert, un composant électronique, un insert chimique, un élément de renfort, une graine végétale sans que cette liste ne soit ni limitative ni exhaustive. 10 [31] Selon une autre caractéristique de l'invention, la pâte est déposée en continu. Bien entendu, selon l'invention, la pâte peut aussi être déposée de manière discrète, ponctuelle et/ou en bandes ou segments. [32] Selon une forme de mise en oeuvre de l'invention, la suspension fibreuse est déposée en plusieurs couches. 15 [33] Selon une variante de cette forme de mise en oeuvre, une partie au moins du liquide de transport est éliminé entre le dépôt de chaque couche de suspension fibreuse. [34] Selon une caractéristique de l'invention, une partie du liquide de transport est éliminée par chauffage. [35] Selon l'invention, le liquide de transport peut être de toute nature appropriée en 20 fonction de la nature des fibres mises en oeuvre. Selon une forme de mise en oeuvre, le liquide de transport est à base d'eau. [36] Selon l'invention la matrice fibreuse peut comprendre des fibres de toute nature : synthétiques, d'origine artificielle ou naturelle transformées ou non et, bien entendu, des mélanges de ces fibres. Selon une caractéristique de l'invention, les fibres comprennent 25 des fibres d'origine animales et/ou végétales. [37] Selon une variante de cette caractéristique, les fibres comprennent des fibres de cellulose. La mise en oeuvre de fibres de cellulose permet de mettre à profit les liaisons hydrogène qui assurent naturellement la tenue et la cohésion des matrices de fibre de cellulose sans recours à des colles ou des produits adhésifs. Bien entendu, la mise en 30 oeuvre de fibres de cellulose n'exclut pas l'incorporation d'adhésifs ou de colle dans la pâte fibreuse dans le cadre de l'invention. 3024166 7 [38] Selon l'invention la sollicitation permettant que le support passe d'un état non passant, sans percolation du liquide de transport dans le support, à un état passant dans lequel le liquide de transport passe dans le support, peut être de toute nature appropriée comme une sollicitation mécanique et/ou électrique et/ou électromagnétique du 5 support. [39] Selon une forme de mise en oeuvre de l'invention, la sollicitation est une différence de pression suffisante, crée entre une partie de la face de réception et une partie de la face opposée à la face de réception de manière à provoquer la percolation du liquide de transport dans le support et/ou au travers de ce denier. Cette différence de pression 10 peut, par exemple, consister en l'application d'une pression sur la pâte déposée sur la face de réception soit par pression mécanique directe soit par pression hydraulique soit par la combinaison des deux. [40] Selon une variante de cette forme de mise en oeuvre, la différence de pression est crée par aspiration au niveau de la face opposée à la face de réception. La différence de 15 pression peut également être générée par une mise en dépression de l'environnement au contact de la face du support opposée à la face de réception. [41] Dans le cadre de cette variante, l'aspiration peut être appliquée sur une partie seulement de la face du support opposée à la face de réception de manière à ne concerner qu'une partie de la face de réception. 20 [42] Toujours dans le cadre de cette variante, l'aspiration peut être appliquée uniquement en relation avec des zones de la face réception portant de la pâte. [43] Selon l'invention, l'intensité de la dépression peut aussi être modulée soit en agissant sur la valeur de la dépression appliquée au niveau de la face opposée à la face de réception soit en modulant l'épaisseur du support de manière à moduler les pertes de 25 charge dans le support. Ainsi, le support peut avoir une épaisseur constante sur toute son étendue ou une épaisseur dont la valeur est susceptible de varier en fonction du point de mesure. [44] L'invention concerne également un objet à matrice fibreuse comprenant au moins une couche de matière fibreuse obtenue selon le procédé de fabrication selon l'invention. 30 [45] Selon une variante de l'invention, l'objet à matrice fibreuse comprend un empilement de plusieurs couches de matière fibreuse chacune obtenue selon le procédé de fabrication conforme à l'invention. 3024166 8 [46] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. 5 [47] Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent des exemples ci-dessous qui illustrent des formes non limitatives de mise en oeuvre du procédé de fabrication conforme à l'invention d'un objet à matrice fibreuse. [48] Selon un premier exemple de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse conforme à l'invention, il proposé de réaliser un objet en fibres de 10 cellulose présentant une conformation en volume par opposition à une plaque ou une feuille. [49] A cet effet, il est préparé un support qui se présente sous la forme d'un moule réalisé à partir de plaques de polyéthylène fritté telles que par exemple commercialisées par la société 2F Technologies présentant des pores ayant une taille de l'ordre de 100um et un 15 facteur d'ouverture de l'ordre de 40%. [50] Les plaques sont assemblées et usinées de manière à former deux demi-moules qui assemblés définissent une cavité de moulage avec un canal de remplissage. La paroi interne de la cavité forme alors la face de réception du support. [51] Par ailleurs, il est préparé une pâte de fibres de cellulose par broyage et mélange de 20 feuilles de papier dans un liquide de transport aqueux pour obtenir une pâte relativement liquide. [52] La pâte est alors introduite, à pression ambiante, dans le moule jusqu'à remplir celui-ci. Compte-tenu des propriétés physico-chimiques du matériau constitutif du moule, le liquide de transport ne percole pas dans le support de sorte que la concentration en 25 liquide de transport ne varie pas pendant le remplissage. [53] Ensuite, il est appliqué une dépression au niveau de la face extérieure du support qui dans le cas présent se trouve être la face opposée à la face de réception de la pâte. La dépression appliquée induit une percolation du liquide de transport au travers et hors du moule de sorte que les fibres de la pâte se trouvent plaquées contre les parois du moule 30 et qu'il est obtenu un objet creux à matrice fibreuse. [54] Pour la fabrication d'un objet plein, l'alimentation en pâte est poursuivie alors que la dépression est appliquée sur la ou les faces du support opposées à la face de réception. 3024166 9 [55] Un tel mode de fabrication d'objet à matrice fibreuse plein permet de produire par exemple mais non exclusivement des éléments de calage pour le conditionnement, des inserts pour la réalisation de pièces composites. [56] Selon un autre exemple de mise e oeuvre du procédé selon l'invention, il est préparé 5 un support dans le même matériau que pour l'exemple précédent se présentant sous la forme d'une plaque dont la face de réception présente des conformations en creux et en bosse par exemple des calottes sphériques. [57] Il est déposé de la pâte sur toute la face de réception et ensuite il appliqué une dépression sur l'ensemble de la face opposée à la face de réception de manière à éliminer 10 une partie voire la majeur partie du liquide de transport. Il est alors obtenu une feuille de papier présentant des creux et des bosses sans qu'il ait été recouru à un embossage. [58] Selon encore un autre exemple de mise en oeuvre il est utilisé un support dans le même matériau que pour les exemples précédents avec une face de réception plane et hydrophobe. 15 [59] Il est préparé plusieurs pâtes de fibres de cellulose qui présentent chacune une couleur différente. [60] Les différentes pâtes sont alors déposées par points sur la face de réception de manière à former un dessin. Dans la mesure où la face de réception est d'une part hydrophobe et d'autre part adaptée pour ne pas permettre une percolation de la pâte 20 sous l'effet de son propre poids pour de petites hauteurs d'eau, les différentes points ou gouttes de pâtes sont stables et ne mélangent pas. Lorsque les quantités souhaitées des différentes pâtes ont été déposées aux endroits choisis de la face de réception, il est appliqué une aspiration sur la face du support opposée à la face de réception. Il est alors obtenu un objet à matrice fibreuse avec un dessin intégré dans la « masse » de la matrice 25 fibreuse. [61] Un objet à matrice fibreuse fabriqué selon l'invention peut postérieurement à sa fabrication subir différents traitements ou opérations visant notamment à modifier l'état ou l'aspect de sa surface extérieure et/ou ses caractéristiques mécaniques ou chimiques. L'objet à matrice fibreuse fabriqué selon l'invention peut également faire l'objet 30 d'opération d'usinages et/ou être intégré dans un objet composite. [62]11 est également possible de fabriquer un objet selon l'invention sur un objet préexistant. Ainsi, il est possible de fabriquer un objet selon le procédé conforme à 3024166 10 l'invention dans une fenêtre aménagée dans une feuille de papier placée sur la face de réception du support. La pâte sera alors déposée de manière que lors de l'élimination du liquide de transport elle adhère à une partie ou moins des bords de la fenêtre. [63] Bien entendu, diverses autres variantes de l'invention peuvent d'être envisagées 5 dans le cadre des revendications annexées.The present invention relates to the technical field of the manufacture of fibrous matrix objects by liquid means. In a preferred but not exclusive application, the invention relates to the manufacture of fibrous matrix object including cellulose fibers. [02] Within the meaning of the invention, the term "fibrous matrix object" is intended to mean any object containing fibers which partly ensure at least the cohesion of said object. By way of example of an object comprising a matrix of cellulose fiber, it is possible to mention a paper sheet, a sheet of cardboard, a papier-mache object or molded paper / cardboard such as, for example, the elements of packaging of objects for packaging or egg cartons, filters without this list being neither exhaustive nor exhaustive. In addition, it should be noted that the invention is not limited to the manufacture of objects whose fibrous matrix is mainly formed of cellulose fibers, the preceding and following examples being given because of their common and widespread character. [3] A sheet of paper is generally formed by continuously depositing pulp on a support formed by an endless hydrophilic web through which a portion of the water of the paper pulp diffuses or flows naturally. , the elimination of the water being accelerated by suction prior to pressing and heating to remove most of the water while maintaining a dryness greater than 90%. [4] Paper mache or molded paper / cardboard objects are formed by depositing a pulp made of cellulose fiber into a wire form. This deposit is then followed by removal of the water by suction, pressing and heating, to obtain shells. [5] These techniques make it possible to manufacture the fibrous matrix objects but do not make it possible to ensure optimum control of the shapes obtained or of the texture or even the distribution of the fibers in the fibrous matrix object. [6] It therefore appeared the need for a process that allows optimal control of the distribution of fibers in the manufactured object. [7] In order to achieve this object, the invention relates to a method of manufacturing a fibrous matrix object of depositing, on a receiving surface of a support, at least one fibrous pulp comprising at least fibers and a transport liquid and removing at least a portion of the transport liquid. According to the invention, the method is characterized in that: the support is partly at least porous, the support receiving surface is formed in part at least by a material comprising an open-cell foam and / or a material with open cells obtained in part at least by agglomeration of particles, 5 - and the receiving face is adapted so that the transport liquid does not percolate naturally through the support without external stress and for the transport liquid to percolate into the support when sufficient controlled stress is applied to all or part of the paste / support system. [8] The implementation of such a support allows an optimal control of the distribution of the fibers insofar as as long as the controlled demand is not applied the transport liquid does not percolate in the support and the concentration in liquid transporting the paste deposited on the receiving face does not vary. For the purposes of the invention, the term "percolation" refers to the physical phenomenon characterized in that, below a threshold of solicitation, the transport liquid does not penetrate into the support and remains on the surface thereof while that beyond this threshold of solicitation the transport liquid penetrates and passes through the support. For the purposes of the invention, the term "dough" denotes any mixture whatever the respective proportions of transport liquid, fibers intended to form the fibrous matrix and chemical additives or other additives and / or solid charges, if any. Preferably, the paste comprises sufficient transportable liquid to be malleable and preferably more than 30% by weight of transport liquid. For the purposes of the invention, the term "pulp" also includes a mixture comprising transport liquid and fibers, which has a fluid behavior, as is the case, for example, when the pulp comprises more than 90% by weight of transport liquid. . [11] Within the meaning of the invention, the term fibrous matrix object encompasses all kinds of objects such as, for example, thin objects such as a sheet of paper or cardboard, thick objects such as plates, objects in volume. having dimensions greater than one millimeter in all three directions, these objects being able to be hollow or solid, without this list being neither limiting nor exhaustive. [12] In the context of the invention, the term "deposit" is to be understood in the broad sense and includes, in particular, a sputter deposit, a dip deposit, a flow deposit, the injection into a mold or any other technique allowing to apply, 3024166 3 put or deposit the paste on the receiving face and / or on a thickness of pulp and / or fibrous matrix previously deposited. [13] Within the meaning of the invention, the support may be in various forms and may, for example, be a plate, a hollow mold (female) whose inner wall forms at least part of the receiving face, a mold (male) whose outer wall forms at least part of the receiving face, or even the combination of a hollow mold with core. [14] According to a characteristic of the invention, the receiving face has pores whose size is adapted such that at least 50% and preferably at least 90% of the pulp fibers are retained. Such a feature of the invention aims to ensure a good performance of the process. [15] According to one embodiment of the invention, the pores of the receiving face have an average dimension of less than or equal to 250 μm and preferably less than or equal to 150 μm. According to one characteristic of the invention, the reception face has an opening factor greater than or equal to 30%. [16] According to another characteristic of the invention, the receiving face of the support is chosen so that the transport liquid partially wets the receiving face so that the contact angle of a drop of the transport liquid with the receiving face is greater than or equal to 90 ° and preferably greater than or equal to 100 °. Such a feature makes it possible to better control the deposition of the paste on the support, particularly when the paste is deposited in a pointwise manner or so as not to cover the entire receiving face. In the case of the use as a transport liquid of a water-based liquid, the receiving face according to this characteristic can be qualified as hydrophobic. [17] According to a variant of this feature, the support receiving face is superhydrophobic. Superhydrobe means that a water deposited on the receiving face has with the latter a contact angle greater than or equal to 160 °. [18] According to one characteristic of the invention, the support has an isotropic or substantially isotropic structure in a volume extending from the receiving face. Such an isotropic or substantially isotropic structure allows good control of percolation at the receiving face. [19] According to another characteristic of the invention, the support comprises a material obtained by sintering powder of materials selected from : metals, glasses, plastics, ceramics, mixtures thereof [20] The use of such a material obtained by sintering, in particular to constitute the receiving face makes it possible to obtain a size and an isotropic pore distribution favorable to controlling the manufacture of the fibrous matrix object. In addition, the sintering production makes it possible to produce large-sized pieces having, over most of their thickness, the characteristics of porosity and pore distribution favorable to the control of percolation. The particulate agglomeration material may be termed open-cell material insofar as its pores are sufficiently interconnected to allow the transport liquid to percolate therein or to pass therethrough under the effect of the bias. The same definition applies to open-cell foams. It is also possible to talk about sponge. For the purposes of the invention, sintering means any process which makes it possible to obtain a stable agglomeration of powders and, for example, involving a combination of pressure and heat. In the context of the invention, the term sintering also covers laser sintering. According to one variant of this characteristic, the material constituting the support comprises particles of polyolefins, preferably polyethylene and / or polypropylene. The use of polyolefin makes it possible to obtain at a lower cost a suitable material which can easily be shaped to present a pattern or form a mold by machining and / or molding. [23] According to yet another variant of this feature the support has a composite structure comprising at least one layer obtained by sintering polyolefin particles which forms the receiving face and which is carried by at least one woven matrix 30. This embodiment allows, in particular, a continuous manufacture of an object, the support being able to form an endless loop in the manner of a paper machine dewatering fabric. [24] According to one characteristic of the invention, the receiving face has at least one pattern or shape whose smallest dimension is greater than or equal to the smallest average dimension of the fibers. By pattern or form is meant any three-dimensional structure intended to conform, to leave an impression or to influence the formation of the fibrous matrix object obtained by carrying out the process according to the invention. The pattern or shape may have small and / or large dimensions. By smaller average fiber size, it is meant the average diameter or the average thickness of the fibers of the dough. [25] According to a variant of this characteristic, the pattern or the shape of the receiving face is obtained by molding and / or machining the support and / or 3D printing. The shape of the receiving face can thus be obtained by additive machining (by adding material) and / or by subtractive machining (by removal of material) in particular. [26] According to another characteristic of the invention, the fibrous suspension is deposited in a controlled manner on the receiving face. Within the meaning of the invention, the term "controlled manner" includes in particular: a control of the position of the deposit on the receiving face, a control of the nature and / or the composition of the dough during the deposit and or, depending on its position, combinations of these two controls without this enumeration being neither exhaustive nor exhaustive. [27] According to a variant of this feature, the fibrous suspension is deposited by means of a deposition head movable relative to the receiving face in at least two degrees of freedom. This is a relative movement between the depositing head and the receiving face. Thus, the deposition head can be movable and the fixed support, the head can be fixed and the support can be mobile or the deposition head and the support can both be mobile. [28] According to another embodiment, fibrous suspensions are deposited from different sources. Thus it may be used sources of pasta colors and / or different concentrations and / or compositions. [29] According to yet another alternative embodiment, the composition of the dough is varied during the deposition. For example, it is possible to vary the concentration of transport liquid to obtain a certain fineness of surface condition or detail in the surface and / or in the manufactured object. It is also possible to modulate the chemical composition of the dough by modifying, in particular, the concentration of additives such as, for example, dispersants such as quaternary ammonium salts in the case of the implementation of cellulosic fibers. [30] According to one characteristic of the invention, at least one external element of a different nature than that of the dough and / or its constituents is incorporated in the object being formed. Such an external element can be of any kind and for example be an insert, an electronic component, a chemical insert, a reinforcing element, a plant seed without this list being neither exhaustive nor exhaustive. [31] According to another characteristic of the invention, the dough is continuously deposited. Of course, according to the invention, the paste can also be deposited discretely, punctually and / or in strips or segments. [32] According to one embodiment of the invention, the fibrous suspension is deposited in several layers. [33] According to a variant of this embodiment, at least a portion of the transport liquid is removed between the deposition of each layer of fibrous suspension. [34] According to a feature of the invention, a portion of the transport liquid is removed by heating. [35] According to the invention, the transport liquid may be of any suitable nature depending on the nature of the fibers used. In one form of implementation, the transport liquid is water-based. [36] According to the invention, the fibrous matrix may comprise fibers of any kind: synthetic, of artificial or natural origin, whether or not transformed and, of course, mixtures of these fibers. According to one characteristic of the invention, the fibers comprise fibers of animal and / or plant origin. [37] According to a variant of this feature, the fibers comprise cellulose fibers. The use of cellulose fibers makes it possible to take advantage of the hydrogen bonds which naturally ensure the holding and the cohesion of the cellulose fiber matrices without the use of adhesives or adhesive products. Of course, the use of cellulose fibers does not exclude the incorporation of adhesives or glue into the fibrous pulp within the scope of the invention. According to the invention, the load enabling the support to pass from a non-passing state, without percolation of the transport liquid in the support, to a conducting state in which the transport liquid passes into the support, may be of any kind suitable as a mechanical and / or electrical and / or electromagnetic stressing of the support. [39] According to one embodiment of the invention, the biasing is a sufficient pressure difference, created between a portion of the receiving face and a part of the face opposite to the receiving face so as to cause the percolation of the transport liquid in the support and / or through this denier. This pressure difference may, for example, consist in the application of a pressure on the paste deposited on the receiving face either by direct mechanical pressure or by hydraulic pressure or by the combination of the two. [40] According to a variant of this embodiment, the pressure difference is created by suction at the opposite side to the receiving face. The pressure difference can also be generated by a depression of the environment in contact with the face of the support opposite to the receiving face. [41] In the context of this variant, the suction can be applied to only a portion of the face of the support opposite to the receiving face so as to concern only part of the receiving face. [42] Also in the context of this variant, the suction can be applied only in relation to areas of the receiving face carrying the paste. [43] According to the invention, the intensity of the depression can also be modulated either by acting on the value of the depression applied at the level of the face opposite to the receiving face or by modulating the thickness of the support so as to modulate the load losses in the carrier. Thus, the support may have a constant thickness over its entire extent or a thickness whose value is likely to vary depending on the measurement point. [44] The invention also relates to a fibrous matrix object comprising at least one layer of fibrous material obtained according to the manufacturing method according to the invention. [45] According to a variant of the invention, the fibrous matrix object comprises a stack of several layers of fibrous material each obtained according to the manufacturing method according to the invention. [46] Of course, the various features, variants and embodiments of the method according to the invention can be associated with each other in various combinations in that they are not incompatible or exclusive to each other. other. [47] Furthermore, various other features of the invention will emerge from the examples below which illustrate non-limiting embodiments of the method of manufacture according to the invention of a fibrous matrix object. [48] According to a first example of implementation of the method of manufacturing a fibrous matrix object according to the invention, it proposes to produce a cellulose fiber object having a volume conformation as opposed to a plate or leaf. [49] For this purpose, a support is prepared in the form of a mold made from sintered polyethylene sheets such as for example sold by the company 2F Technologies having pores having a size of the order 100um and an opening factor of the order of 40%. [50] The plates are assembled and machined to form two half-molds which together define a molding cavity with a filling channel. The inner wall of the cavity then forms the receiving face of the support. [51] On the other hand, a cellulose fiber pulp is prepared by grinding and mixing paper sheets in an aqueous transport liquid to obtain a relatively liquid pulp. [52] The paste is then introduced, at ambient pressure, into the mold until it is filled. Given the physicochemical properties of the constituent material of the mold, the transport liquid does not percolate into the support so that the concentration of the transport liquid does not vary during filling. [53] Next, a depression is applied at the outer face of the support which in this case is the face opposite to the receiving face of the dough. The applied vacuum induces percolation of the transport liquid through and out of the mold so that the pulp fibers are pressed against the walls of the mold 30 and a fibrous matrix hollow object is obtained. [54] For the manufacture of a solid object, the paste feed is continued while the vacuum is applied to the face or faces of the support opposite to the receiving face. [55] Such a method of manufacturing a solid fibrous matrix object makes it possible to produce, for example but not exclusively, wedging elements for packaging, inserts for producing composite parts. [56] According to another example of implementation of the method according to the invention, a support is prepared in the same material as for the previous example in the form of a plate whose receiving face has hollow and hump conformations, for example spherical caps. [57] The paste is deposited on the entire receiving face and then it applies a vacuum on the entire face opposite to the receiving face so as to eliminate a part or even the major part of the transport liquid. It is then obtained a sheet of paper having depressions and bumps without it being resorted to an embossing. [58] According to yet another example of implementation is used a support in the same material as for the previous examples with a planar and hydrophobic receiving face. [59] Several cellulose fiber pulps are prepared which each have a different color. [60] The different pastes are then deposited by dots on the receiving face so as to form a drawing. Insofar as the receiving face is on the one hand hydrophobic and on the other hand adapted to not allow percolation of the dough 20 under the effect of its own weight for small heights of water, the different points or pasta drops are stable and do not mix. When the desired amounts of the different pastes have been deposited at the selected locations of the receiving face, suction is applied to the face of the support opposite to the receiving face. There is then obtained a fibrous matrix object with a design embedded in the "mass" of the fibrous matrix. [61] A fibrous matrix object manufactured according to the invention may, after its manufacture, undergo various treatments or operations designed in particular to modify the state or appearance of its external surface and / or its mechanical or chemical characteristics. The fibrous matrix object manufactured according to the invention can also be machined and / or integrated into a composite object. [62] It is also possible to manufacture an object according to the invention on a pre-existing object. Thus, it is possible to manufacture an object according to the method according to the invention in a window arranged in a sheet of paper placed on the receiving face of the support. The paste will then be deposited so that during the removal of the transport liquid it adheres to a portion or less of the edges of the window. [63] Of course, various other variations of the invention may be contemplated within the scope of the appended claims.

Claims (28)

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse consistant à déposer, sur une face de réception d'un support, au moins une pâte fibreuse comprenant au moins des fibres et un liquide de transport et à éliminer une partie au moins du liquide de transport, caractérisé en que : - le support est en partie au moins poreux, - la face de réception est formée en partie au moins par un matériau comprenant une mousse à alvéoles ouverts et/ou un matériau à alvéoles ouverts obtenu en partie au moins par agglomération de particules, - et la face de réception est adaptée pour que le liquide de transport ne percole pas naturellement au travers du support sans sollicitation extérieure et pour que le liquide de transport percole dans le support lorsqu'une sollicitation commandée suffisante est appliquée à tout ou partie du système pâte/support.REVENDICATIONS1. A method of manufacturing a fibrous matrix object comprising depositing, on a receiving surface of a support, at least one fibrous pulp comprising at least fibers and a transport liquid and removing at least a portion of the transport liquid , characterized in that: - the support is at least partly porous, - the receiving face is formed in part at least by a material comprising an open-cell foam and / or an open-cell material obtained in part at least by agglomeration of particles, - and the receiving face is adapted so that the transport liquid does not percolate naturally through the support without external stress and for the transport liquid to percolate into the support when sufficient controlled demand is applied to all or part of the paste / support system. 2. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face de réception présente des pores dont la taille est adaptée de manière qu'au moins 50% et de préférence au moins 90% des fibres de la pâte sont retenues sur le support.2. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to the preceding claim, characterized in that the receiving face has pores whose size is adapted so that at least 50% and preferably at least 90% of the fibers. dough are retained on the support. 3. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de réception du support est choisie pour que le liquide de transport mouille partiellement la face de réception de manière que l'angle de contact d'une goutte du liquide de transport avec la face de réception est supérieur ou égal à 90° et, de préférence, supérieur ou égal à 100°.3. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving face of the support is chosen so that the transport liquid partially wets the receiving face so that the angle contacting a drop of the transport liquid with the receiving face is greater than or equal to 90 ° and preferably greater than or equal to 100 °. 4. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de réception du support est superhydrophobe.4. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving surface of the support is superhydrophobic. 5. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support présente une structure isotrope ou sensiblement isotrope dans un volume s'étendant à partir de la face de réception.5. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the support has an isotropic structure or substantially isotropic in a volume extending from the receiving face. 6. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support comprend un matériau obtenu par frittage de poudre de matériaux choisis parmi : - les métaux, - les verres, 3024166 12 - les matières plastiques, - les céramiques, - des mélanges de ceux-ci6. A method of manufacturing a fibrous matrix object, according to one of the preceding claims, characterized in that the support comprises a material obtained by sintering powder of materials selected from: - metals, - glasses, 3024166 12 - plastics, - ceramics, - mixtures thereof 7. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 5 matériau constitutif du support comprend des particules de polyoléfines de préférence polyéthylène et/ou polypropylène.7. Manufacturing process according to the preceding claim, characterized in that 5 material constituting the support comprises polyolefin particles preferably polyethylene and / or polypropylene. 8. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que le support présente une structure composite comprenant au moins une couche obtenue par frittage de particules de polyoléfines qui 10 forme la face de réception et qui est portée par au moins une matrice tissée.8. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the support has a composite structure comprising at least one layer obtained by sintering polyolefin particles which forms the receiving face and which is carried by at least one woven matrix. 9. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de réception présente au moins un motif ou une forme dont la plus petite dimension est supérieure ou égale à plus petite dimension moyenne des fibres de la pâte. 159. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving face has at least one pattern or shape whose smallest dimension is greater than or equal to smaller average size. pulp fibers. 15 10. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon la revendication précédente caractérisé en ce que le motif ou la forme de la face de réception est obtenue par moulage et/ou usinage du support.10. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to the preceding claim characterized in that the pattern or the shape of the receiving face is obtained by molding and / or machining of the support. 11. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que la suspension fibreuse est déposée de manière contrôlée 20 sur la face de réception.11. A method of manufacturing a fibrous matrix article according to one of the preceding claims, characterized in that the fibrous suspension is deposited in a controlled manner on the receiving face. 12. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes caractérisé en que la suspension fibreuse est déposée au moyen d'une tête de dépôt mobile par rapport à la face de réception selon au moins deux degrés de liberté.12. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims characterized in that the fibrous suspension is deposited by means of a deposition head movable relative to the receiving face in at least two degrees of freedom . 13. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications 25 précédentes, caractérisé en qu'il est déposé des suspensions fibreuses en provenance de sources différentes.13. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that it is deposited fibrous suspensions from different sources. 14. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on fait varier la composition de la pâte au cours du dépôt. 3014. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the composition of the dough is varied during the deposition. 30 15. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on incorpore dans l'objet en cours de formation au 3024166 13 moins un élément externe de nature différente de celle de pâte et/ou de ses constituants.15. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that one incorporates in the object being formed 3024166 13 minus an external element of a different nature than the dough and / or its constituents. 16. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pâte est déposé en continue. 516. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the paste is deposited continuously. 5 17. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que la suspension fibreuse est déposée en plusieurs couches.17. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the fibrous suspension is deposited in several layers. 18. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon la revendication précédente, caractérisée en que une partie au moins du liquide de transport est éliminé entre le dépôt de chaque couche de suspension fibreuse. 1018. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to the preceding claim, characterized in that at least a portion of the transport liquid is removed between the deposition of each fibrous suspension layer. 10 19. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie du liquide de transport est éliminée par chauffage.19. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that a portion of the transport liquid is removed by heating. 20. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que le liquide de transport est à base d'eau. 1520. Manufacturing process according to one of the preceding claims, characterized in that the transport liquid is water-based. 15 21. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une de revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres comprennent des fibres d'origine animales et/ou végétales.21. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers comprise fibers of animal and / or plant origin. 22. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une de revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres comprennent des fibres de cellulose. 2022. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers comprise cellulose fibers. 20 23. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications caractérisé en ce la sollicitation est une différence de pression suffisante crée entre une partie de la face de réception et une partie de la face opposée à la face de réception de manière à provoquer la percolation du liquide de transport dans le support.23. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of claims characterized in that the bias is a sufficient pressure difference created between a portion of the receiving face and a portion of the face opposite to the receiving face. so as to cause percolation of the transport liquid in the support. 24. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon l'une des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que la différence de pression est crée par aspiration au niveau de la face opposée à la face de réception.24. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure difference is created by suction at the opposite side to the receiving face. 25. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'aspiration est appliquée sur une partie seulement de la face du support opposée à la face de réception de manière à ne concerner qu'une 30 partie de la face de réception. 3024166 1425. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to the preceding claim, characterized in that the suction is applied to only a portion of the face of the support opposite to the receiving face so as to concern only one part. part of the receiving face. 3024166 14 26. Procédé de fabrication d'un objet à matrice fibreuse selon la revendication 24 ou 25, caractérisé en ce que l'aspiration est appliquée uniquement en relation avec des zones de la face réception portant de la pâte.26. A method of manufacturing a fibrous matrix object according to claim 24 or 25, characterized in that the suction is applied only in relation to areas of the receiving face carrying the paste. 27. Objet à matrice fibreuse comprenant au moins une couche de matière fibreuse 5 obtenue selon le procédé de fabrication selon l'invention revendications précédentes.27. Fibrous matrix object comprising at least one layer of fibrous material obtained according to the manufacturing method according to the invention. 28. Objet à matrice fibreuse selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comprend un empilement de plusieurs couches de matière fibreuse chacune obtenue selon le procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 à 26.28. fibrous matrix object according to claim 27, characterized in that it comprises a stack of several layers of fibrous material each obtained according to the manufacturing method according to one of claims 1 to 26.
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