FR3070306A1 - Materiau a structure de type sandwich a thermocomprimer et procedes de fabrication associes - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un matériau à structure de type sandwich (1) à thermocomprimer, comprenant une âme (2) disposée entre une première peau (3) et une seconde peau (4), ladite première peau (3) comprenant une première matrice de polymère (3a), ladite seconde peau (4) comprenant une seconde matrice de polymère (4a), caractérisé par le fait que ladite âme (2) comprend une troisième matrice de polymère (2a) dans laquelle est réparti un agent de porosité (5) configuré pour créer une porosité dans l'âme (2), de telle sorte que, lorsque ledit matériau (1) est thermocomprimé, les première (3a) et seconde (4a) matrices de polymère adhèrent à la troisième matrice de polymère (2a), et l'agent de porosité (5) est en outre configuré pour conserver ou augmenter ladite porosité dans l'âme (2) lorsque ledit matériau (1) est thermocomprimé.

Description

MATERIAU A STRUCTURE DE TYPE SANDWICH A THERMOCOMPRIMER ET
PROCEDES DE FABRICATION ASSOCIES
La présente invention concerne le domaine des matériaux à thermocomprimer, et porte en particulier sur un matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer ayant une porosité localisée et sur des procédés de fabrication associés.
Les matériaux à thermocomprimer sont notamment utilisés dans le domaine de l'automobile afin de réaliser, par exemple, des garnitures de portière ou des tablettes arrière après thermocompression, les matériaux à thermocomprimer étant généralement constitués d'un nontissé de fibres naturelles ou de fibres minérales mélangées avec des fibres thermoplastigues. Les matériaux à thermocomprimer sont destinés à être thermocomprimés dans un moule afin de faire fondre les fibres thermoplastigues et de donner à la pièce la forme souhaitée en fonction de l'application finale.
La demande de brevet européen EP1526214 Al divulgue un procédé d'imprégnation d'un réseau fibreux par de la poudre à l'aide d'un champ électrostatigue alternatif créé entre deux électrodes, pour produire un matériau composite. Cependant, ce procédé ne permet pas de localiser de manière précise la poudre dans ' épaisseur du réseau fibreux, la poudre étant en effet imprégnée dans toute ' épaisseur du réseau f ibreux par le champ électrostatigue alternatif.
La demande de brevet français
FR3027926
Al divulgue un procédé de réalisation d'un complexe nontissé/particules actives sous forme pulvérulente, les particules actives étant des dépolluante ou des particules particules de substance destinées à capter des métaux. Cependant, ces particules actives ne permettent pas de créer une porosité localisée dans le non-tissé afin d'obtenir un gain significatif sur la masse des pièces utilisées par exemple dans le domaine de
1'automobile.
La demande de brevet européen EP1466042
Al divulgue un matériau isolant composite fait de microcellules expansées et d'un support fibreux. Cependant, les microcellules expansées sont disposées dans toute l'épaisseur du matériau composite et ne permettent pas de créer une porosité composite afin de matériau composite, moins néfaste composite.
La inconvénients proposant un pour localisée dans l'épaisseur du matériau concentrer la porosité au cœur du c'est-à-dire là où son effet est le les présente comprenant une performances invention de l'état antérieur mécaniques du matériau vise de matériau à structure la de résoudre technique, les en type sandwich âme disposée entre une première peau et une seconde peau, ladite âme comprenant un agent ce qui permet de créer une matériau afin d'obtenir surfacique similaires supérieur.
de porosité, et possédant
La celles d'un porosité localisée un matériau de dans l'âme du faible masse des performances mécaniques matériau standard de grammage présente invention a donc pour objet un matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer, comprenant une âme disposée entre une première peau et une seconde matrice seconde ladite peau, ladite première de polymère, ladite matrice de polymère, âme comprend une laquelle est réparti un créer une porosité dans peau comprenant une première seconde peau comprenant caractérisé par le fait troisième agent de
1'âme, de une que matrice de polymère porosité configuré dans pour telle sorte que, lorsque ledit matériau est thermocomprimé, les première et seconde matrices de polymère adhèrent à la troisième matrice de polymère, et l'agent de porosité est en outre configuré pour conserver ou augmenter ladite porosité dans 1'âme lorsque matrice ledit matériau est thermocomprimé.
La première matrice de polymère de polymère peuvent être
De même, la troisième et la seconde identiques.
matrice de polymère peut être identique polymère.
porosité matériau aux première et seconde matrices de
Ainsi, l'agent de porosité permet de créer une localisée dans l'âme du matériau afin d'obtenir un de performances standard de faible masse surfacique et possédant des mécaniques similaires grammage supérieur.
matériau développant une structure significatif sur la dans l'automobile.
pièces automobiles à celles d'un matériau
La fabrication sandwich permet masse des pièces utilisées par de ce un gain exemple
Ce matériau permet aux fabricants d'alléger leurs structures diminution de la masse des semi-produits.
On entend pores d'un matériau fluides (liquide ou de par la par porosité l'ensemble des vides ou solide, ces vides étant remplis par des
La thermocompression du matériau permet la fusion des matrices de polymère et ainsi le lien de l'âme avec les peaux. En effet polymères des délaminage.
porosité et nécessaire.
La matériau, on sandwich , il faut peaux et la qu'il y ait une celui de 1 ' âme l'inverse, l'adhésion matrice porosité peut donc présentant, en adhésion entre pour empêcher entre 1'agent de polymère de étant localisée les un de ' âme n'est pas dans ' âme du qualifier cette structure de type surface, deux peaux et au cœur une âme aérée et de préférence d'épaisseur plus importante. La porosité est concentrée au cœur du matériau, c'est-à-dire là où son effet est le moins néfaste pour les performances mécaniques du matériau.
Le matériau à thermocomprimer est ensuite thermocomprimé dans une presse de thermocompression. La chauffe permet de fusionner les matrices et d'expanser l'agent de porosité situé au centre du matériau dans le cas où l'agent de porosité est un agent expansible. Dans le cas où l'agent de porosité est un agent expansé, ledit agent expansé est déjà expansé avant la chauffe et conserve son expansion initiale après la chauffe. Le refroidissement permet ensuite de cristalliser les matrices et de rendre la pièce rigide.
Les avantages en termes de performances sont
1 ' augmentation de la rigidité de l'empilement et
1 ' augmentation de la rigidité sans orientation
préférentielle •
La porosité a un impact direct sur les
performances mécaniques du matériau. Compte tenu du fait que la flexion est le mode de sollicitation le plus utilisé dans l'automobile, il apparaît judicieux de concentrer les éléments présentant de meilleures propriétés mécaniques sur les peaux du matériau.
Il est ainsi possible de tirer parti de la porosité en contrôlant sa localisation. En effet, en concentrant celle-ci au cœur du matériau, il est possible d'obtenir une structure de type sandwich qui présente des performances mécaniques améliorées sans pour autant augmenter la masse des pièces.
Il est à noter que des essais consistant à placer entre les deux peaux l'agent de porosité seul n'ont pas été concluants car, aucune adhésion n'existant entre l'agent de porosité et les matrices des peaux, un délaminage entre les peaux et l'âme se produisait.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'âme comprend en outre des fibres de renfort d'âme mélangées avec la troisième matrice de polymère.
Ainsi, les fibres de renfort d'âme participent activement aux bonnes propriétés mécaniques de l'âme. La thermocompression du matériau permet la fusion de la troisième matrice de polymère et ainsi le lien entre les fibres de renfort d'âme et la troisième matrice de polymère.
L'âme peut ainsi être considérée comme un réseau fibreux lié par des ponts de polymère. Au sein des pores de ce réseau se loqe l'agent de porosité, ledit agent de porosité ne jouant pas de rôle structurant car il n'existe pas d'adhésion entre l'agent de porosité et le composite fibres de renfort - matrice de polymère.
La troisième matrice de polymère avant thermocompression est sous la forme de fibres fusibles, de poudre ou de résine de polymère.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, au moins l'une desdites première et seconde peaux comprend en outre des fibres de renfort de peau mélangées avec la matrice de polymère associée.
Ainsi, les fibres de renfort de peau participent activement aux bonnes propriétés mécaniques de la peau associée. La thermocompression du matériau permet la fusion des première et seconde matrices de polymère et ainsi le lien entre les fibres de renfort de peau et la matrice de polymère associée.
Les fibres de renfort de peau peuvent être tissées ou non-tissées, avec une orientation particulière ou non.
Les peaux sont de préférence constituées d'un non-tissé mêlant fibres de renfort de peau et matrice de polymère, ces peaux étant produites par la technologie de cardage, les deux peaux étant de préférence identiques en composition et en épaisseur.
Les première et seconde matrices de polymère avant thermocompression sont sous la forme de fibres fusibles, de poudre ou de résine de polymère.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, dans chaque peau, la proportion en masse de fibres de renfort de peau/matrice de polymère associée est comprise entre 5%/95% et 60%/40%.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, chacune des première, seconde et troisième matrices de polymère est constituée d'au moins un polymère tel que le polypropylène, le polyéthylène, le polyéthylène téréphtalate et le polyamide (6, 6-6, 11) . D'autres polymères peuvent être envisagés par l'homme du métier, sans s'éloigner du cadre de la présente invention.
Il est à noter que les polymères des peaux et de l'âme ne sont pas forcément identiques.
Le choix de chaque matrice de polymère s'effectue, par exemple, en fonction du procédé de moulage, de la température d'utilisation de la pièce finale et de la compatibilité avec les fibres de renfort.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, les fibres de renfort d'âme et, le cas échéant, les fibres de renfort de peau sont choisies parmi une ou plusieurs parmi des fibres végétales telles que des fibres de lin, de chanvre, de jute, de kénaf ou de sisal, des fibres minérales telles que des fibres de verre ou de basalte, des fibres synthétiques telles que des fibres de carbone ou d'aramide, et des fibres polymères présentant un point de fusion supérieur à celui de la matrice de polymère associée.
Le choix des fibres de renfort s'effectue, par exemple, en fonction du procédé de moulage et de la température d'utilisation de la pièce finale.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'âme est constituée d'un non-tissé comprenant la troisième matrice de polymère mélangée, le cas échéant, aux fibres de renfort d'âme, l'agent de porosité étant réparti à l'intérieur du non-tissé.
Ainsi, le non-tissé de l'âme est un réseau fibreux constitué de fibres de polymère et, le cas échéant, de fibres de renfort d'âme telles que des fibres végétales, l'agent de porosité étant réparti dans les pores du réseau poreux du non-tissé.
Selon un second mode de réalisation de
1'invention, ' âme est constituée de broyats de la troisième matrice de polymère mélangée, le cas échéant, aux fibres de renfort d'âme, l'agent de porosité étant réparti entre lesdits broyats.
Ainsi, les broyats peuvent provenir du broyage d'un non-tissé constitué de fibres de polymère et, le cas échéant, de fibres de renfort d'âme telles que des fibres végétales.
Le broyage a un double effet, il permet de casser les fibres en diminuant leurs longueurs et il permet également de diviser les fibres en diminuant leurs diamètres de faisceau, le premier effet étant dommageable pour les performances des composites, le second effet étant quant à lui bénéfique.
L'âme étant de préférence constituée de chutes de composite de fibres de renfort végétales-fibres de polymère auxquelles a été incorporé un agent de porosité, les peaux sont liées à « ponts » de l'âme de façon correcte grâce à la présence de fibres de renfort végétales-fibres de polymère reliant les deux peaux entre elles et traversant la partie centrale.
Afin de proposer une solution la plus compétitive possible, la production des broyats intègre la réutilisation de chutes de fabrication de non-tissé .
Les chutes de fabrication peuvent ainsi être broyées et réutilisées dans 1 ' âme du matériau de type sandwich.
De même, les broyats peuvent provenir du recyclage de composites thermocomprimés. Le recyclage devient donc un atout en termes d'impact environnemental, de coût mais également de performances techniques.
Selon une caractéristique particulière de
1'invention, les broyats ont une granulométrie comprise entre 1 mm et
0 mm.
Les broyats sont de préférence issus de plaques composites, généralement non-tissées, présentant une
épaisseur comprise entre 1 et 10 mm.
Le choix de la granulométrie est défini en
fonction de 1'épaisseur du matériau et de son taux de
compression.
Selon une première variante de
1'invention, l'agent de porosité est un agent expansé, tel que des microbilles de verre creuses, permettant de créer une porosité dans l'âme et de la conserver après la thermocompression.
Ainsi, les microbilles de verre creuses permettent de créer une porosité dans
1'âme puis, lors de la thermocompression , la présence des microbilles de verre creuses au cœur du matériau limite la compressibilité de l'âme. A taux de compression global identique à celui d'un matériau standard, l'âme du matériau selon l'invention est
plus poreuse que celle du matériau standard et les peaux
sont moins poreuses. Une structure de type sandwich est
donc créée.
Les microbilles de verre creuses sont par exemple le produit EUROCELL300® de la société Europerl.
Avec ce type d'agent de porosité expansé, il est cependant difficile d'atteindre un taux de compression élevé des peaux car la pression de compression détériorerait les microbilles de verre creuses.
Selon une seconde variante de
1'invention, l'agent de porosité est un agent expansible, tel que des microcapsules polymériques renfermant un gaz qui s ' active en s'expansant à une température prédéfinie, permettant de créer une porosité dans l'âme et de l'augmenter après la thermocompression.
Ainsi, les microcapsules polymériques renferment un gaz qui s'active en s expansant à une certaine température avec présence ou non de vapeur d'eau, afin d ' augmenter la porosité dans âme après la thermocompression du matériau.
Il existe de nombreux gaz et de nombreux types de microcapsules
Leur choix s 'effectue en tenant compte de leur capacité d ' expansion, de leur température d'activation et de leur température de dégradation. Ces paramètres doivent être compatibles avec les paramètres de moulage.
Lors de la thermocompression, la montée en température nécessaire à la fusion des fibres de matrice sert également à activer l'expansion des microcapsules. Elles vont générer une poussée comprimant les peaux contre les parois du moule chaud. Ce phénomène va améliorer le mouillage entre les fibres et la matrice. A la fin de l'étape de chauffe, le matériau présente un aspect « gonflé » en son cœur. Lors de
Figure FR3070306A1_D0001
comprimées et continuent à surcomprimer les peaux, créant ainsi une différence de masse volumique significative entre l'âme et les peaux. Le résultat final est un matériau présentant une âme plus poreuse que le matériau standard et des peaux moins poreuses que le matériau standard.
On retrouve une fois encore la structure sandwich. Le taux de compression des peaux peut être ajusté en modifiant la quantité d'agent expansible dans l'âme.
L'agent de porosité des microsphères Expancel®
AkzoNobel. Les microsphères expansible
950DU120
Expancel®
est par exemple
de la société
sont des sphères
thermoplastiques (en copolymère combinaison de gaz (isooctane et montée en température, le gaz acrylique) contenant une s'expanse et la capsule thermoplastique se ramollit, permettant l'augmentation du volume contenu. Le diamètre moyen des microsphères Expancel® non expansées est compris entre 28 et 38 pm. Une fois expansées complètement, leur densité est inférieure à 9 kg/m3. L'initiation de l'expansion s'effectue entre 133°C et 143°C avec une température maximale avant dégradation de 205°C. Cet agent expansible est donc compatible avec les températures de mise en œuvre des composites à matrice de polypropylène (200°C).
Des billes de polystyrène expansible (par exemple, BASF Styropor® F95 Sériés) peuvent également être utilisées. Dans ce cas, pour activer l'expansion, une petite quantité d'eau est pulvérisée sur la partie inférieure du matériau avant introduction dans le moule de thermocompression. Lors de l'étape de chauffe, l'eau se vaporise et permet aux billes de gonfler.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'incorporation massique de l'agent de porosité dans l'âme est comprise entre 1% et 30%.
Ce pourcentage d'incorporation massigue de l'agent de porosité dépend du taux de compression des peaux
désiré et de la taille des microsphères expansées.
Selon une caractéristigue particulière de
l'invention, la masse de l'âme est comprise entre 10 % et
50% en masse totale de matériau à structure de type
sandwich.
Dans le cas où l'agent de porosité est
expansible, plus il y aura d'agent expansible dans l'âme, plus les peaux devront être épaisses pour prévenir le transpercement des peaux par l'agent expansible pendant l'expansion de celui-ci.
Selon une caractéristigue particulière de l'invention, l'épaisseur de chague peau est comprise entre 0,5 mm et 5 mm.
Selon une caractéristigue particulière de l'invention, l'épaisseur de l'âme est comprise entre 1 mm et 9 mm.
L'épaisseur totale maximale du matériau à thermocomprimer est au maximum de 10 mm.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la fourniture des première et seconde peaux ; la fourniture du non-tissé de l'âme ; le saupoudrage de l'agent de porosité sur le nontissé de l'âme ; l'incorporation de l'agent de porosité dans le non-tissé de l'âme à l'aide d'au moins un parmi un champ électrostatigue alternatif, une centrifugation, une pression d'air, une pression mécanigue et un vide partiel ; la disposition de l'âme entre les première et seconde peaux ; et l'assemblage de l'âme et des première et seconde peaux par aiguilletage et/ou thermoliage.
Ainsi, ce premier procédé permet la localisation préférentielle de la porosité au centre de l'épaisseur du matériau et permet d'éviter la migration de l'agent de porosité vers les peaux.
Il est à noter que, dans le procédé de fabrication décrit ci-dessus, le non-tissé de l'âme pourrait également déjà contenir l'agent de porosité, sans s'écarter du cadre de la présente invention, le champ électrostatique alternatif, la centrifugation, la pression d'air, la pression mécanique et/ou le vide partiel n'étant alors pas nécessaires. Un tel non-tissé de l'âme contenant déjà l'agent de porosité peut, par exemple, être fabriqué à l'aide de l'un des deux procédés de fabrication décrits cidessous .
La présente invention a en outre pour objet un procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer selon le second mode de réalisation décrit ci-dessus, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la fourniture des première et seconde peaux ; la fourniture des broyats de l'âme ; le mélange des broyats avec l'agent de porosité ; le saupoudrage du mélange de broyats et d'agent de porosité sur l'une des première et seconde peaux ; la disposition de l'autre des première et seconde peaux sur le mélange saupoudré de broyats et d'agent de porosité ; et l'assemblage de l'âme et des première et seconde peaux par aiguilletage et/ou thermoliage.
Ainsi, ce second procédé permet également la localisation préférentielle de la porosité au centre de l'épaisseur du matériau et permet d'éviter la migration de l'agent de porosité vers les peaux.
Lors du mélange des broyats avec l'agent de porosité, les microsphères de l'agent de porosité sont captées par les fibres nues situées à la périphérie des broyats.
La présente invention a également pour objet un autre procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer selon le second mode de réalisation décrit ci-dessus, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la fourniture d'un voile de carde ; la fourniture des broyats de l'âme ; le mélange des broyats avec l'agent de porosité ; le saupoudrage du mélange de broyats et d'agent de porosité sur le voile de carde ; le nappage du voile de carde sur lequel est saupoudré ledit mélange, de telle sorte que ledit mélange se situe au centre de l'épaisseur du voile nappé ; et la consolidation du matériau à structure de type sandwich par aiguilletage et/ou thermoliage.
Ainsi, ce troisième procédé permet également la localisation préférentielle de la porosité au centre de l'épaisseur du matériau et permet d'éviter la migration de l'agent de porosité vers les peaux.
Cette technique de saupoudrage puis de nappage permet de localiser l'agent de porosité à différentes positions dans l'épaisseur du matériau.
Lors du mélange des broyats avec l'agent de porosité, les microsphères de l'agent de porosité sont captées par les fibres nues situées à la périphérie des broyats.
L'âme est de préférence constituée d'un mélange de chutes de fabrication de composites à base de non-tissé et d'un agent de porosité. Le rapport chutes/agent de porosité peut varier selon le besoin en rigidité du matériau et le coût de fabrication visé. Ce mélange est intégré au cœur du non-tissé par saupoudrage au centre du voile de carde. Le tout est consolidé par aiguilletage ou compression à chaud.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la fourniture d'un voile de carde ; le saupoudrage de l'agent de porosité sur le voile de carde ; le nappage du voile de carde sur lequel est saupoudré l'agent de porosité, de telle sorte que ledit agent de porosité se situe au centre de l'épaisseur du voile nappé ; et la consolidation du matériau à structure de type sandwich par aiguilletage et/ou thermoliage.
Cette technique de saupoudrage puis de nappage permet de localiser l'agent de porosité à différentes positions dans l'épaisseur du matériau.
Les avantages en termes de fabrication sont les suivants : pas de changement d'outillage nécessaire, possibilité de faire varier l'épaisseur de l'âme dans un même matériau, possibilité de recycler les chutes de fabrication des clients en les intégrant dans le produit, et déformabilité du renfort conservée lors du moulage.
Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, trois modes de réalisation préférés, avec référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins :
— la Figure 1 est une vue en coupe d'un matériau à structure de type sandwich selon une première variante d'un premier mode de réalisation de l'invention ;
— la Figure 2 est une vue en coupe d'un matériau à structure de type sandwich selon une première variante d'un second mode de réalisation de l'invention ;
— la Figure 3 est une vue en coupe d'un matériau à structure de type sandwich selon une seconde variante du second mode de réalisation de l'invention ;
— la Figure 4 est une vue en coupe d'un broyât de l'âme du matériau de la Figure 3 ;
— la Figure 5 est une vue de côté d'un dispositif de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich selon le premier mode de réalisation ;
— la Figure 6 est une vue de côté d'un dispositif de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich selon le second mode de réalisation ;
— la Figure 7 est une vue de dessus d'un autre dispositif de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich selon le second mode de réalisation ;
— la Figure 8 est une vue en coupe d'un matériau à structure de type sandwich selon une troisième variante du seconde mode de réalisation de l'invention ; et — la Figure 9 est une vue en coupe d'un matériau à structure de type sandwich selon une seconde variante du premier mode de réalisation de l'invention.
Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir gu'il y est représenté un matériau à structure de type sandwich 1 selon une première variante d'un premier mode de réalisation de l'invention.
Le matériau à structure de type sandwich 1 est un matériau à thermocomprimer, comprenant une âme 2 disposée entre une première peau 3 et une seconde peau 4.
La première peau 3 comprend des fibres de première matrice de polymère 3a, et la seconde peau 4 comprend des fibres de seconde matrice de polymère 4a, les fibres de première matrice de polymère 3a et les fibres de seconde matrice de polymère 4a étant de préférence identiques.
Les première et seconde matrices de polymère 3a, 4a sont sous la forme, avant thermocompression, de fibres fusibles, mais pourraient également être sous la forme de poudre ou de résine de polymère, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
La première peau 3 comprend en outre des fibres de renfort de peau 3b mélangées avec les fibres de première matrice de polymère 3a, et la seconde peau 4 comprend en outre des fibres de renfort de peau 4b mélangées avec les fibres de seconde matrice de polymère 4a, les fibres de renfort de peau 3b, 4b des première et seconde peaux 3, 4 étant de préférence identiques. Les fibres de renfort de peau 3b, 4b participent activement aux bonnes propriétés mécaniques des peaux 3, 4. Les fibres de renfort de peau 3b, 4b sont non-tissées, mais pourraient également être tissées, avec une orientation particulière ou non, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Il est à noter que les première et seconde peaux 3, 4 pourraient également ne pas comprendre de fibres de
renfort de peau 3b r 4b, sans s 'écarter du cadre de la
présente invention.
Les peaux 3, 4 sont ainsi constituées d'un non-
tissé mêlant fibres de renfort de peau 3b, 4b et fibres de
matrice de polymère 3a , 4a, les : peaux 3, 4 étant produites
par la technologie de cardage , les peaux 3, 4 étant de
préférence identiques en composition et en épaisseur.
Dans chaque peau 3, 4, la proportion en masse de fibres de renfort de peau 3b, 4b/fibres de matrice de polymère 3a, 4a est de préférence comprise entre 5%/95% et 60%/40%.
L'âme 2 comprend des fibres de troisième matrice de polymère 2a et des fibres de renfort d'âme 2b mélangées avec les fibres de troisième matrice de polymère 2a, les fibres de renfort d'âme 2b participant activement aux bonnes propriétés mécaniques de l'âme 2.
Il est à noter que l'âme 2 pourrait également ne pas comprendre de fibres de renfort d'âme 2b, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
La troisième matrice de polymère 2a est sous la forme, avant thermocompression, de fibres fusibles, mais pourrait également être sous la forme de poudre ou de résine de polymère, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
L'âme 2 est ainsi constituée d'un réseau fibreux, de type non-tissé, lié par des ponts de polymère.
L'âme 2 comprend en outre un agent de porosité 5 réparti dans le réseau fibreux constitué des fibres de troisième matrice de polymère 2a et des fibres de renfort d'âme 2b, ledit agent de porosité 5 étant configuré pour créer une porosité dans l'âme 2, de telle sorte que, lorsque le matériau 1 est thermocomprimé, les première, seconde et troisième matrices de polymère 3a, 4a, 2a fondent, les première et seconde matrices de polymère 3a, 4a adhèrent à la troisième matrice de polymère 2a, et l'agent de porosité 5 permet de conserver ou d'augmenter ladite porosité dans l'âme 2 lorsque ledit matériau 1 est thermocomprimé.
L'agent de porosité 5, qui est sous forme granuleuse ou poudreuse, se loge au sein des pores du réseau fibreux de l'âme 2, l'agent de porosité 5 ne jouant pas de rôle structurant car aucune adhésion n'existe entre l'agent de porosité 5 et le réseau fibreux de l'âme 2. Il est à noter toutefois qu'une telle adhérence n'est pas exclue dans le cadre de la présente invention.
L'agent de porosité 5 permet ainsi de créer une porosité localisée dans l'âme 2 du matériau 1 afin d'obtenir un matériau de faible masse surfacique et possédant des performances mécaniques similaires à celles d'un matériau standard de grammage supérieur. La fabrication de ce matériau 1 développant une structure sandwich permet un gain significatif sur la masse des pièces utilisées par exemple dans l'automobile, ce matériau 1 permettant par exemple aux fabricants de pièces automobiles d'alléger leurs structures par la diminution du poids des renforts.
La thermocompression du matériau 1 permet la fusion des matrices de polymère 2a, 3a, 4a et ainsi le lien de l'âme 2 avec les peaux 3, 4.
Le matériau 1 présente ainsi en surface deux peaux 3, 4 et au cœur une âme 2 aérée et d'épaisseur plus importante. La porosité est concentrée au cœur du matériau 1, c'est-à-dire là où son effet est le moins néfaste pour les performances mécaniques du matériau 1.
Chacune des première, seconde et troisième matrices de polymère 3a, 4a, 2a est constituée d'au moins un polymère tel que le polypropylène, le polyéthylène, le polyéthylène téréphtalate et le polyamide (6, 6-6, 11) .
Les polymères des peaux 3, 4 et de l'âme 2 ne sont pas forcément identiques.
Les fibres de renfort d'âme 2b et les fibres de renfort de peau 3b, 4b sont choisies parmi une ou plusieurs parmi des fibres végétales telles que des fibres de lin, de chanvre, de jute, de kénaf ou de sisal, des fibres minérales telles que des fibres de verre ou de basalte, des fibres synthétiques telles que des fibres de carbone ou d'aramide, et des fibres polymères présentant un point de fusion supérieur à celui de la matrice de polymère associée.
L'agent de porosité 5 est l'un parmi un agent expansé et un agent expansible, lesdits agents expansé et expansible étant décrits plus en détail respectivement aux
Figures 2 et 3 .
L'incorporation massique de l'agent de porosité 5 dans l'âme 2 est de préférence comprise entre 1% et 30%.
La masse de l'âme 2 est de préférence comprise entre 10% et 50% en masse totale de matériau à structure de type sandwich 1.
L'épaisseur de chaque peau 3, 4 est de préférence comprise entre 0,5 mm et 5 mm, et l'épaisseur de l'âme 2 est de préférence comprise entre 1 mm et 9 mm, l'épaisseur totale du matériau à thermocomprimer 1 étant inférieure ou égale à 10 mm.
Si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir qu'il y est représenté un matériau à structure de type sandwich 11 selon une première variante d'un second mode de réalisation de l'invention.
Les éléments communs entre le premier mode de réalisation de l'invention sur la
Figure 1 et cette première variante du second mode de réalisation de l'invention portent le même chiffre de référence auquel on a ajouté 10, et ne seront pas décrits plus en détail ici lorsqu'ils sont de structures identiques.
Les première et secondes peaux 13, 14 du matériau à thermocomprimer 11 sont identiques à celles du matériau à thermocomprimer 1 selon la première variante du premier mode de réalisation.
L'âme 12 du matériau 11 est constituée de broyats de non-tissé thermocomprimé, chaque broyât 16 étant constitué de la troisième matrice de polymère
12a cristallisée dans laquelle sont piégées les f ibres de renfort d ' âme
12b, certaines extrémités des f ibres de renfort d ' âme
12b sortant de la troisième matrice de polymère
12a cristallisée, l'agent de porosité étant réparti entre lesdits broyats 16.
Les broyats 16 sont de préférence issus du broyage de chutes de fabrication de non-tissé composite auxquelles a été incorporé l'agent de porosité
15. Les peaux 13, 14 sont liées à l'âme 12 de façon correcte grâce à la présence de « ponts » de fibres de renfort-fibres de polymère reliant les deux peaux 13 entre elles et traversant l'âme .
Les broyats 16 ont de préférence une granulométrie comprise entre 1 mm et 20 mm, le choix de la granulométrie étant défini en fonction de l'épaisseur du matériau 11 et de son taux de compression.
Dans la première variante de ce second mode de réalisation, l'agent de porosité 15 est un agent expansé, à savoir des microbilles de verre creuses, permettant de créer une porosité dans l'âme 12 et de conserver la porosité après thermocompression du matériau 11.
Les microbilles de verre creuses 15 permettent ainsi de créer une porosité dans l'âme 12 puis, lors de la thermocompression, la présence des microbilles de verre creuses 15 au cœur du matériau 11 permet de limiter la compressibilité de l'âme 12. A taux de compression global identique à celui d'un matériau standard, l'âme 12 du matériau 11 est plus poreuse que celle du matériau standard et les peaux 13, 14 sont moins poreuses.
Les microbilles de verre creuses 15 sont par exemple le produit EUROCELL300® de la société Europerl. Il est à noter qu'avec ce type d'agent de porosité expansé, il est cependant difficile d'atteindre un taux de compression élevé des peaux 13, 14 car la pression de compression détériorerait les microbilles de verre creuses 15.
Si l'on se réfère à la Figure 3, on peut voir qu'il y est représenté un matériau à structure de type sandwich 21 selon une seconde variante du second mode de réalisation de l'invention.
Les éléments communs entre la première variante du second mode de réalisation de l'invention sur la Figure 2 et cette seconde variante du second mode de réalisation de l'invention portent le même chiffre de référence auquel on a ajouté 10, et ne seront pas décrits plus en détail ici lorsqu'ils sont de structures identiques.
Les première et secondes peaux 23, 24 du matériau à thermocomprimer 21 sont identiques à celles 13, 14 du matériau à thermocomprimer 11 selon la première variante du second mode de réalisation.
Les broyats 26 de l'âme 22 du matériau à thermocomprimer 21 sont identiques à ceux 16 de l'âme 12 du matériau à thermocomprimer 11 selon la première variante du second mode de réalisation.
Dans la seconde variante du second mode de réalisation, l'agent de porosité 25 est un agent expansible, à savoir des microcapsules polymériques renfermant un gaz qui s'active en s'expansant à une température prédéfinie avec présence ou non de vapeur d'eau, permettant ainsi de créer une porosité dans l'âme 22 et d'augmenter la porosité après la thermocompression du matériau 21.
Il existe de nombreux gaz et de nombreux types de microcapsules pour l'agent de porosité expansible
5. Leur choix s'effectue en tenant compte de leur capacité d ' expansion, température compatibles de leur température de dégradation. Ces avec les paramètres d'activation et de leur paramètres doivent être de moulage. Lors de la thermocompression, la montée en température nécessaire à fusion activer générer parois la des fibres fusibles 23a, 24a l'expansion des microcapsules une poussée comprimant les peaux du moule chaud. Ce phénomène sert
25.
23, va également
Elles vont contre améliorer les le mouillage entre fibres de matrice les fibres de renfort
23b, 24b et les de polymère
23a, 24a.
la fin de l'étape de chauffe, le matériau 21 présente un aspect « gonflé » en son cœur.
expansées peaux 23,
Lors de la compression à froid, les sphères sont comprimées et continuent à surcomprimer les
24, créant ainsi une différence de masse volumigue significative entre l'âme 22 et les peaux
Le résultat final est un matériau 21 présentant une plus poreuse gue le matériau standard et des moins poreuses que le matériau standard.
compression des peaux 23, 24 peut être ajusté peaux
23, 24.
âme
23,
Le taux de en modifiant la quantité d'agent expansible 25 dans l'âme 22.
L'agent de porosité expansible est par exemple des microsphères Expancel®
AkzoNobel. Les microsphères
950DU120 de la société
Expancel® sont des sphères thermoplastiques (en copolymère acrylique) contenant une combinaison de gaz (isooctane et montée en température, le gaz s'expanse et la capsule thermoplastique se ramollit, permettant l'augmentation du volume contenu.
Des billes de polystyrène expansible (par exemple, BASF Styropor® F95 Sériés) peuvent également être utilisées. Dans ce cas, pour activer l'expansion, une petite quantité d'eau est pulvérisée sur la partie inférieure du matériau 21 avant introduction dans le moule de thermocompression. Lors de l'étape de chauffe, l'eau se vaporise et permet aux billes de gonfler.
Il est à noter que, dans le cas où l'agent de porosité 25 est expansible, plus il y aura d'agent expansible 25 dans l'âme 22, plus les peaux 23, 24 devront être épaisses pour prévenir le transpercement des peaux 23, par l'agent expansible 25 pendant l'expansion de celuici .
Si l'on se réfère à la Figure 4, on peut voir qu'il y est représenté un broyât 26 de l'âme 22 du matériau à thermocomprimer 21.
Le broyât 26 est issu du broyage d'un non-tissé composite thermocomprimé, le non-tissé composite comprenant, avant thermocompression, des fibres fusibles mélangées avec des fibres de renfort 22b. La thermocompression du non-tissé composite permet la fusion puis la cristallisation des fibres fusibles, les fibres de renfort 22b étant alors piégées dans la matrice de polymère cristallisée 22a.
Après broyage du non-tissé composite thermocomprimé, certaines extrémités des fibres de renfort 22b dépassent de la matrice de polymère cristallisée 22a.
Lors du mélange de l'agent de porosité expansible avec les broyats 26, les microcapsules d'agent de porosité 25 sont captées par les fibres de renfort 22b nues situées à la périphérie des broyats 26.
La thermocompression du matériau 21 permet ensuite aux microcapsules d'agent de porosité 25 de s'expanser entre les broyats 26 et ainsi d'augmenter la porosité dans l'âme 22 du matériau 21.
Si l'on se réfère à la Figure 5, on peut voir qu'il y est représenté un dispositif de fabrication 30 du matériau à structure de type sandwich 1 selon la première variante du premier mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif de fabrication 30 comprend un dispositif de saupoudrage 31, deux électrodes de création de champ électromagnétique alternatif 32, deux rouleaux de guidage 33 et un dispositif d'aiguilletage 34.
Le dispositif de fabrication 30 permet de mettre en œuvre le procédé de fabrication du matériau à structure de type sandwich 1 selon la première variante du premier mode de réalisation, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la fourniture des première et seconde peaux 3, 4 ; la fourniture du non-tissé de l'âme 2 ; le saupoudrage de l'agent de porosité 5 sur le non-tissé de l'âme 2 à l'aide du dispositif de saupoudrage 31 qui est disposé au-dessus du non-tissé de l'âme 2 ; l'incorporation de l'agent de porosité 5 dans le non-tissé de l'âme 2 à l'aide d'un champ électrostatique alternatif créé par les deux électrodes 32 qui sont disposées respectivement en dessous et au-dessus du non-tissé de l'âme 2 en aval du dispositif de saupoudrage 31,; la disposition de l'âme 2 entre les première et seconde peaux 3, 4 à l'aide des rouleaux de guidage 33 qui guident les première et seconde peaux 3, 4 respectivement à proximité des faces inférieure et supérieure de l'âme 2 ; et l'assemblage de l'âme 2 et des première et seconde peaux 3, 4 par l'intermédiaire du dispositif d'aiguilletage 34.
Il est à noter que l'incorporation de l'agent de porosité 5 dans le non-tissé de l'âme 2 pourrait également être réalisée à l'aide d'une centrifugation, d'une pression d'air, d'une pression mécanique ou d'un vide partiel, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Il est à noter que l'assemblage de l'âme 2 et des première et seconde peaux 3, 4 pourrait également être réalisé par thermoliage, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Les première et seconde peaux 3, 4 et le nontissé de l'âme 2 sont de préférence réalisés à l'aide de dispositifs de cardage (non représentés à la Figure 5).
Ainsi, ce dispositif de fabrication 30 permet la localisation préférentielle de la porosité au centre de l'épaisseur du matériau 1 et permet d'éviter la migration de l'agent de porosité 5 vers les peaux 3, 4.
Le matériau à thermocomprimer 1 est ensuite thermocomprimé dans une presse de thermocompression. La chauffe permet de fusionner les fibres de matrices de polymère 2a, 3a, 4a et d'expanser l'agent de porosité 5 situé au centre du matériau 1 dans le cas où l'agent de porosité 5 est un agent expansible. Le refroidissement
permet ensuite de cristalliser les matrices de polymère 2a,
3a, 4a et de rendre la pièce rigide •
Il est à noter que, dans le procédé de
fabrication décrit ci-dessus, le non-tissé de 1'âme 2
pourrait également déjà contenir l'agent de porosité 5,
sans s'écarter du cadre de la présente i nvention, le
dispositif de saupoudrage 31 et les deux électrodes 32
n'étant alors pas nécessaires.
Si l'on se réfère à la Figure 6, on peut voir
qu'il y est représenté un dispositif de fabrication 40 du matériau à structure de type sandwich 21 selon la seconde variante du second mode de réalisation de l'invention.
Il est à noter que ce dispositif de fabrication est également approprié pour la fabrication du matériau à structure de type sandwich 11 selon la première variante du second mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif de fabrication 40 comprend un dispositif de saupoudrage 41, un rouleau de guidage 42 et un dispositif d'aiguilletage 43.
Le dispositif de fabrication 40 permet de mettre en œuvre le procédé de fabrication du matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer 21 selon la seconde variante du second mode de réalisation, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la fourniture des première et seconde peaux 23, 24 ; la fourniture des broyats 26 dans le dispositif de saupoudrage 41 ; le mélange des broyats 26 avec l'agent de porosité 25 dans le dispositif de saupoudrage 41 ; le saupoudrage du mélange de broyats 26 et d'agent de porosité 25 sur la première peau 23 à l'aide du dispositif de saupoudrage 41 qui est disposé au-dessus de la première peau 41 ; la disposition de la seconde peau 24 sur le mélange saupoudré de broyats 26 et d'agent de porosité 25 à l'aide du rouleau de guidage 42 ; et l'assemblage de l'âme 22 et des première et seconde peaux 23, 24 par l'intermédiaire du dispositif d'aiguilletage 43.
Il est à noter que les microsphères de l'agent de porosité 25 captées par les fibres nues 22b situées à la périphérie des broyats 26 n'ont pas été représentées à la Figure 6 afin de simplifier le dessin.
Il est à noter que l'assemblage de l'âme 22 et des première et seconde peaux 23, 24 pourrait également être réalisé par thermoliage, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Les première et seconde peaux 23, 24 sont de préférence réalisés à l'aide de dispositifs de cardage (non représentés à la Figure 6).
Ainsi, ce dispositif de fabrication 40 permet la localisation préférentielle de la porosité au centre de l'épaisseur du matériau 21 et permet d'éviter la migration de l'agent de porosité 25 vers les peaux 23, 24.
Le matériau à thermocomprimer 21 est ensuite thermocomprimé dans une presse de thermocompression. La chauffe permet de fusionner les matrices de polymère 22a,
Figure FR3070306A1_D0002
centre du matériau 21. Le refroidissement permet ensuite de cristalliser les matrices de polymère 22a, 23a, 24a et de rendre la pièce rigide.
Si l'on se réfère à la Figure 7, on peut voir gu'il y est représenté un autre dispositif de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich 121 selon une troisième variante du second mode de réalisation de l'invention tel gue représenté à la Figure 8.
Les éléments communs entre la seconde variante du second mode de réalisation de l'invention sur la Figure 3 et cette troisième variante du second mode de réalisation de l'invention portent le même chiffre de référence, et ne seront pas décrits plus en détail ici lorsgu'ils sont de structures identigues.
Il est à noter gue ce dispositif de fabrication 50 est également approprié pour la fabrication d'un matériau à structure de type sandwich à l'aide de broyats 16 mélangés avec un agent expansé 15..
Le dispositif de fabrication 50 comprend un dispositif de cardage 51, un dispositif de saupoudrage 52, un dispositif de nappage 53 et un dispositif d'aiguilletage 54 .
Le dispositif de fabrication 50 permet de mettre en œuvre un autre procédé de fabrication du matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer 121 selon la troisième variante du second mode de réalisation, ledit autre procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la création d'un voile de carde 55 à l'aide du dispositif de cardage 51, le voile de carde 55 étant un non-tissé composite de la même composition que les première et seconde peaux 23, 24 finales ; la fourniture des broyats 26 dans le dispositif de saupoudrage 52 ; le mélange des broyats 26 avec l'agent de porosité 25 dans le dispositif de saupoudrage 52 ; le saupoudrage du mélange de broyats 26 et d'agent de porosité 25 sur le voile de carde 55 à l'aide du dispositif de saupoudrage 52 qui est disposé au-dessus du voile de carde 55 en aval du dispositif de cardage 51 ; le nappage du voile de carde 55, sur lequel est saupoudré ledit mélange, à l'aide du dispositif de nappage 53, de telle sorte que ledit mélange se situe au centre de l'épaisseur du voile 55 nappé ; et la consolidation du matériau à structure de type sandwich 121 par l'intermédiaire du dispositif d'aiguilletage 54.
Le chiffre de référence 122 à la Figure 8 représente les plis de nappage du voile de carde 55 après l'étape de nappage.
Il est à noter que les microsphères de l'agent de porosité 25 captées par les fibres nues 22b situées à la périphérie des broyats 26 n'ont pas été représentées à la Figure 7 afin de simplifier le dessin.
Il est à noter que la consolidation du matériau à structure de type sandwich 121 pourrait également être réalisée par thermoliage, sans s'écarter du cadre de la présente invention.
Ainsi, ce dispositif de fabrication 50 permet la localisation préférentielle de la porosité au centre de l'épaisseur du matériau 121 et permet d'éviter la migration de l'agent de porosité 25 vers les peaux 23, 24.
Le matériau à thermocomprimer 121 est ensuite thermocomprimé dans une presse de thermocompression. La chauffe permet de fusionner les matrices de polymère 22a, 23a, 24a et d'expanser l'agent de porosité 25 situé au centre du matériau 121. Le refroidissement permet ensuite de cristalliser les matrices de polymère 22a, 23a, 24a et de rendre la pièce rigide.
Cette technique de saupoudrage puis de nappage permet de localiser l'agent de porosité 25 à différentes positions dans l'épaisseur du matériau 121.
Le dispositif de fabrication 50 pourrait également être utilisé pour la fabrication d'un matériau de à structure de type sandwich 101 selon une seconde variante du premier mode de réalisation de
1'invention tel que représenté à la Figure 9.
Les éléments communs entre la première variante du premier mode de réalisation de l'invention sur la Figure et cette seconde variante du premier mode de réalisation de l'invention portent le même chiffre de référence, et ne seront pas décrits plus en détail ici lorsqu'ils sont de structures identiques.
Le dispositif de fabrication permet de mettre en œuvre un autre procédé de fabrication du matériau à structure de type sandwich à thermocomprimer
101 selon la seconde variante du premier mode de réalisation, ledit autre procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : la création d'un voile de carde 55 à l'aide du dispositif de cardage 51, le voile de carde 55 étant un non-tissé composite de la même composition que les première et seconde peaux 3, 4 finales ; le saupoudrage de l'agent de porosité 5 (à la place des broyats 26 représentés à la Figure 7) sur le voile de carde 55 à l'aide du dispositif de saupoudrage 52 qui est disposé au-dessus du voile de carde 55 en aval du dispositif de cardage 51 ; le nappage du voile de carde 55, sur lequel est saupoudré ledit agent de porosité 5, à l'aide du dispositif de nappage 53, de telle sorte que ledit agent de porosité 5 se situe au centre de l'épaisseur du voile 55 nappé ; et la consolidation du matériau à structure de type sandwich 101 par l'intermédiaire du dispositif d'aiguilletage 54.
Le chiffre de référence 102 à la Figure 9 représente les plis de nappage du voile de carde 55 après l'étape de nappage.
Il est à noter que la consolidation du matériau à structure de type sandwich 101 pourrait réalisée par thermoliage, sans s'écarter également être du cadre de la présente invention.
Cette technique de saupoudrage puis de nappage permet de localiser l'agent de porosité différentes positions dans l'épaisseur du matériau 101.
Les avantages de
1'invention en termes de fabrication sont les suivants : pas de changement d ' outillage nécessaire, possibilité de faire varier ' épaisseur de 1'âme dans un même matériau, possibilité de recycler les chutes de fabrication des clients en les intégrant dans le produit, et déformabilité du renfort conservée lors du moulage.

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS
    1 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) à thermocomprimer, comprenant une âme (2 ; 12 ; 22) disposée entre une première peau (3 ; 13 ;
    23) et une seconde peau (4 ; 14 ; 24), ladite première peau (3 ; 13 ; 23) comprenant une première matrice de polymère (3a ; 13a ; 23a), ladite seconde peau (4 ; 14 ;24) comprenant une seconde matrice de polymère (4a ;14a ;
    24a), caractérisé par le fait que ladite âme (2 ; 12 ;22) comprend une troisième matrice de polymère (2a ; 12a ;22a) dans laquelle est réparti un agent de porosité (5 ; 15;
    25) configuré pour créer une porosité dans l'âme (2 ; 12;
    22), de telle sorte que, lorsque ledit matériau (1 ; 11;
    21 ; 101 ; 121) est thermocomprimé, les première (3a ;
    13a ; 23a) et seconde (4a ; 14a ; 24a) matrices de polymère adhèrent à la troisième matrice de polymère (2a ;12a ;
    22a), et l'agent de porosité (5 ; 15 ; 25) est en outre configuré pour conserver ou augmenter ladite porosité dans l'âme (2 ; 12 ; 22) lorsque ledit matériau (1 ; 11 ;21 ;
    101 ; 121) est thermocomprimé.
  2. 2 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'âme (2 ; 12 ; 22) comprend en outre des fibres de renfort d'âme (2b ; 12b ; 22b) mélangées avec la troisième matrice de polymère (2a ; 12a ; 22a).
  3. 3 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'au moins l'une desdites première (3 ; 13 ; 23) et seconde (4 ; 14 ; 24) peaux comprend en outre des fibres de renfort de peau (3b, 4b ; 13b, 14b ; 23b, 24b) mélangées avec la matrice de polymère (3a, 4a ; 13a, 14a ; 23a, 24a) associée.
  4. 4 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que, dans chaque peau (3, 4 ; 13, 14 ; 23, 24), la proportion en masse de fibres de renfort de peau (3b, 4b ; 13b, 14b ; 23b, 24b)/matrice de polymère (3a, 4a ; 13a, 14a ; 23a, 24a) associée est comprise entre 5%/95% et 60%/40%.
  5. 5 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chacune des première (3a ; 13a ; 23a), seconde (4a ; 14a ; 24a) et troisième (2a ; 12a ; 22a) matrices de polymère est constituée d'au moins un polymère tel que le polypropylène, le polyéthylène, le polyéthylène téréphtalate et le polyamide (6, 6-6, 11) .
  6. 6 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que les fibres de renfort d'âme (2b ; 12b ; 22b) et, le cas échéant, les fibres de renfort de peau (3b, 4b ; 13b, 14b ; 23b, 24b) sont choisies parmi une ou plusieurs parmi des fibres végétales telles que des fibres de lin, de chanvre, de jute, de kénaf ou de sisal, des fibres minérales telles que des fibres de verre ou de basalte, des fibres synthétiques telles que des fibres de carbone ou d'aramide, et des fibres polymères présentant un point de fusion supérieur à celui de la matrice de polymère associée.
  7. 7 - Matériau à structure de type sandwich (1 ; 101) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'âme (2) est constituée d'un non-tissé comprenant la troisième matrice de polymère (2a) mélangée, le cas échéant, aux fibres de renfort d'âme (2b), l'agent de porosité (5) étant réparti à l'intérieur du non-tissé.
  8. 8 - Matériau à structure de type sandwich (il ;
    21 ; 121) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'âme (12 ; 22) est constituée de broyats (16 ; 26) de la troisième matrice de polymère (12a ; 22a) mélangée, le cas échéant, aux fibres de renfort d'âme (12b ; 22b), l'agent de porosité (15 ; 25) étant réparti entre lesdits broyats (16 ; 26) .
  9. 9 - Matériau à structure de type sandwich (il ;
    21 ; 121) selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les broyats (16 ; 26) ont une granulométrie comprise entre 1 mm et 20 mm.
  10. 10 - Matériau à structure de type sandwich (il) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'agent de porosité (15) est un agent expansé, tel que des microbilles de verre creuses, permettant de créer une porosité dans l'âme (12) et de la conserver après la thermocompression.
  11. 11 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    21 ; 121) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'agent de porosité (5 ; 25) est un agent expansible, tel que des microcapsules polymériques renfermant un gaz qui s'active en s'expansant à une température prédéfinie, permettant de créer une porosité dans l'âme (2 ; 22) et de l'augmenter après la thermocompression.
  12. 12 - Matériau à structure de type sandwich (1 ; il ; 21 ; 101 ; 121) selon l'une des revendications 1 à il, caractérisé par le fait que l'incorporation massique de l'agent de porosité (5 ; 15 ; 25) dans l'âme (2 ; 12 ; 22) est comprise entre 1% et 30%.
    13 - Matériau à structure de type sandwich d ; il ; 21 ; 101 ; 121) selon 1 'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que la masse de 1 ' âme (2 ; 12 ; 22)
    est comprise entre 10% et 50% en masse totale de matériau à structure de type sandwich (1 ; 11 ; 21 ; 101 ; 121).
  13. 14 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que l'épaisseur de chaque peau (3, 4 ; 13, 14 ; 23, 24) est comprise entre 0,5 mm et 5 mm.
  14. 15 - Matériau à structure de type sandwich (1 ;
    11 ; 21 ; 101 ; 121) selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que l'épaisseur de l'âme (2 ; 12 ; 22) est comprise entre 1 mm et 9 mm.
  15. 16 - Procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich (1) à thermocomprimer selon la revendication 7 ou l'une des revendications 10 à 15 en dépendance de la revendication 7, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :
    - la fourniture de s première et seconde peaux (3, 4) ; - la fourniture du non-tissé de 1'âme ( 2) ; - le saupoudrage de l'agent de porosité (5) sur le non- tissé de l'âme (2) r - l'incorporation de l'agent de porosité (5) dans le non- tissé de l'âme (2 ) à l'aide d', au moins un parmi un champ électrostatique alternatif, une centrifugation, une
    pression d'air, une pression mécanique et un vide partiel ;
    - la disposition de l'âme (2) entre les première et seconde peaux (3, 4) ; et
    - l'assemblage de l'âme (2) et des première et seconde peaux (3, 4) par aiguilletage et/ou thermoliage.
  16. 17 - Procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich (11 ; 21) à thermocomprimer selon la revendication 8 ou l'une des revendications 9 à 15 en dépendance de la revendication 8, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :
    - la fourniture des première et seconde peaux (13, 14 ; 23,
    24);
    - la fourniture des broyats (16 ; 26) de l'âme (12 ; 22);
    - le mélange des broyats (16 ; 26) avec l'agent de porosité (15 ; 25);
    - le saupoudrage du mélange de broyats (16 ; 26) et d'agent de porosité (15 ; 25) sur l'une des première et seconde peaux (13, 14 ; 23, 24);
    - la disposition de l'autre des première et seconde peaux (13, 14 ; 23, 24) sur le mélange saupoudré de broyats (16 ; 26) et d'agent de porosité (15 ; 25) ; et
    - l'assemblage de l'âme (12 ; 22) et des première et seconde peaux (13, 14 ; 23, 24) par aiguilletage et/ou thermoliage.
  17. 18 - Procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich (121) à thermocomprimer selon la revendication 8 ou l'une des revendications 9 à 15 en dépendance de la revendication 8, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :
    - la fourniture d'un voile de carde (55) ;
    - la fourniture des broyats (16 ; 26) de l'âme (12 ; 22) ;
    - le mélange des broyats (16 ; 26) avec l'agent de porosité (15 ; 25) ;
    - le saupoudrage du mélange de broyats (16 ; 26) et d'agent de porosité (15 ; 25) sur le voile de carde (55) ;
    - le nappage du voile de carde (55) sur leguel est saupoudré ledit mélange, de telle sorte gue ledit mélange se situe au centre de l'épaisseur du voile (55) nappé ; et
    - la consolidation du matériau à structure de type sandwich (121) par aiguilletage et/ou thermoliage.
  18. 19 - Procédé de fabrication d'un matériau à structure de type sandwich (101) à thermocomprimer selon la revendication 7 ou l'une des revendications 10 à 15 en dépendance de la revendication 7, ledit procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes :
    - la fourniture d'un voile de carde (55) ;
    - le saupoudrage de l'agent de porosité (5) sur le voile de
    5 carde (55) ;
    - le nappage du voile de carde (55) sur lequel est saupoudré l'agent de porosité (5), de telle sorte que ledit agent de porosité (5) se situe au centre de l'épaisseur du voile (55) nappé ; et
    10 - la consolidation du matériau à structure de type sandwich (101) par aiguilletage et/ou thermoliage.
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