WO1986007103A1 - Materiau stratifie a base de resine thermoplastique et procede pour sa fabrication - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of materials based on thermoplastic resins and it relates, more specifically, to materials of the type which can generally be qualified as laminates, usable directly as such or used in the manufacture of laminated articles.
  • Thermoplastic resins are known not to generally allow the production of laminated materials comprising fibrous reinforcing elements of great length, as in the case of thermosetting resins.
  • thermoplastic resins generally molded under high pressure between 100 and 600 bar, consists in incorporating short fibers in glass, for example.
  • This incorporation of the fibers into the resin is carried out prior to molding by incorporating fibers whose length varies between five and ten millimeters and by conditioning the mixture thus produced in the form of granules.
  • the molding is carried out from these granules by high pressure injection.
  • the average length of the fibers decreases considerably.
  • the longest fibers were all oriented in the direction of flow of the material, which has drawbacks.
  • thermoplastic resins injection molding machine and mold
  • this tool is often deteriorated quickly, due to the very abrasive nature of certain fibers.
  • thermoplastic resins As a result, despite all the advantages that thermoplastic resins have to date. Their use in the field of laminated articles is minimal compared to ther curable resins.
  • thermoplastic material is obtained from a closed mold, heated to the melting point of the material and by which the thermoplastic material is subjected to a pressure. This manufacturing method is not satisfactory for the reasons below.
  • these inclusions give the material a heterogeneous character and random mechanical strength characteristics.
  • a material is subsequently subjected to heating for a thermoforming phase.
  • the gas inclusions increase in pressure and develop within the mass of the material, further increasing the heterogeneous nature and the poor mechanical characteristics.
  • the present invention aims to solve the above problem, by proposing a new material based on thermoplastic resins and a new process for obtaining such a material.
  • the invention also relates to articles obtained from such a new material.
  • the object of the invention is to propose a new material which can be used as it is or for the constitution of laminated complex materials.
  • An object of the invention is to provide a new material free of gaseous inclusions and comprising a structure based on at least one layer or crust of dense and compact material comprising, on one side and intimately linked to it, a fibrous network. made from fibers of the same kind.
  • Another object of the invention is to make it possible to manufacture a new laminated material comprising two dense and compact layers or crusts linked together by a fibrous sheet constituting an insulation mat of pseudo-elastic character.
  • Another object of the invention is to make it possible to manufacture a laminated material including one or more layers of reinforcing fibers.
  • the new material is characterized in that it is in the form of a crust having at least one smooth face and having at least one layer of dense, compact thermoplastic resin free of gas inclusion. and a fibrous layer formed of thermoplastic resin fibers forming an integral part of the compact layer.
  • the invention also relates to the process for manufacturing the material consisting in: preparing a felt based on fibers of thermoplastic resin,
  • the invention also relates to all new complex laminated materials obtained from the new material which is the subject of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic sectional elevation of the new material according to the invention.
  • Fig. 2 is a sectional elevation showing a manufacturing phase.
  • Figs 3 and 4 are sectional elevations illustrating two alternative embodiments of the material.
  • FIG. 5 is a sectional elevation showing a development of embodiment according to FIG. 4.
  • Fig. 6 is a plan view showing, on a larger scale, an element entering into the constitution of the material according to FIG. 5.
  • Fig. 7 is a plan view showing, on a larger scale, a structural detail of the material according to FIG. 5.
  • Figs. 8 and 9 are sectional elevations illustrating two other alternative embodiments of the material.
  • FIG. 1 illustrates the new material according to the invention which is characterized in that, produced entirely on the basis of thermoplastic resin, it comprises a resin crust 1 compact, free from gas inclusion, of constant thickness or not, of form flat or complex.
  • This crust 1 has a smooth face 1_a and a face 1b of a fibrous, fluffy nature, formed by a multitude of fibers of thermoplastic resins interlaced or not, forming a body with the material of the crust from which they rise to form a flexible layer 1 .. the thickness of which can be arbitrary with respect to that of the crust 1.
  • the crust 1 has a rigid or relatively deformable elastic character
  • felts based on a thermoplastic resin such as, for example, polyamides, polypropylene, polyethylene terephthalate, etc. are produced in a known manner.
  • felts can be made of either staple fibers or continuous filaments and can be made, in this case, according to the technique known as "spun bonded".
  • an apparatus comprising, essentially, two trays 2, 3 superimposable.
  • the lower plate 2 can be alternately heated and cooled, while the upper plate 3 is only cooled.
  • the heating of the plates 2, 3 is obtained by any suitable means, for example by means of conduits 4, 5, 6 conveying heat transfer fluids.
  • the lower plate 2 comprises an alternation of conduits k, 5 implemented successively. Some 4 allowing the temperature rise of said plate, the other 5 allowing its cooling.
  • the conduits 6 of the upper plate 3 are, for their part, only intended to convey the cooling fluids.
  • the two plates 2, 3 will, moreover, be associated with means making it possible to distance them and bring them closer to one another, so as to exert pressure on the material trapped between them.
  • a tray is placed on the tray 2 felt 7 of thermofusible thermoplastic resin which is covered by the plate 3 brought to exert on the felt a low pressure per unit area, for example between 50 and 300 kgp / m Depending on the construction of the plate 3, this pressure may simply result from the weight of the tray or be maintained by an appropriate mechanism not forming part of the invention.
  • the low pressure exerted therefore does not require that the plate 3 is heavy.
  • This tray can therefore be ballasted or operated by a device to control the pressure exerted.
  • the stroke of the plate In the direction of the controlled pressure, the stroke of the plate must be limited by adjustable stops.
  • the cold plate 3 can be replaced by a flexible diaphragm. Its cooling will then be ensured by the fluid which operates it or by ventilation when the tool is at rest between two manufacturing cycles.
  • the lower plate 2 supports a relatively low load. Therefore, its construction can be lightened, which is interesting from an economic point of view.
  • An economical solution both from a construction point of view and from an energy consumption point of view, consists in having an insulator between the thermally active surface of the plate 2 and the structure which provides rigidity. This assembly can be fitted locally with adjustable side clamps, occupying only part of the edges of the plates to hold the felt in position.
  • the plates 2 and 3 thus form a mold having the characteristic of having an open periphery, the primary function of which will emerge from the following.
  • the temperature rise of the plate 2 is carried out until the melting temperature of the thermoplastic material is reached and, simultaneously, the plate 3 is cooled.
  • the fibers in contact with the tray 2 are gradually melted and form a layer of pasty material first, then relatively thin which progresses in the form a vertically rising front, as the level of the melting temperature rises.
  • Such a level reaches a stabilization or equilibrium floor depending on the relationship between the calories supplied to plateau 2 and those taken from plateau 3.
  • a molten layer is formed associated by the same material with a layer of superimposed non-molten fibers, the thickness relationship of the layers depending on the thermal relationship between the plates.
  • the method of the invention has the remarkable feature that the gradual melting of the fibers of the felt 7 develops along a vertically increasing front with respect to an always present superposed fibrous layer.
  • any gas evolution can follow the aerated structure of this layer which allows, by the peripheral opening of the mold, to ensure effective permanent degassing. This makes it possible to obtain a molten layer completely free of gaseous inclusion and therefore having physical and mechanical characteristics never before obtained.
  • the process can take place without constraint or risk of leakage or spreading of the molten layer out of the open mold, because the very low pressure exerted by the plate 3 is chosen to avoid the creep of the material as soon as it melts. To contribute to obtaining such a result, it can also be envisaged to place in the mold a fibrous mat or felt 7 extending beyond the peripheral edges of the plates 2 and 3.
  • the plate 2 After fusion of the fibrous material to the desired thickness, the plate 2 is cooled to gel and harden the melted layer and obtain a compact crust 1 having, on its side in contact with the plate 2, a smooth face 1 ⁇ _.
  • the cooling is effected by maintaining the pressure exerted by the plate 3.
  • the mold can then be opened to release the material obtained. Due to the low pressure exerted by the plate 3, the fluffy layer 1b is actually constituted by the fibers of the felt, which appear in the initial appearance, since they have not undergone any constraint of permanent deformation, in particular, at their level of connection with the crust 1. These fibers, not melted, but nevertheless integral parts of the crust, thus preserve the abundant aspect that they gave to the felt, a physical characteristic never before obtained.
  • the new product obtained is thus a new material which can be qualified as laminate, if the crust 1 and the layer 1 are qualified. of strata.
  • This new product can be used for various purposes as such, to form veneers, coatings or other facings of an aesthetic, protective or comfortable nature, depending on whether the accessible side is the smooth side or the fluffy side 1Jî.
  • Such a material can be used in decoration, packaging or in a simple or complex industrial product.
  • Such a material can also be transformed by thermoforming, since it suffices to heat the crust to soften it and give it the desired shape.
  • FIG. 3 A development of the invention is illustrated in FIG. 3, according to which The plates 2 and 3 are heated alternately or simultaneously to produce a material comprising two crusts 1 with opposite smooth faces which are intimately connected together by a fluffy layer 1. corresponding to a thickness of fibers of the non-melted felt.
  • a material comprising two crusts 1 with opposite smooth faces which are intimately connected together by a fluffy layer 1. corresponding to a thickness of fibers of the non-melted felt.
  • i L is possible to obtain thicknesses of crusts 1 and layer 1., identical or variable depending on the future application. of the material.
  • Fig. 4 illustrates another development consisting in producing a material including an internal reinforcement structure 8 of non-hot-melt fibers. In such a case, the procedure is as follows.
  • this textile reinforcing element is sandwiched between two felts 7 based on thermoplastic filaments or fibers. Then, the plate 2 is loaded with a first felt 7 which is covered with a reinforcing structure 8 on which a second felt 7 is deposited, generally made of material identical to the first.
  • the felt 7, in contact with the heating plate 2, is completely melted by the heat treatment. Furthermore, the same is true for the fusible material associated with the reinforcing textile structure 8 as well as for part of the thickness of the second felt in the vicinity of its zone of contact with the ply 8. After cooling of the plate 2 and lifting the upper plate 3, the finished product can be removed. It is in the form of a smooth resin sheet on one side and a felted appearance on the other, the reinforcing structure 8 being included.
  • the product obtained is in the form of strata, firmly linked together by the fusion of the thermoplastic resin of the felt 7, of the reinforcement structure 8 and of a part of the second felt 7, without, however, that there is an interpenetration between said layers, this being obtained by the fact that, in accordance with the method according to the invention, a very low pressure is exerted during the treatment and that, moreover, the periphery of the stack is free, thus favoring degassing of fibrous structures.
  • the method according to the invention has many advantages which can be explained by the fact that, according to the invention, the resin is previously conditioned in the form of felt and that it is thus possible to obtain a distribution of the material in the mold at least as uniform as with the prior techniques. In addition, obtaining a structure of non-developable shape is facilitated, since a felt very easily follows such a shape while a film must be previously shaped.
  • the method according to the invention makes it possible to eliminate with certainty the air trapped between the materials and the mold.
  • the weakly compressed felt remains sufficiently elastic so that the non-molten fibers remain in contact with the mold, while the fluid resin which penetrates between the unmelted fibers of the felt convey the energy it has acquired. Consequently, the already fluid resin is retained in lateral displacement by unmelted fibers. Thermal progression is much faster than in a static resin.
  • Fig. 5 illustrates another development of the invention according to which a reinforced laminate material is produced, of the type of that of fig. 3, but which has a further improved strength or mechanical properties.
  • two felts 7 are interposed between the plates 2 and 3, between which three layers of superposed fibrous reinforcing structures 25, 26 and 27 are disposed.
  • the layer 27, arranged in the plane of symmetry consists of a fabric composed of fusible single-strand wires, as shown in FIG. 6.
  • Said fabric consists of sp is warp and weft spaced and allows, after treatment in accordance with the invention, to provide bridging between the reinforcements 25, 26 proper.
  • Fig. 7 is a sectional view, along a plane of symmetry, such as x-x 'of FIG. 5, of a laminated structure produced by this process.
  • this fig. 7 during the melting, the thickness of the fabric was reduced to a thickness slightly less than that of the wire which constituted it. Due to the extra thickness due to the bracing, we understands that this results in a non-uniform melting and spreading of the material of the strands Leaving occluded chambers 29 forming a sort of mesh network between the two opposite strata constituted by the crusts 1, or even the layers 1- and the structures of reinforcement 8.
  • the presence of such an intermediate network, placed in the neutral zone, allows the laminated complex to be given characteristics never before obtained, in fact, the extra thickness thus created makes it possible to compare this structure with that produced with honeycombs The thickness is less important but the connection is improved.
  • Fig. 8 shows another development of the invention according to which a laminated complex is produced by placing, in a mold 30, a plate 31 of new material, for example of the type according to FIG. 1.
  • the plate 31 is arranged to be applied to the bottom of the mold 30 by the smooth face 1a of the crust 1.
  • the face fluffy 1J3 is thus oriented towards the free volume 32 of the mold which, of course, is only shown schematically to illustrate a confinement volume.
  • a foam M is then developed which is intended to occupy the free volume 32 according to a known process, specific to the raw material chosen and within the reach of those skilled in the art.
  • the foam M for example of polyurethane, thus forms a layer 33 occupying the entire volume 32 which ensures its confinement as well as its conformation, and the density of which is chosen according to the destination of the laminated complex material.
  • the layer 33 of foam M is intimately linked to the plate 31 by the fluffy layer 1 .. which forms a layer of intimate bond and of progressive transition opposing any risk of subsequent delamination.
  • the mold is oriented so that the crust 1 is in the high position to promote degassing by the fluffy layer 1.
  • Fig. 9 illustrates a variant of the preceding method and according to which a new complex laminated material is produced by placing in the mold 30 two plates 31 opposed by the fibrous faces 1jî which delimit between them the free volume 32 to be occupied by a layer 33 of foam M
  • the material obtained is a laminated complex comprising two facings, formed by the two crusts 1, connected by a foam core M.
  • the plates 31 can also be of the type according to FIG. 4.
  • the molds 30 used preferably have openings or openings 34 arranged in the plane of the layer (s) 1-, so as to favor by the latter The degassing of the development phase of the foam M.
  • the foam M it is possible to mold the foam M at very low pressure, without any risk of overflow.
  • the one or two layers 1 .., open all around constitute for the air a passage which is several tens of times greater than that offered by suitably dimensioned vents. Consequently, by overdensifying by Laminating Inside the layer (s) 1,., The foam M creates by itself the plug which prevents it from escaping.
  • reaction molding usually presents the risk of the formation of air pockets that are permanently trapped in the foam inside the cavity to be filled. This risk is all the more important as the shape of the cavity is complex.
  • the fibrous part of each crust 1 eliminates this risk. Indeed, its texture is dense enough to prevent it from being fully penetrated before the foam has fully occupied the volume 32. The penetration of the foam inside the layer 1. is therefore gradual and regular over the whole surface. The air thus has the possibility of escaping until the time of the final filling of the volume 32.
  • junction plane between the foam M and the crusts 1 is usually a preferred point of rupture. This results from the bursting of the foam or its detachment.
  • the lack of adhesion is, most often, attributable to the nature of the materials which have little or no chemical affinity.
  • the manufacturing process can be criticized when the foam is in a too advanced polymerization state when it comes into contact with the crust.
  • the need to achieve a gradual transition between ⁇ crusts 1 and moss M led, until now, manufacturers for bonding fibers or a glass mat on the inner face of the or scabs. Such an operation is long and costly.
  • the glue layer must be thick.
  • the polyurethane foam very sensitive to solvent vapors, cannot be expanded before the adhesive no longer releases any vapor. Even after several days, the foam, coming into contact with the glue, undergoes a phenomenon of over-expansion detrimental to the adhesion.
  • the material according to the invention eliminates this drawback, by the fact that the fibrous layer 1. of the structure is joined to the crust by fusion, which avoids all the risks and drawbacks mentioned above.
  • the foam that has penetrated layer 1. has an average density four to five times greater than that of the core. Overdensification is due to the bursting of cells when they are cut by a fiber. Only the first cells lose gas, which is why the overdensification is proportional to the thickness of the felt crossed.
  • the overdensification is proportional to the thickness of the felt crossed.
  • the invention can be implemented in many fields.
  • the new material can be used as an insulating or decorative coating for walls, partitions or industrial manufactured or aesthetic domestic objects or as a raw material for the production of laminate complexes.

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Abstract

Matériau à base de résine thermoplastique qui se présente sous la forme d'une croûte ayant au moins une face lisse (1a), qui possède au moins une couche de résine thermoplastique dense, compacte et exempte d'inclusion gazeuse et une couche fibreuse (16) formée de fibres en résine thermoplastique faisant partie intégrante de la couche compacte et qui est obtenu à partir d'un feutre à base de fibres en résine thermoplastique, placé dans un moule ouvert à sa péripherie, et chauffé par au moins une des faces du moule en exerçant une faible pression, jusqu'à la fusion des fibres du feutre sur une partie de l'épaisseur et refroidi avant démoulage. Application aux revêtements et parements de murs et cloisons.

Description

Matériau stratifié à base de résine thermoplastique et procédé pour sa fabrication.
DOMAINE TECHNIQUE :
La présente invention a pour objet le domaine technique des matériaux à base de résines thermoplastiques et elle concerne, plus spécialement, les matériaux du type pouvant être généralement qualifiés de stratifiés, utilisables directement comme tels ou entrant dans la fabrication d'articles stratifiés.
TECHNIQUE ANTERIEURE :
Les résines thermoplastiques sont connues pour ne pas permettre, généralement, la réalisation de matériaux stratifiés comportant des éléments fibreux de renforcement de grande longueur, comme dans le cas de résines thermodurcissables.
Une méthode de renforcement des résines thermoplastiques, généralement moulées sous pression élevée comprise entre 100 et 600 bar, consiste à incorporer des fibres courtes en verre, par exemple. Cette incorporation des fibres à la résine est réalisée préalablement au moulage en incorporant des fibres dont la longueur varie entre cinq et dix millimètres et en conditionnant le mélange ainsi réalisé sous forme de granulés. Le moulage est réalisé à partir de ces granulés par injection à haute pression. Au cours des différentes phases de fabrication, la longueur moyenne des fibres diminue considérablement. Par ailleurs, il a été constaté qu'à l'intérieur même de l'objet moulé, les fibres les plus longues étaient toutes orientées dans le sens d'écoulement de la matière, ce qui présente des inconvénients. En outre, l'outillage nécessaire pour la réalisation de tels stratifiés à base de résines thermoplastiques (presse à injecter et moule) est très coûteux et, de plus, cet outillage est souvent détérioré rapidement, du fait du caractère très abrasif de certaines fibres. Par ailleurs, dans toutes ces techniques, se pose le problème de l'évacuation de l'air lorsque l'on réalise une structure stratifiée armée de fibres de renforcement, ce qui peut entraîner des défauts dans la pièce terminée si cette évacuation n'est pas totale.
Enfin, lorsque l'on réalise une pièce moulée à partir de résines thermoplastiques chargées de fibres (verre par exemple), la viscosité de la résine est augmentée et ne permet donc d'obtenir que des articles de surfaces limitées et d'épaisseur relativement importante. De tels articles, s'ils réagissent mieux aux contraintes mécaniques qu'une pièce réalisée en résine pure, ont cependant une résistance aux contraintes répétées de flexion limitée par le fait qu'il se produit un échauffement entre Les fibres et La résine ou entre les fibres elles-mêmes.
Par suite, malgré tous les avantages que présentent Les résines thermoplastiques à ce jour. Leur utilisation dans Le domaine des articles stratifiés est minime par rapport aux résines ther odurcissables.
De telles matières premières et une telle méthode de fabrication ne permettent donc pas d'obtenir favorablement, soit un matériau de base, soit un article stratifié présentant, par sa structure, une forte cohésion Lui conférant des caractér stiques mécaniques convenables et des propriétés d'association en strates avec d'autres matériaux pourl'obtention d'articles stratifiés exempts de risque de délaminage.
Or, il existe un besoin latent d'un tel matériau utilisable en tant que tel ou en tant que matériau de base, pour La réalisation de complexes stratifiés cohérents, notamment pour ce qui concerne les parois, cloisons ou articles devant présenter un bon coefficient d'isolation phonique et thermique et aussi une grande possibilité d'association à d'autres matériaux. On aurait pu penser qu'une solution à ce problème général était fournie par l'enseignement divulgué par le brevet français A-70-33 052 (2 061 313). En effet, dans ce brevet, il est préconisé une méthode pour la fabrication d'un matériau et/ou d'un article stratifié à base de résines thermoplastiques. Selon ce brevet, il est prévu de réaliser un matériau en plaçant dans un moule une nappe de fibres thermoplastiques pressées et chauffées jusqu'à la température de fusion. Le moule peut être chauffé, simultanément, sur les deux faces, pour L'obtention d'une plaque ou analogue, à deux surfaces Lisses, ou sur une face seulement, pour l'obtention d'une plaque présentant une surface lisse et une surface fibreuse.
Un tel nouveau matériau est obtenu à partir d'un moule fermé, chauffé à la température de fusion de la matière et par Lequel on soumet la matière thermoplastique à une pression. Cette méthode de fabrication n'est pas satisfaisante pour les raisons ci-dessous.
La mise en oeuvre d'un moule fermé a pour inconvénient majeur de Laisser subsister dans Le matériau des inclusions d'air ou autre phase gazeuse qui possèdent les inconvénients bien connus suivants.
Tout d'abord, ces inclusions confèrent au matériau un caractère hétérogène et des caractéristiques de résistance mécanique aléatoires. En outre, si un tel matériau est soumis ultérieurement à un chauffage pour une phase de thermoformage. Les inclusions gazeuses montent en pression et se développent au sein de La masse du matériau en augmentant encore Le caractère hétérogène et les mauvaises caractéristiques mécaniques.
Si un moulage du matériau est réalisé, il est à craindre que ne se développent des poches internes formées par La concentration des inclusions se regroupant par migration dans des zones préférentielles du moule. La pièce obtenue présente alors un affaiblissement localisé difficilement discernable.
L'existence d'inclusions gazeuses favorise La reprise d'humidité nuisant à La qualité du matériau. La présence de poches ou inclusions confère des mauvaises caractéristiques de résistance à La flexion alternée et font naître un risque de délaminage d'une ou plusieurs strates du matériau obtenu.
Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a proposé de soumettre La matière dans Le moule à une pression élevée, en vue, non pas d'éliminer les inclusions, mais de réduire leur volume. C'est dans cet esprit, bien que cela ne soit pas indiqué, que Le brevet français rappelé ci-avant préconise de soumettre la matière à une pression de L'ordre de 150 kp/cm . En réalité, un tel procédé possède un grand nombre d' inconvénients.
En premier lieu, si le volume des inclusions gazeuses a tendance à diminuer, en revanche, leur pression interne tend à croître notablement. Il existe ainsi, au sein du matériau, des zones ponctuelles à pression élevée augmentant encore Le caractère hétérogène du matériau qui se prête plus mal encore à un thermoformage ultérieur.
En second Lieu, on comprend que Le chauffage de La matière fibreuse se développe tout d'abord au contact de La ou des parois du moule. Il en résulte la naissance d'une masse, d'abord pâteuse, puis fLuide, Localisée qui est fortement sensible à La pression appliquée. Les expérimentations. ont, d'ailleurs, permis de constater que, dans un tel cas, iL existait une sortie de phase fLuide séparée se déplaçant relativement sous la forme d'un front. Dans le cas de réalisation d'un matériau incluant une nappe ou un réseau de fibres de renforcement, un tel front désorganise les fibres qui sont, en partie au moins, localement refoulées par L'avance du front fLuide. Ces fibres sont localement compactées, peu ou pas enrobées par la matière fluide et, pour certaines au moins, bloquées Lors du refroidissement dans un état de contrainte. Toutes ces conséquences ont pour résultat l'obtention d'un matériau hétérogène possédant des caractéristiques mécaniques incertaines.
La présente invention vise à résoudre le problème ci-dessus, en proposant un nouveau matériau à base de résines thermoplastiques et un nouveau procédé d'obtention d'un tel matériau. L'invention vise aussi les articles obtenus à partir d'un tel nouveau matériau.
L'objet de l'invention est de proposer un nouveau matériau qui puisse être utilisé tel quel ou pour la constitution de matériaux complexes stratifiés.
Un objet de l'invention est de fournir un nouveau matériau exempt d'inclusions gazeuses et comportant une structure à base d'au moins une couche ou croûte de matière dense et compacte comportant, sur une face et intimement Lié à elle, un réseau fibreux à base de fibres de même nature.
Un autre objet de L'invention est de rendre possible la fabrication d'un nouveau matériau stratifié comprenant deux couches ou croûtes denses et compactes reliées entre elles par une nappe fibreuse constituant un matelas d'isolation à caractère pseudo-élastique.
Un autre objet de l'invention est de rendre possible la fabrication d'un matériau stratifié incluant une ou plusieurs strates de fibres de renforcement.
EXPOSE DE L'INVENTION :
Selon L'invention, Le nouveau matériau est caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme-d'une- croûte ayant au moins une face Lisse et possédant au moins une couche de résine thermoplastique dense, compacte et exempte d'inclusion gazeuse et une couche fibreuse formée de fibres en résine thermoplastique faisant partie intégrante de la couche compacte.
L'invention vise, .également, Le procédé de fabrication du matériau consistant à : - préparer un feutre à base de fibres en résine thermoplastique,
- coucher au moins un feutre dans un moule ouvert à sa périphérie,
- chauffer L'une des faces du moule au moins en exerçant une faible pression sur le feutre,
- monter et réguler La température de La face chauffante du moule jusqu'à la température de fusion des fibres en résine thermoplastique,
- maintenir cette température pour provoquer La fusion des fibres du feutre sur une partie de L'épaisseur de ce dernier,
- refroidir le moule en maintenant la faible pression,
- puis ouvrir le moule pour dégager Le nouveau matériau.
L'invention a encore pour objet tous matériaux complexes stratifiés nouveaux obtenus à partir du matériau nouveau objet de la présente invention.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de L'objet de L'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS : La fig- 1 est une coupe-élévation schématique du nouveau matériau selon l'invention.
La fig. 2 est une coupe-élévation montrant une phase de fabrication.
Les fig- 3 et 4 sont des coupes-élévations illustrant deux variantes de réalisation du matériau.
La fig- 5 est une coupe-élévation représentant un développement de réalisation selon la fig. 4.
La fig. 6 est une vue en plan montrant, à plus grande échelle, un élément entrant dans La constitution du matériau selon la fig. 5.
La fig. 7 est une vue en plan mettant en évidence, à plus grande échelle, un détail structurel du matériau selon la fig. 5.
Les fig. 8 et 9 sont des coupes-élévations illustrant deux autres variantes de réalisation du matériau.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION :
La fig- 1 illustre le nouveau matériau selon l'invention qui est caractérisé en ce que, réalisé entièrement à base de résine thermoplastique, il comprend une croûte de résine 1 compacte, exempte d'inclusion gazeuse, d'épaisseur constante ou non, de forme plane ou complexe. Cette croûte 1 présente une face lisse 1_a et une face 1b à caractère fibreux, duveteux, formée par une multitude de fibres en résines thermoplastiques entrelacées ou non, faisant corps avec la matière de La croûte à partir de Laquelle elles s'élèvent pour former une couche souple 1.. dont L'épaisseur peut être quelconque par rapport à celle de la croûte 1.
Selon la matière première utilisée, la croûte 1 présente un caractère rigide ou relativement déformable élastique ent,
I possédant Les caractéristiques physiques de La matière première. Pour obtenir un tel nouveau matériau, on procède de La façon suivante.
Préalablement à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on réalise, de manière connue, des feutres à base d'une résine thermoplastique, telle que, par exemple, polyamides, polypropylène, polytéréphtalate d'éthylène, etc ... Ces feutres peuvent être constitués, soit de fibres discontinues, soit de filaments continus et être réalisés, dans ce cas, selon la technique connue sous l'expression "spun bonded".
Si L'on se reporte à la fig. 2, pour La mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on utilise un appareillage comportant, essentiellement, deux plateaux 2, 3 superposables. Le plateau inférieur 2 peut être, alternativement chauffé et refroidi, alors que le plateau supérieur 3 n'est que refroidi. La mise en température des plateaux 2, 3 est obtenue par tout moyen approprié, par exemple au moyen de conduits 4, 5, 6 véhiculant des fluides caloporteurs. Par exemple, le plateau inférieur 2 comporte une alternance de conduits k, 5 mis en oeuvre successivement. Les uns 4 permettant la montée en température dudit plateau, les autres 5 permettant son refroidissement. Les conduits 6 du plateau supérieur 3 sont, quant à eux, uniquement destinés à véhiculer les fluides refroidissants. Les deux plateaux 2, 3 seront, par ailleurs, associés à des moyens permettant de les éloigner et de Les rapprocher L'un de L'autre, de manière à exercer une pression sur La matière emprisonnée entre eux. Conformément à L'invention, on dépose sur Le plateau 2 un feutre 7 de résine thermoplastique thermofusible que L'on recouvre par Le plateau 3 amené à exercer sur Le feutre une faible pression à l'unité de surface, par exemple comprise entre 50 et 300 kgp/m Selon la construction du plateau 3, cette pression peut résulter simplement du poids du plateau ou être entretenue par un mécanisme approprié ne faisant pas partie de l'invention.
La faible pression exercée ne nécessite donc pas que le plateau 3 soit lourd. Ce plateau pourra donc être Lesté ou manoeuvré par un dispositif permettant de contrôler la pression exercée. Dans le sens de la pression contrôlée, La course du plateau devra être limitée par des butées réglables. Dans certains cas, lorsque sa surface de contact n'est pas trop tourmentée, le plateau froid 3 peut être remplacé par un diaphragme souple. Son refroidissement sera alors assuré par Le fluide qui le manoeuvre ou par une ventilation lorsque l'outillage est au repos entre deux cycles de fabrication.
Le plateau inférieur 2 supporte une charge relativement faible. De ce fait, sa construction peut être allégée, ce qui est intéressant d'un point de vue économique. Une solution économique, tant d'un point de vue construction que d'un point de vue consommation d'énergie, consiste à disposer un isolant entre la surface thermiquement active du plateau 2 et la structure qui assure la rigidité. Cet ensemble peut être équipé, localement, de serre-flancs réglables, occupant seulement une partie des bords des plateaux pour maintenir en position le feutre.
Les plateaux 2 et 3 forment ainsi un moule présentant la caractéristique de comporter une périphérie ouverte, dont la fonction primordiale ressortira de ce qui suit.
Selon le procédé de L'invention, après avoir chargé Le moule avec un feutre 7, on réalise la montée en température du plateau 2 jusqu'à atteindre la température de fusion de la matière thermoplastique et, simultanément, on assure Le refroidissement du plateau 3. Les fibres en contact avec Le plateau 2 sont, progressivement, fondues et forment une couche de matière pâteuse tout d'abord, puis relativement fLuide qui progresse sous la forme d'un front s'élevant verticalement, au fur et à mesure que Le niveau de La température de fusion monte. Un tel niveau atteint un plancher de stabilisation ou d'équilibre dépendant de la relation entre Les calories apportées au plateau 2 et celles prélevées du plateau 3.
Ainsi, il se forme une couche fondue associée par La matière même à une couche de fibres non fondues superposées, la relation d'épaisseurs des couches dépendant de La relation thermique entre les plateaux. Le procédé de l'invention a ceci de remarquable que la fusion progressive des fibres du feutre 7 se développe selon un front croissant verticalement par rapport à une couche fibreuse superposée toujours présente. Il en résulte que tout dégagement gazeux peut suivre La structure aérée de cette couche qui permet, par L'ouverture périphérique du moule, d'assurer un dégazage permanent efficace. Ceci permet d'obtenir une couche fondue totalement exempte d'inclusion gazeuse et possédant, par conséquent, des caractéristiques physiques et mécaniques encore jamais obtenues. Le procédé peut se dérouler sans contrainte ni risque de fuite ou étalement de La couche fondue hors du moule ouvert, car la très faible pression exercée par le plateau 3 est choisie pour éviter le fluage de la matière dès sa fusion. Pour contribuer à L'obtention d'un tel résultat, il peut aussi être envisagé de placer dans le moule un matelas fibreux ou feutre 7 débordant les bords périphériques des plateaux 2 et 3.
Après fusion de la matière fibreuse sur l'épaisseur désirée, le plateau 2 est refroidi pour gélifier et durcir la couche fondue et obtenir une croûte 1 compacte présentant, sur son côté en contact avec le plateau 2, une face lisse 1<_. Le refroidissement s'effectue en maintenant La pression exercée par le plateau 3.
Le moule peut alors être ouvert pour dégager le matériau obtenu. En raison de la faible pression exercée par le plateau 3, La couche duveteuse 1b est réellement constituée par les fibres du feutre, lesquelles se présentent sous l'aspect initial, étant donné qu'elles n'ont subi aucune contrainte de déformation permanente, notamment, au niveau de leur pied de liaison avec la croûte 1. Ces fibres non fondues, mais néanmoins parties intégrantes de La croûte, conservent ainsi L'aspect foisonnant qu'elles conféraient au feutre, caractéristique physique encore jamais obtenue.
Le produit nouveau obtenu est ainsi un matériau nouveau pouvant être qualifié de stratifié, si l'on qualifie la croûte 1 et la couche 1,. de strates.
Ce produit nouveau peut être utilisé à des fins diverses en tant que tel, pour former des placages, revêtements ou autres parements à caractère esthétique, protecteur, confortable, selon que La face accessible est La face Lisse la ou La face duveteuse 1Jî. Un tel matériau peut être utilisé en décoration, en emballage ou en produit industriel simple ou complexe.
Un tel matériau peut aussi être transformé par thermoformage, puisqu'il suffit de chauffer La croûte pour La ramollir et lui conférer la forme désirée.
Un développement de L'invention est illustré par la fig. 3, selon Laquelle Les plateaux 2 et 3 sont chauffés alternativement ou simultanément pour produire un matériau comprenant deux croûtes 1 à faces lisses opposées qui sont intimement reliées entre elles par une couche 1. duveteuse correspondant à une épaisseur de fibres du feutre non fondues. Bien entendu, en faisant varier les lois d'apport et de prélèvement de calories à partir des pLateaux 2 et 3, i L est possible d'obtenir des épaisseurs de croûtes 1 et de couche 1., identiques ou variables selon L'application future du matériau. La fig. 4 illustre un autre développement consistant à produire un matériau incluant une structure de renforcement interne 8 de fibres non thermofusibles. Dans un tel cas, on procède de la façon suivante. On réalise, par ailleurs, une structure textile de renforcement, en verre, carbone, polyamide aromatique ..., se présentant sous toute forme appropriée, telle que tissus, nappes unidirectionnelles, nappes bi ou tridirectionnelles, dont les fils ou fibres sont enrobés d'une matière fusible s'ils ne sont pas eux-mêmes en une telle matière par ailleurs compatible avec celle des feutres 7. Dans la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, cet élément de renfort textile est pris en sandwich entre deux feutres 7 à base de filaments ou fibres thermoplastiques. On charge, ensuite, le plateau 2 d'un premier feutre 7 que L'on recouvre d'une structure de renforcement 8 sur Laquelle on dépose un second feutre 7, en général en matière identique au premier. Il s'agit là de La forme La plus simple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, étant entendu que d'autres combinaisons de feutres et de structures textiles de renforcement pourraient être envisagées, L'important étant que Les deux nappes extérieures de L'empilement en contact avec les plateaux soient constituées de feutres à base de fibres thermofusibles.
Le feutre 7, en contact avec le plateau chauffant 2, est entièrement fondu par le traitement thermique. Par ailleurs, i l en est de même pour la matière fusible associée à la structure textile de renforcement 8 ainsi que pour une partie de l'épaisseur du second feutre au voisinage de sa zone de contact avec la nappe 8. Après refroidissement du plateau 2 et relevage du plateau supérieur 3, le produit fini peut être retiré. IL se présente sous la forme d'une feuille de résine Lisse d'un côté et d'aspect feutré de L'autre, La structure de renforcement 8 étant incluse. En d'autres termes, le produit obtenu se présente sous la forme de strates, fermement liées entre elles par la fusion de La résine thermoplastique du feutre 7, de la structure de renforcement 8 et d'une partie du second feutre 7, sans, cependant, qu'il y ait une interpénétration entre lesdites strates, cela étant obtenu par Le fait que, conformément au procédé selon L'invention, une très faible pression est exercée pendant le traitement et que, par ailleurs, La périphérie de L'empilement est libre, favorisant ainsi un dégazage des structures fibreuses.
Par rapport aux procédés antérieurs permettant de réaliser des structures stratifiées, le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages qui peuvent s'expliquer par le fait que, conformément à l'invention, La résine est préalablement conditionnée sous forme de feutre et qu'il est ainsi possible d'obtenir une répartition de la matière dans Le moule au moins aussi uniforme qu'avec les techniques antérieures. De plus, l'obtention d'une structure de forme non développable s'en trouve facilitée, étant donné qu'un feutre épouse très facilement une telle forme alors qu'un film doit être préalablement mis en forme.
Par ailleurs, Le procédé selon L'invention permet d'éliminer avec certitude l'air emprisonné entre les matériaux et Le moule. De plus, grâce au choix d'une résine sous forme de feutre, dans de telles conditions de fusion, Le feutre faiblement comprimé reste assez élastique pour que les fibres non fondues se maintiennent au contact du moule, alors que la résine fluide qui pénètre entre les fibres non fondues du feutre, véhicule l'énergie qu'elle a acquise. En conséquence, La résine déjà fluide est retenue en déplacement latéral par des fibres non fondues. La progression thermique est beaucoup plus rapide que dans une résine statique.
Enfin, lorsque l'on souhaite réaliser un stratifié comportant plusieurs nappes de fibres de renforcement, il suffit d'intercaler, conformément à L'invention, entre chacune des nappes, un feutre léger ayant la même nature que les feutres externes, ce qui facilite le pontage entre ces différentes nappes et ce, sans interpénétration de la résine entre les différentes strates. La présence de tels feutres permet, en outre, d'évacuer de manière totale L'air emprisonné dans Les nappes.
Il est, bien entendu, possible de mettre en oeuvre le développement selon la fig. 4, en association avec L'obtention d'un matériau selon la fig. 3.
La fig. 5 illustre un autre développement de l'invention selon Lequel on réalise un matériau stratifié renforcé, du type de celui de la fig. 3, mais qui possède une résistance ou des caractéristiques mécaniques encore améliorées. Comme précédemment, on interpose entre les plateaux 2 et 3 deux feutres 7 entre lesquels sont disposées trois couches de structures fibreuses de renforcement 25, 26 et 27 superposées.
Dans ce mode de réalisation, la couche 27, disposée dans le plan de symétrie, est constituée d'un tissu composé de fils monobrin fusibles, tels que représentés à la fig. 6. Ledit tissu est constitué de fi Is de chaîne et de trame espacés et permet, après traitement conformément à L'invention, d'assurer Le pontage entre les renforts 25, 26 proprement dits.
Dans cette forme de mise en oeuvre, pendant toute La durée de la fusion des feutres 7, Le tissu de pontage 27 facilite le dégazage par sa tranche. La fig. 7 est une vue en coupe, suivant un plan de symétrie, tel que x-x' de La fig. 5, d'une structure stratifiée réalisée grâce à ce procédé. Ainsi que cela ressort de "cette fig. 7, au cours de la fusion, l'épaisseur du tissu a été ramenée à une épaisseur légèrement inférieure à celle du fil qui Le constituait. En raison de La surépaisseur due à l'entretoisement, on comprend qu'il en résulte une fusion et un étalement non uniformes de la matière des fils Laissant subsister des chambres occluses 29 formant une sorte de réseau maillé entre les deux strates opposées constituées par Les croûtes 1, voire les couches 1- et les structures de renforcement 8. La présence d'un tel réseau intermédiaire, placé dans La zone neutre, permet de conférer au complexe stratifié des caractéristiques encore jamais obtenues. En effet, la surépaisseur ainsi créée permet de comparer cette structure à celle réalisée avec nids d'abeille. L'épaisseur est moins importante mais la liaison est améliorée.
La fig. 8 montre un autre développement de L'invention selon lequel on réalise un complexe stratifié en disposant, dans un moule 30, une plaque 31 de nouveau matériau, par exemple du type selon la fig. 1. La plaque 31 est disposée pour être appliquée sur Le fond du moule 30 par la face lisse 1a de La croûte 1. La face duveteuse 1J3 est ainsi orientée vers Le volume libre 32 du moule qui, bien entendu, n'est représenté que de façon schématique pour illustrer un volume de confinement. Dans le moule 30, on développe ensuite une mousse M destinée à occuper le volume Libre 32 selon un procédé connu, spécifique de la matière première choisie et à la portée de l'homme de l'art. La mousse M, par exemple de polyuréthanne, forme ainsi une couche 33 occupant tout le volume 32 qui en assure le confinement ainsi que la conformation, et dont La densité est choisie en fonction de La destination du matériau complexe stratifié. La couche 33 de mousse M est intimement liée à la plaque 31 par la couche duveteuse 1.. qui forme une strate de liaison intime et de transition progressive s'opposant à tout risque de délaminage ultérieur. Dans La phase de développement en mousse, le moule est orienté pour que la croûte 1 soit en position haute pour favoriser le dégazage par la couche duveteuse 1.. A cet effet, il est prévu d'utiliser un moule possédant un entourage ou cadre 34 amovible pour permettre La mise en place d'une pl'aque 31 •' débordant périphériquement comme montré en 31... Ceci permet d'assurer un dégazage par L'intermédiaire de La couche duveteuse 1r
La fig. 9 illustre une variante du procédé précédent et selon laquelle on réalise un nouveau matériau complexe stratifié en disposant dans le moule 30 deux plaques 31 opposées par les faces fibreuses 1jî qui délimitent entre elles le volume libre 32 devant être occupé par une couche 33 de mousse M. Le matériau obtenu est un complexe stratifié comprenant deux parements, formés par Les deux croûtes 1, reliées par une âme en mousse M.
Dans Les exemples ci-dessus, il va de soi que les plaques 31 peuvent aussi être du type selon La fig. 4. Dans les deux cas, les moules 30 utilisés possèdent, de préférence, des ajours ou des ouvertures 34 disposés dans le plan de la ou des couches 1-, de manière à favoriser par ces dernières Le dégazement de la phase de développement de la mousse M.
Dans Les matériaux complexes stratifiés obtenus selon le procédé des fig. 8 et 9, la mousse M est surdensifiée à L'intérieur des couches 1. qu'elle a pénétrées. Chaque couche fibreuse 1. constitue donc une transition progressive entre deux matériaux au comportement très différent que sont la croûte en résine 1 et la couche 33 en mousse expansée.
La couche I4. de feutre non fondu a plusieurs fonctions importantes, à savoir :
- elle permet l'évacuation de l'air progressivement chassé du complexe fibreux au moment de la fusion,
- elle favorise l'expulsion de l'air contenu dans le volume 32 par la mousse expansée.
En effet, à ce jour, l'expulsion de L'air est obtenue au moyen d'évents. Leur section est toujours un compromis entre la nécessité de ne pas créer de contre-pressions opposées à l'expansion de la mousse et la nécessité d'éviter que la mousse en fin d'expansion ne s'échappe en trop grande quantité. La pratique courante consiste à réaliser des évents de faible diamètre et à augmenter d'au moins 30 % le poids de la mousse, de manière que celle-ci développe une pression suffisante pour chasser l'air freiné au passage des évents. Ainsi, l'expansion de la mousse est ralentie, ce qui nuit à son isotropie et, en fin d'expansion, la mousse exerce une pression importante et inutile qu'il faut contenir en renforçant la structure du moule.
En revanche, grâce à l'invention, il est possible de mouler La mousse M à très basse pression, sans aucun risque de débordement. En effet, La ou les deux couches 1.., ouvertes sur tout Le pourtour, constituent pour L'air un passage qui est plusieurs dizaines de fois supérieur à celui offert par des évents convenablement dimensionnés. En conséquence, en se surdensifiant par Laminage à L'intérieur de la ou des couches 1,., la mousse M crée d'elle-même le bouchon qui évite son échappement.
Par ailleurs, le moulage par réaction présente habituellement le risque de voir se former des poches d'air définitivement prisonnières de la mousse à l'intérieur de la cavité à remplir. Ce risque est d'autant plus important que la forme de la cavité est complexe. La partie fibreuse de chaque croûte 1 permet d'éliminer ce risque. En effet, sa contexture est suffisamment dense pour éviter qu'elle ne soit totalement pénétrée avant que la mousse n'ait entièrement occupé le volume 32. La pénétration de la mousse à L'intérieur de La couche 1. est donc progressive et régulière sur toute la surface. L'air a ainsi la possibilité de s'échapper jusqu'au moment de l'ultime remplissage du volume 32.
En outre, le plan.de jonction entre La mousse M et les croûtes 1 est, habituellement, un point privilégié de rupture. Celle-ci résulte de l'éclatement de la mousse ou de son décollement. Le manque d'adhérence est, le plus souvent, imputable à La nature des matériaux qui ont peu ou pas d'affinité chimique. Le procédé de fabrication peut être incriminé Lorsque La mousse est dans un état de polymérisation trop avancé lorsqu'elle prend contact avec la croûte. La nécessité de réaliser une transition progressive entre^ Les croûtes 1 et la mousse M a conduit, jusqu'à présent, les constructeurs à coller des fibres ou un mat de verre sur la face intérieure de la ou des croûtes. Une telle opération est longue et coûteuse. Pour être efficace, la couche de colle doit être épaisse. De plus, la mousse polyuréthanne, très sensible aux vapeurs de solvants, ne peut être expansée avant que La colle ne dégage plus aucune vapeur. Même après plusieurs jours, la mousse, entrant en contact avec La colle, subit un phénomène de surexpansion nuisible à L'adhérence. Le matériau conforme à L'invention permet d'éliminer cet inconvénient, par le fait que la couche fibreuse 1. de La structure est solidarisée à la croûte par fusion, ce qui évite tous Les risques et Les inconvénients cités précédemment.
De plus, La mousse qui a pénétré la couche 1. a une densité moyenne quatre à cinq fois supérieure à celle de l'âme. La surdensification est due à L'éclatement des cellules lorqu'elles sont tranchées par une fibre. Seules les premières cellules perdent du gaz, ce qui explique pourquoi La surdensification est proportionnelle à l'épaisseur du feutre traversé. Lorsque l'on utilise un feutre aiguilleté, sa résistance à l'arrachement dans la mousse et à La surface de La croûte est suffisante pour qu'il puisse constituer, partiellement imprégné, une liaison qui améliore l'isolation phonique de la structure.' L'expérience démontre que, tant que le feutre n'est pas entièrement imprégné, La pression de moulage reste faible. Par suite, cette réserve permet une tolérance plus Large quant au poids de la mousse à injecter. Ceci est très appréciable Lorsque la température des différents constituants de la structure est difficile à contrôler.
POSSIBILITES D'APPLICATIONS INDUSTRIELLES :
L'invention peut être mise en oeuvre dans de nombreux domaines. Le nouveau matériau peut être utilisé en tant que revêtement à caractère isolant ou décorateur pour murs, cloisons ou objets manufacturés ou esthétiques domestiques industriels ou en tant que matière première pour la réalisation de complexes stratifiés.

Claims

REVENDICATIONS :
1 - Procédé de fabrication d'un nouveau matériau à base de résine thermoplastique, caractérisé en ce qu'il consiste à :
- préparer un feutre à base de fibres en résine thermoplastique,
- coucher au moins un feutre dans un moule ouvert à sa périphérie,
- chauffer l'une des faces du moule au moins en exerçant une faible pression sur le feutre, - monter et réguler La température de La face chauffante du moule jusqu'à la température de fusion des fibres en résine thermoplastique,
- maintenir cette température pour provoquer La fusion des fibres du feutre sur une partie de L'épaisseur de ce dernier,
- refroidir le moule en maintenant la faible pression,
- puis ouvrir le moule pour dégager le nouveau matériau. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à exercer sur le feutre une pression comprise entre 50 et 300 kgp/m2.
3 - Procédé selon la revendication 1 ou .2, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer une face du moule tout en refroidissant L'autre.
4 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer, simultanément, les deux faces du mouLe.
5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer dans le moule une structure de renforcement interposée entre deux feutres.
6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer une structure de renforcement en plusieurs strates, L'une d'elles étant constituée par un entrelacement de fils monobrin en matière thermofusible. 7 - Procédé selon La revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, à placer dans un moule au moins une épaisseur de nouveau matériau, de telle manière que la couche fibreuse soit dirigée vers le volume libre du moule qui comporte des ouvertures situées dans le plan de ladite couche, puis à développer une mousse dans Le volume utile.
8 - Nouveau matériau stratifié à base de résine thermoplastique, obtenu par La mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une croûte ayant au moins une face lisse et possédant au moins une couche de résine thermoplastique dense, compacte et exempte d'inclusion gazeuse et une couche fibreuse formée de fibres en résine thermoplastique faisant partie intégrante de la couche compacte. 9 - Nouveau matériau stratifié selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, dans la couche dense, une structure de renforcement.
10 - Nouveau matériau stratifié selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend deux couches denses, compactes et exemptes d'inclusion, reliées entre elles par une couche fibreuse.
11 - Nouveau matériau stratifié selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la structure de renforcement est constituée sous La forme d'un réseau maillé défini par des alvéoles fermés conférant audit matériau une structure locale analogue à un matériau nids d'abeille.
12 - Nouveau matériau complexe stratifié, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une épaisseur du nouveau matériau selon l'une des revendications 8 à 10 et une couche de mousse accrochée à la couche fibreuse qui forme couche de transition entre la mousse et la couche compacte.
13 - Nouveau matériau complexe stratifié selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux épaisseurs de nouveau matériau se faisant face par les couches fibreuses qui sont reliées par une âme en mousse.
PCT/FR1986/000171 1985-05-23 1986-05-20 Materiau stratifie a base de resine thermoplastique et procede pour sa fabrication WO1986007103A1 (fr)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0255314A2 (fr) * 1986-07-31 1988-02-03 The Wiggins Teape Group Limited Structure en matière thermoplastique renforcée de fibres et procédé pour sa fabrication
EP0393016A2 (fr) * 1989-04-13 1990-10-17 Lenzing Aktiengesellschaft Article moulé à base de polyimides, qui est peu inflammable et résistant aux températures élevées
FR2651171A1 (fr) * 1989-08-24 1991-03-01 Aeroquip Corp Procede et dispositif de fabrication de moulure de cote de caisse de vehicule a partir de matiere thermoplastique extrudee, par refaconnage par compression a chaud dans un moule et bande obtenue.
EP0447090A1 (fr) * 1990-03-05 1991-09-18 JOHNSON &amp; JOHNSON INC. Etoffe non-tissée à trois dimensions

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2629352B1 (fr) * 1988-03-29 1990-12-28 Salomon Sa Procede pour realiser un ski, et ski realise selon ce procede
US5204170A (en) * 1991-08-01 1993-04-20 Basf Corporation High density structural reaction injection molded composite containing a fabric of nonwoven spunbonded fibers made of a polyester core sheathed in a polyamide skin embedded in a polyurethane matrix
US11440283B2 (en) 2018-02-02 2022-09-13 The Boeing Company Composite sandwich panels with over-crushed edge regions
US11149446B2 (en) * 2018-09-10 2021-10-19 Champion Link International Corporation Floor panel comprising a ceramic material or a natural stone

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU57393A1 (fr) * 1968-03-14 1969-07-04
DE1953037A1 (de) * 1969-10-22 1971-05-06 Ver Deutsche Metallwerke Ag Kunststoff-Formteil
US3660555A (en) * 1969-03-06 1972-05-02 Phillips Petroleum Co Method of bonding nonwoven textile fabrics
FR2132377A1 (fr) * 1971-04-01 1972-11-17 Bigelow Sanford Inc
DE2249138A1 (de) * 1972-10-06 1974-04-11 Giulini Gmbh Geb Neue versteifungsmaterialien
FR2246685A2 (fr) * 1972-01-28 1975-05-02 Fiberwoven Corp
FR2339488A1 (fr) * 1976-02-02 1977-08-26 Exxon Research Engineering Co Procede de formage d'une mousse de resine armee de fibres
EP0091974A1 (fr) * 1982-04-16 1983-10-26 Phillips Petroleum Company Méthode de fabrication d'un non-tissé fondu
EP0116845A2 (fr) * 1983-02-18 1984-08-29 AlliedSignal Inc. Consolidation de réseaux fibreux en polyéthylène

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1414153A (fr) * 1963-10-31 1965-10-15 Bigelow Sanford Inc Tapis à touffes de poils et son procédé de fabrication
NL6403128A (fr) * 1963-10-31 1965-05-03

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU57393A1 (fr) * 1968-03-14 1969-07-04
US3660555A (en) * 1969-03-06 1972-05-02 Phillips Petroleum Co Method of bonding nonwoven textile fabrics
DE1953037A1 (de) * 1969-10-22 1971-05-06 Ver Deutsche Metallwerke Ag Kunststoff-Formteil
FR2132377A1 (fr) * 1971-04-01 1972-11-17 Bigelow Sanford Inc
FR2246685A2 (fr) * 1972-01-28 1975-05-02 Fiberwoven Corp
DE2249138A1 (de) * 1972-10-06 1974-04-11 Giulini Gmbh Geb Neue versteifungsmaterialien
FR2339488A1 (fr) * 1976-02-02 1977-08-26 Exxon Research Engineering Co Procede de formage d'une mousse de resine armee de fibres
EP0091974A1 (fr) * 1982-04-16 1983-10-26 Phillips Petroleum Company Méthode de fabrication d'un non-tissé fondu
EP0116845A2 (fr) * 1983-02-18 1984-08-29 AlliedSignal Inc. Consolidation de réseaux fibreux en polyéthylène

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0255314A2 (fr) * 1986-07-31 1988-02-03 The Wiggins Teape Group Limited Structure en matière thermoplastique renforcée de fibres et procédé pour sa fabrication
EP0255314A3 (en) * 1986-07-31 1989-12-13 The Wiggins Teape Group Limited Fibre reinforced thermoplastics material structure and method of making same
AU599682B2 (en) * 1986-07-31 1990-07-26 Wiggins Teape Group Limited, The Fibre reinforced thermoplastics material structure and method of making same
EP0393016A2 (fr) * 1989-04-13 1990-10-17 Lenzing Aktiengesellschaft Article moulé à base de polyimides, qui est peu inflammable et résistant aux températures élevées
EP0393016A3 (fr) * 1989-04-13 1992-06-24 Lenzing Aktiengesellschaft Article moulé à base de polyimides, qui est peu inflammable et résistant aux températures élevées
FR2651171A1 (fr) * 1989-08-24 1991-03-01 Aeroquip Corp Procede et dispositif de fabrication de moulure de cote de caisse de vehicule a partir de matiere thermoplastique extrudee, par refaconnage par compression a chaud dans un moule et bande obtenue.
BE1004583A3 (nl) * 1989-08-24 1992-12-15 Aeroquip Corp Decoratieve kunststofsierstrook en werkwijze en apparaat voor het vormen.
EP0447090A1 (fr) * 1990-03-05 1991-09-18 JOHNSON &amp; JOHNSON INC. Etoffe non-tissée à trois dimensions
GR910100104A (en) * 1990-03-05 1992-06-30 Johnson & Johnson Method for producing a nonwoven fabric with a thermally activated adhesive surface resulting product and applications there
AU650863B2 (en) * 1990-03-05 1994-07-07 Johnson & Johnson Inc. Method for producing a nonwoven fabric with a thermally activated adhesive surface, resulting product and applications thereof

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DE3668018D1 (de) 1990-02-08
US4816329A (en) 1989-03-28
AU5816586A (en) 1986-12-24
EP0221982A1 (fr) 1987-05-20

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