FR2510625A1 - Mat fibreux moulable, produit obtenu par moulage de ce mat, et leur procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
MAT FIBREUX MOULABLE, PRODUIT OBTENU PAR MOULAGE DE CE MAT, ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION. LE MAT EST ESSENTIELLEMENT CONSTITUE D'UN ENTRELACEMENT DE FIBRES DE BASE 14, A POINT RELATIVEMENT ELEVE DE RAMOLLISSEMENT, ET DE FIBRES DE LIAGE 16, THERMOPLASTIQUES ETOU THERMODURCISSABLES. LA CHALEUR PROVOQUE LE SOUDAGE DE COLLAGE DES FIBRES 14, 16 LES UNES AUX AUTRES PAR FORMATION DE ZONES 17 DE LIAISON. PAR MOULAGE (CHALEUR ETOU PRESSION) ETOU COLLAGE DE STRATIFICATION, ON PEUT OBTENIR DIVERS PRODUITS DE FORMES PREDETERMINEE, DE DENSITE UNIFORME OU PRESENTANT DES ZONES DE DENSITE DIFFERENTE.
Description
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La présente invention concerne de façon géné-
rale la technologie des fibres Les fibres peuvent, par exem-
ple, avoir une forme tubulaire, pleine ou cellulaire ou creu-
se et être en une matière naturelle ou synthétique Plus particulièrement, l'invention concerne un mat fibreux sou- ple et manipulable que l'on peut mouler, par application de la chaleur et/ou de la pression, pour obtenir un produit final conformé autoportant L'invention concerne également le procédé de production de ce mat ainsi que le procédé permettant de transformer le mat en un produit final Le mat consiste essentiellement en des fibres de base et en des fibres de
liage ou de support, les fibres de base ayant une tempéra-
ture de ramollissement nettement supérieure, lorsqu'il y a un tel ramollissement, à celle des fibres de liage Les fibres s'entrelacent pour s'opposer à une séparation Les fibres de liage sont reliées aux fibres de base et les unes aux autres de façon à former des connexions A partir de ce mat, on peut obtenir par moulage un produit final présentant des
formes très diverses Le produit peut avoir une densité uni-
forme ou bien comporter des zones de densités différentes.
Une matière fibreuse non tissée, obtenue par un procédé à sec, est bien connue dans l'art antérieur Le
brevet britannique NO 1 088 991 décrit un procédé pour pro-
duire une nappe ou un voile composé d'une fine pâte à papier et de fibres synthétiques, destiné à servir de serviette à
jeter après usage et à constituer d'autres produits absorbants.
Le brevet britannique NO 1 171 941 décrit une étoffe non tissée de fibres de coton et de polypropylène, présentant de la résistance mécanique à l'état humide et pouvant servir de matière première pour fabriquer des torchons d'essuyage et à des fins chirurgicales Le brevet britannique NO 1 581 486 décrit une étoffe non tissée destinée à servir de matière
absorbante pour l'essuyage et constituée de microfibres poly-
mères et de fibres de pâte de bois maintenues ensemble par un enchevêtrement mécanique Le brevet britannique N O 1 185 623
décrit une structure fibreuse, sous forme d'un moleton pou-
vant servir de couche de support d'une couverture ou d'une carpette et qui est constitué de fibres de polyamide et /ou
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de polyester constituant des premières fibres, avec des secondes fibres de polyamide dont le point de fusion est inférieur à celui des premières fibres Lorsqu'elles sont
chauffées, les secondes fibres perdent leur identité fibreu-
se et revêtent les premières fibres pour les souder ensemble.
Le brevet britannique NO 1 118 163 décrit une étoffe non tis-
sée destinée à servir à fabriquer des vêtements et éléments de parure formés de filaments ou de fibres reliés ensemble par les caractéristiques adhésives de l'un des constituants fibreux Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NI 2 483 405 décrit un produit fibreux non tissé comprenant un mélange de fibres non adhésives avec "des fibres synthétiques dont les
sections varient de manière irrégulière sur toute leur lon-
gueur et dont le diamètre est plus petit que celui de fibres
pouvant être obtenues par extrusion de cette matière généra-
trice de fibres à travers des filières pour rayonne puis mise en contact de ces fibres non adhésives en des points de contact en nombre nettement supérieur à celui d'un poids
égal des fibres synthétiques formées par une telle extrusion".
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 265 954 décrit une fibre non tissée qui est sélectivement fondue en des zones
choisies cependant qu'une fusion est empêchée ailleurs.
Toutes les inventions citées ci-dessus consti-
tuent des perfectionnements de la technologie fondamentale des produits non tissés, se fondant sur le soudage à chaud
ou l'enchevêtrement mécanique de fibres dans le but d'obte-
nir sans tissage une nappe manipulable Cependant, aucun des
produits obtenus jusqu'à présent n'est moulable, c'est-à-
dire destiné à être moulé, et capable de l'être, par appli-
cation de la chaleur et/ou de la pression pour donner un
produit final conformé autoportant La présente invention ré-
pond pour la première fois, de façon satisfaisante, à la nécessité d'une matière hautement moulable, obtenue par un
procédé à sec.
Si l'on peut utiliser diverses fibres diffé-
rentes pour la mise en oeuvre de la présente invention, on insistera dans tout le présent mémoire sur des fibres
de matière cellulosique non seulement du fait qu'elles con-
viennent bien, mais aussi parce qu'il en existe un grand nombre disponibles à l'état naturel ou après récupération, et qui sont relativement peu onéreuses Les fibres de bois
constituent un exemple d'une telle matière cellulosique.
Ces fibres de bois, parfois appelées fibres de base, sont entremêlées avec des fibres de liage et collées ou liées à des fibres de liage pour créer un mat fibreux moulable Les
fibres de liage sont destinées à fondre sous l'effet de la -
chaleur et/ou de la pression appliquées lors d'une opération subséquente au cours de laquelle le mat est moulé pour donner
un produit de forme prédéterminée.
Dans la technologie des fibres de bois compri-
mées, l'art antérieur comprend du "panneau de fibres", du "panneau de particules" et de la planche ou du "panneau dur",
ces termes qualifiant divers produits fabriqués principale-
ment à partir de fibres de bois, de fragments ou de copeaux
de bois Ces produits ne sont pas sensiblement formables.
Des formes extrêmes, semblables à celles que l'on peut obte-
nir en appliquant la présente invention, peuvent être réali-
sées par ce que l'on appelle un procédé par voie humide en suspension, selon lequel on mélange des fibres de bois avec de l'eau et d'autres produits chimiques et on les met sous forme d'une suspension que l'on applique sur un modèle ayant la forme voulue Le procédé humide de mise en suspension
permet de former des produits satisfaisants, mais il est re-
lativement onéreux, non seulement en raison de la quantité d'énergie nécessaire mais aussi en raison de la longueur du cycle de fabrication et du prix de revient de l'épuration de l'effluent, provenant du procédé, avant qu'on ne puisse s'en débarrasser Au contraire, la présente invention concerne
un procédé à sec et le produit qu'il permet de fabriquer.
On sait également former par traitement à sec des produits à base de fibres de bois, mais ces procédés à sec antérieurement connus ne peuvent donner que des produits
ayant des formes simples et relativement plates.
La présente invention vise notamment à proposer un procédé remarquable à sec pour former un mat souple ou flexible, consistant essentiellement en des fibres de base
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et des fibres de liage ou de support, la fibre de base étant une fibre naturelle ou synthétique et la fibre de support
étant une fibre de liage destinée à s'entremêler ou s'entrela-
cer avec les fibres de base Les fibres de base et de liage peuvent être "vierges" ou naturelles, ou bien traitées après récupération Des fibres de base convenables sont constituées de matières comme, par exemple, du bois, du jute, du sisal, du coton, de la noix de coco, du capoc, de la rayonne, de l"acétate", du "triacétate", du papier, du graphite, du verre, de la laine minérale, et d'autres fibres naturelles
et synthétiques A partir de la matière produite par ce nou-
veau procédé à sec, on peut obtenir des produits ayant-des formes bien plus difficiles et plus complexes que celles des produits pouvant être éventuellement obtenus par les procédés
à sec antérieurement connus La matière produite par le procé-
dé de l'invention peut être moulée de manière relativement rapide et non onéreuse pour donner des objets très divers, comme, par exemple, des panneaux décoratifs ou d'enjolivement, des revêtements de protection de la tête ou des revêtements de toits pour automobiles, des panneaux d'habillage de portes, des tableaux de bord, des montants ou arceaux centraux de renforcement, des plateaux pour bagages, des consoles, du
mobilier, des éléments de bagages, des matériaux de construc-
tion, des éléments et matériaux pour l'emballage, des pièces pour l'automobile, etc Un tel produit peut comporter des zones de densités différentes pour présenter des parties qui sont molles au toucher ou pour présenter un gaufrage apparent, et assurer une isolation aussi bien thermique
qu'acoustique La possibilité de mouler un produit auto-
portant comportant des zones à faibles densité élimine la nécessité de fixer des tampons de mousse séparés, ce qui
permet des économies importantes.
L'invention vise en outre à proposer un mat de fibres formable, souple et relativement plat, sous forme continue ou en tronçons permettant de fabriquer des produits et, également, à proposer un procédé pour la fabrication du
mat et du produit.
Selon une forme spécifique de mise en oeuvre de l'invention, le mat peut comprendre un mélange de fibres
de bois et de fibres thermoplastiques de liage qui s'entre-
lacent ou s'entremêlent mécaniquement avec les fibres de
bois et sont liées ou collées à elles pour former des liai-
sons de solidarisation résistant à la séparation On fait
coller les fibres du mat ensemble en chauffant le mat jus-
qu'à une température et pendant une période telles que les
fibres thermoplastiques de liage se ramollissent et devien-
nent suffisamment collantes pour se souder à chaud aux fibres
de bois et les unes aux autres, tout en conservant cepen-
dant leur forme essentiellement fibreuse Les fibres de liage confèrent au mat un supplément important de résistance à la flexion, de sorte que, même lorsque des produits obtenus par moulage de ce mat présentent des formes compliquées ou
difficiles et comportent des courbures prononcées et des dé-
coupes, le corps du mat va cependant rester cohérent sans se fendre ou se déchirer lorsque les éléments du moule se
ferment D'autres matières peuvent être ajoutées à la formu-
lation du mat selon les caractéristiques souhaitées pour le produit final Par exemple, on peut utiliser une résine thermodurcissable convenable qui va mûrir et durcir pendant le moulage pour donner au produit un supplément de rigidité
de structure et de résistance aux déformations à chaud.
L'invention vise également à proposer un procé-
dé pour mouler le produit décrit ci-dessus et pour simultané-
ment mouler et fixer par fusion un élément auxiliaire de sup-
port et de montage L'invention vise également le produit
final résultant.
Ces buts, caractéristiques et avantages de
l'invention, ainsi que d'autres encore, apparaîtront à l'exa-
men de la description plus détaillée suivante d'exemples
nullement limitatifs, faite en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un tronçon de mat fibreux réalisé selon la présente invention la figure 2 est une vue en perspective d'un produit typique pouvant être fabriqué à partir du tronçon de mat de la figure 1;
la figure 3 est un schéma d'ensemble des opéra-
tions du procédé de fabrication du mat; la figure 4 est une vue schématique fragmentaire agrandie montrant la relation existant entre les fibres dans le mat; et la figure 5 est une élévation fragmentaire d'une autre forme'de réalisation, montrant un produit en cours
d'obtention dans un moule et montrant également un élément au-
xiliaire simultanément moulé et fixé par fusion sur le produit.
Si l'on se réfère maintenant plus particulière-
ment aux figures, on voit que la référence 10 désigne de façon générale un produit qui est relativement rigide ou se supporte de lui-même, et la référence 12 désigne de façon générale un tronçon de mat fibreux permettant de fabriquer le produit
fini.
Le tronçon de mat moulable 12 est constitué d'une multiplicité de fibres, vierges ou naturelles ou bien traitées après récupération, et comprend un mélange de fibres de base 14 et de fibres de liage 16 Sur la figure 4, les fibres de base 14 sont représentées en trait plein, et les fibres de liage 16 en trait interrompu, tout simplement pour permettre de mieux distinguer les deux catégories de fibres Les fibres
de base 14 peuvent être en des matières naturelles ou synthé-
tiques Des matières naturelles convenables peuvent être cellulosiques comme du bois, du papier, de la noix de coco, du
coton, du jute, du sisal ou du kapok Des matières synthéti-
ques convenables peuvent être des fibres de verre, de rayonne, d'acétate ou triacétate (de cellulose) D'autres matières convenables sont de la laine minérale ou du graphite De préférence, les fibres de base proviennent du bois, naturel
ou traité par régénération après récupération, et on les ob-
tient à partir de n'importe quel arbre convenable comme, par exemple, le peuplier tremble Les fibres de liage peuvent être en une matière choisie parmi la famille des vinyliques, la famille des polyesters, la famille des polyoléfines, la famille des polyamides, et n'importe quelle combinaison
physique ou chimique de ces familles Des exemples des poly-
oléfines sont du polyéthylène et du polypropylène Un exemple
2510 é 625
d'un polyamide est du "Nylon" Des exemples de vinyliques sont du "Saran", du "Vinyon", et du chlorure de polyvinyle (PVC) Le "Saran" est un polymère composé d'au moins 80 %
en poids de chlorure de vinylidène Selon la loi de régle-
mentation (aux Etats-Unis d'Amérique) pour l'identification des produits à base de fibres textiles, toute fibre contenant au moins 85 de chlorure de vinyle peut être appelée "Vinyon",
et cette dénomination comprend de la fibre à 100 'O de PVC.
De préférence, les fibres de liage sont de nature thermo-
plastique et l'on obtient d'excellents résultats avec des
polyoléfines Les fibres de liage sont entremêlées ou entre-
lacées aux fibres de base Les fibres de liage donnent au
mat une résistance supplémentaire à la flexion et elles ré-
sistent à la séparation des fibres de base d'avec le mat et rendent donc celui-ci encore plus souple, de sorte qu'il restera cohérent sans se déchirer ou se casser, malgré une
manipulation grossière et aussi lorsque les parties ou élé-
ments d'un moule se ferment sur le mat pour lui donner la forme d'un produit Les fibres de base comme les fibres de liage sont distribuées de manière sensiblement uniforme dans tout le corps du mat Les fibres de base constituent de préférence le plus grand nombre et le plus grand poids de
fibres dans le mat.
En plus d'être mécaniquement entrelacées, les fibres de base et de liage du mat sont également liées au
collées les unes aux autres aux endroits indiqués schémati-
quement en 17 sur la figure 4 Bien qu'on puisse utiliser un agent séparé de liaison, les fibres de liage elles-mêmes jouent de préférence ce rôle Comme indiqué, les fibres de liage sont de préférence thermoplastiques Pendant la fabrication du mat, celui-ci est chauffé suffisamment pour ramollir les fibres thermoplastiques de liage et les rendre collantes Donc, les fibres de liage du mat conservent leur nature fibreuse, et elles sont généralement reconnaissables comme telles, mais elles se soudent à chaud les unes aux autres et aux fibres de base pour former des connexions lorsque les fibres de liage refroidissent Qu'elles soient en bois ou en une autre matière quelconque, les fibres de base ne vont pas fortement se ramollir ni être affectées
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d'une autre façon par la température à laquelle le mat est
chauffé pour rendre collante la matière thermoplastique.
Dans sa forme la plus simple, le mat ne con-
siste qu'en les deux fibres précitées, à savoir les fibres de base qui peuvent être constituées par n'importe lesquelles de celles précédemment citées, mais sont de préférence en bois, et les fibres de liage qui peuvent également être de n'importe lesquelles de celles précédemment citées, mais sont de préférence thermoplastiques comme une polyoléfine Ces fibres sont mélangées ensemble dans un mélangeur 40 (figure 3) par n'importe quel dispositif convenable permettant de les distribuer uniformément dans toute la charge Ce mélange initial peut consister en environ 70 A à 98 '% en poids des fibres de base et environ 2 % à 30 'O en poids des fibres thermoplastiques de liage, mais de préférence en environ % en poids des fibres de base et environ 15 'O en poids des
fibres thermoplastiques de liage.
Du mélangeur 40, le mélange est envoyé dans
un dispositif 44 de mise en forme, qui est destiné à distri-
buer sur une courroie mobile 46 le mélange en une largeur et une épaisseur voulues pour donner un voile continu 48 de la matière du mat Ce -voile 48 est transporté sur la courroie
de façon à traverser un four 50 de durcissement, à une tem-
pérature et une vitesse telles que la matière du voile ne reste dans ce four que pendant un temps assez long pour
ramollir les fibres thermoplastiques et les rendre collantes.
Donc, les fibres thermoplastiques restent généralement recon-
naissables en tant que fibres mais, étant collantes, elles se soudent à chaud aux fibres de base et les unes aux autres
pour former des zones de connexion lorsque le mat refroidit.
Les fibres thermoplastiques peuvent être constituées de n'importe lesquelles de celles citées antérieurement mais,
si elles sont en du polyéthylène, le four 50 peut, par exem-
ple, être maintenu à une température comprise entre environ
1210 C et environ 1880 C, et le voile restera dans le four du-
rant environ 1 à 3 minutes La température du four et la vitesse du voile varieront, bien entendu, selon la matière thermoplastique utilisée, l'épaisseur du mat, la teneur en humidité et la densité de ce mat Les fibres de base ne se ramolliront pas et ne seront pas autrement affectées, sauf à une température nettement supérieure ou pour un temps
de séjour nettement plus long dans le four 50.
Après avoir quitté le four 50, le voile 48 de la matière du mat est transporté vers un dispositif de ga L frage qui, dans ce cas, est constitué d'une paire de rouleau> de gaufrage qui sont des cylindres présentant, à leur périphérie, des gorges longitudinales délimitant des crêtes
ou arêtes entre lesquelles la matière du mat passe Ces rou-
leaux 110 de gaufrage augmentent encore la flexibilité du voile de matière du mat en permettant de manipuler ou de courber ou fléchir cette matière sans la briser Après sa
sortie des rouleaux 110, le voile de matière peut être con-
servé sous forme de rouleau jusqu'à être prêt à servir ou bien il peut être découpé immédiatement, par un dispositif de découpage 109 (figure 3), en des tronçons individuels de
mat du type représenté sur la figure 1.
La fabrication du mat est achevée lorsqu'il quitte les rouleaux de gaufrage et qu'il est découpé en des tronçons Il est essentiellement sec et contient le minimum d'humidité Les fibres de liage, entremêlées et entrelacées
avec les fibres de base, les maintiennent ensemble et résis-
tent à une séparation des fibres individuelles de base d'avec le corps du mat Les fibres sont collées ou soudées à chaud ensemble par les fibres thermoplastiques de liage Des tronçons de mat, représentés sur la figure 1 et obtenus par découpage du voile 48 de la matière du mat après sa sortie
des rouleaux 110 de gaufrage, consistent en une masse cohé-
rente qui peut être empilée, mise en paquets, comprimée,
enlevée, moulée pour former un produit, et en général mani-
pulée sans se séparer, se casser ou se déchirer.
Le moule, destiné à former des produits 10 (figure 2) à partir du mat essentiellement sec, comporte des parties façonnées à la configuration voulue du produit Le moule peut fonctionner à une température d'environ 1631 C à 3100 C et à une pression d'environ 1,4 à 6,9 M Pa La durée d'un cycle de moulage peut être aussi réduite qu'une minute
10625
ou même être plus courte En fait, la température, la pres-
sion et le temps nécessaire pour un cycle varieront selon les exigences du produit final Les fibres thermoplastiques
se ramollissent et fondent pour la plupart, sinon en tota-
lité, dans le moule Après refroidissement, la matière thermoplastique durcit pour former un produit fini qui est autoportant, c'est-à-dire peut se supporter de lui-même et qui est capable de conserver sa forme Les fibres de base conservent leur forme fibreuse pendant le moulage; elles ne charbonnent pas et ne brûlent pas à la température du moule, et elles confèrent de la résistance à la traction et de la rigidité au produit Le moule 120 représenté sur la figure 5 à propos d'une autre forme de réalisation,
et qui comporte les parties 122 et 124 de moule peut éga-
lement convenir à la fabrication du produit 10.
A partir de la matière fabriquée par le procé-
dé à sec de la présente invention, on peut former par mou-
lage des produits ayant des configurations tout aussi com-
plexes, des courbures aussi fortes et des angles de rayons aussi faibles que ce que l'on peut obtenir par le procédé humide de mise en suspension Cependant, ce procédé à sec, avec l'obtention subséquente par moulage du produit, est plus rapide et moins onéreux que le procédé humide de mise
en'suspension Le procédé humide de mise en suspension con-
somme nettement plus d'énergie que ce procédé à sec et que l'opération subséquente de moulage pour enlever la grande quantité d'humidité inhérente au procédé humide Le
procédé humide exige la mise en oeuvre d'un équipement spé-
cial pour le traitement de grandes quantités d'eau et pour
l'épuration de l'effluent Un tel équipement n'est pas né-
cessaire dans le présent procédé à sec Le procédé humide
exige également l'utilisation de plus d'un moule pour fa-
briquer un produit alors 'que, avec la matière obtenue d'après ce procédé à sec, on forme un produit à partir du mat en une seule étape dans un seul moule A partir de la matière obtenue par ce procédé à sec, on peut former des produits ayant des formes bien plus difficiles et complexes que celles pouvant être obtenues par les procédés à sec antérieurement utilisé. A partir de la matière obtenue par le procédé
à sec de la présente invention, on peut fabriquer de nom-
breux produits différents comme, par exemple, des panneaux décoratifs ou d'enjoliveurs, des revêtements de toits ou de protection de la tête pour les automobiles, des panneaux
pour l'habillage des portes, des tableaux de bord, des mon-
tants ou arceaux centraux de renforcement, des plateaux pour bagages, des consoles, des éléments de mobilier, des bagages, des matériaux de construction, des éléments pour l'emballage, des pièces pour l'automobile et d'autres produits
façonnés par moulage.
En résumé, les fibres thermoplastiques de liage sont mélangées aux fibres de base pour s'entremêler ou s'entrelacer avec elles afin de renforcer le mat et de le maintenir intact lorsqu'il est comprimé entre les parties
du moule pour former un panneau ou un autre produit Lors-
que le mat est chauffé dans le four, les fibres de liage
deviennent collantes et forment entre les fibres de nom-
breuses connexions de liaison de solidarisation Bien que les fibres de liage conservent leur identité de fibres dans le mat, elles fondent au cours du moulage d'un panneau ou
d'un autre produit Lorsque ce produit refroidit après moulage, la ma-
tière thermoplastique durcit pour relier les fibres de base
en une forme moulée qui se supporte d'elle-même, c'est-à-
dire qui est assez rigide pour conserver sa forme On doit comprendre que le produit peut être utilisé isolément ou sous forme de couches dans une structure stratifiée dans laquelle une ou plusieurs couches supplémentaires de la même matière ou d'une matière différente, sont collées à
ce produit.
Comme antérieurement indiqué, on peut utili-
ser avec des résultats semblables des fibres autres que le bois et le polyéthylène Par exemple, on peut mélanger en des pourcentages variables des fibres de base en verre
et des fibres de liage en polypropylène Lorsqu'on les trai-
te comme décrit ci-dessus, ces fibres peuvent être mises sous forme d'un mat à partir duquel on peut fabriquer des panneaux ou d'autres produits, en modifiant la température du four et la vitesse du déplacement à travers le four,
selon ce qui peut s'avérer nécessaire pour rendre les fi-
bres de polypropylène assez collantes pour réaliser un soudage à chaud des fibres ensemble, et en modifiant la température, la pression et le temps de fonctionnement du
moule, selon ce qui peut s'avérer nécessaire pour faire fon-
dre le polypropylène et former un produit fini Les fibres de verre ont un point de ramollissement supérieur à celui des fibres de polypropylène et elles ne se ramolliront donc pas ou ne seront donc pas affectées d'une autre façon par la température utilisée dans le four pour ramollir et rendre collantes les fibres de polypropylène, On ajoute parfois des fibres supplémentaires de liage à la composition du mat Des exemples de fibres
supplémentaires de liage sont des fibres acryliques, modacry-
liques, métalliques et en des élastomères comme des caout-
choucs et des uréthannes Ces fibres supplémentaires par-
ticulières de liage ont une résistance relativement grande à la chaleur et ne se ramollissent normalement pas dans le four, mais elles confèrent des propriétés spéciales au mat
et au produit Ainsi, les matières acryliques et modacryli-
ques ajoutent de la souplesse et du moelleux, les élasto-
mères ajoutent de l'aptitude à l'allongement et de l'élas-
ticité, et les fibres métalliques jouent le rôle d'une "matière permettant l'accumulation et l'évacuation de la chaleur" Certaines des fibres de liage ou de support antérieurement citées, qui vont normalement se ramollir dans le four, contribuent également à donner des propriétés spéciales supplémentaires au mat et au produit Ainsi, le polyéthylène et le polypropylène confèrent de la résistance
à l'abrasion et sont hydrophobes, les polyesters sont éga-
lement hydrophobes, et les polyamides, notamment du "Nylon", confèrent une grande résistance thermique au mat et au
produit terminé.
On peut également disperser dans tout le mat
une matière thermodurcissable, comme une résine phénolique.
Cette résine ne sera pas affectée par la température du
four, mais durcira au cours du moulage du produit terminé.
L'addition de la matière thermodurcissable a pour but d'aug-
menter la rigidité du produit et de le rendre moins suscep-
tible de s'affaisser ou de perdre sa forme pendant qu'il est encore chaud à la sortie du moule et également lorsqu'il est soumis à de fortestempératures ambiantes pendant son utilisation finale Un mélange convenable de matières peut consister en 85 % en poids de fibres de bois, 10 'O en poids de fibres de polypropylène de liage et 5 A en poids d'une
résine phénolique.
En plus des fibres thermoplastiques de liage, il existe d'autres matières thermoplastiques pouvant être ajoutées au mélange de formation du mat La matière ajoutée sera dispersée dans tout le corps du mat et aura un point de ramollissement approximativement égal à celui des fibres thermoplastiques de liage, ou tout au moins tel qu'elle se ramollira dans le four pour servir d'agent de liaison entre les fibres de base et de liage La matière thermoplastique ajoutée a pour rôle de compléter l'action de liaison ou de collage des fibres thermoplastiques de liage, ou bien les fibres de liage peuvent être en une autre matière, peut-être moins onéreuse et qui n'est pas capable de se ramollir dans le four, la liaison ensemble des fibres du mat et du produit terminé étant alors effectuée par la matière thermoplastique
ajoutée en supplément Un exemple d'une matière moins oné-
reuse en laquelle les fibres de liage peuvent être constituées est un mélange d'environ 35 % de coton et environ 65 'O de polyester Un mélange convenable peut consister en 85 à 87 % de fibres de bois, 5 de polyéthylène, 3 à 5 A du mélange
coton-polyester et 5 % de résine phénolique (les pourcenta-
ges étant en poids) La température du four utilisée pour réaliser un mat à partir de ce mélange sera suffisante
pour ramollir le polyéthylène, mais insuffisante pour ramol-
lir les fibres ou les affecter autrement.
Le mat a été décrit comme étant quelque chose
permettant d'obtenir un produit par application d'un chauf-
fage et/ou d'une pression de moulage Cependant, le mat lui-
même peut servir de produit final Dans ce cas, on peut
2.5 10625
conférer au mat une forme prédéterminée en le drapant par exemple sur une forme immédiatement après sa sortie du four et pendant que les fibres thermoplastiques sont encore à l'état de fibres ramollies à chaud et que le mat est souple, de sorte que ce mat épouse la forme du modèle ou "forme" Les fibres thermoplastiques forment des zones de connexion
* soudées à chaud entre les fibres et, lors du refroidisse-
ment, elles durcissent pour maintenir le mat en la forme que le modèle lui a conférée Lorsqu'il sert de produit
final, le mat peut être utilisé comme filtre ou comme matiè-
re d'isolation thermique ou phonique ou comme matière d'em-
ballage ou de rembourrage Il peut servir isolément ou constituer une couche d'un produit stratifié ou formé de plusieurs couches Une ou plusieurs autres couches de la même matière ou d'une matière différente peut ou peuvent s'étendre sur une surface externe du mat ou à l'intérieur
de celui-ci pour achever le produit stratifié.
Les fibres de liage du mat antérieurement citées comme étant capables de se ramollir ou de devenir collantes dans le four ont toutes été citées comme étant de
nature thermoplastique Il est cependant possible d'utili-
ser des fibres de liage qui sont thermodurcissables Par
exemple, des fibres de liage, formées d'une résine phénoli-
que, peuvent être mélangées à des fibres de base convenables choisies parmi celles antérieurement énumérées et être
chauffées dans le four 50 à une température convenable pen-
dant un temps approprié pour provoquer le durcissement des fibres de liage et la formation de liaisons de connexion
pour fibres de base.
Bien que le ramollissement des fibres de liage pour les rendre collantes et les obliger à former des liaisons de connexion avec les fibres de base ait été décrit comme étant réalisé par chauffage du mat dans un four, et bien que l'on puisse obtenir d'excellents résultats
par ce procédé, il va de soi que les fibres de liage peu-
vent être activées ou rendues collantes d'une autre façon
comme, par exemple, à l'aide d'un agent chimique d'activa-
tion ou par durcissement sous l'effet d'un rayonnement.
L'humidité peut servir d'agent chimique d'activation.
Ainsi, le mat peut être envoyé de manière à traverser une chambre de vapeur d'eau au lieu du four 50, de sorte que les fibres de liage se ramollissent, deviennent collantes et se soudent aux fibres de base ou collent celles-ci. L'ammoniac est un autre agent chimique d'activation que l'on peut utiliser Le durcissement des fibres de liage pour les rendre collantes sous l'effet d'un rayonnement peut être réalisé, par exemple, à l'aide de rayons gamma, de
rayons ultraviolets ou d'un faisceau d'électrons.
Le mat fibreux moulable peut servir à la fabrication d'un stratifié dont il constitue une première couche par collage ou stratification, sur cette première couche, d'une ou plusieurs couches supplémentaires de la
même matière ou d'une matière différente.
La figure 5 montre une autre forme de réali-
sation de l'invention, au cours de laquelle le produit 10 ', qui peut être semblable au produit 10, est fabriqué dans le moule 120 à partir d'un mat 12 essentiellement sec et
présentant une composition analogue à celle d'un mat pré-
cédemment décrit ici La forme des faces en regard des parties 122 et 124 du moule correspond à la configuration voulue du produit 10 ' La partie supérieure 122 du moule présente une jupe 126 destinée à rogner ou confiner le mat lors de la fermeture du moule Les parties du moule peuvent
se déplacer pour se rapprocher et s'éloigner l'une de l'au-
tre, et elles sont représentées en position de fermeture en cours de moulage On peut faire fonctionner le moule dans les gammes de température, de pression et pendant les temps d'opérations cycliques précédemment recommandés en obtenant les résultats déjà indiqués, pour former un produit
fini se supportant de lui-même.
Cette forme de réalisation diffère de celle antérieurement décrite du fait qu'un élément auxiliaire 130 est scellé ou fixé sur un côté ou une face du produit
' L'élément 130 est formé d'une matière plastique moula-
ble comme, par exemple, une résine de polyester ou phénoli-
que, et il est fixé au produit pendant le moulage ou la
fabrication du produit dans le moule La matière dont l'élé-
ment auxiliaire est constitué est telle qu'elle va durcir pendant l'opération cyclique et sous l'effet de la température
et de la pression que l'on utilise pour mouler le produit.
On voit que l'une des parties du moule, dans ce cas la partie inférieure 124 du moule, présente une cavité 131 ménagée dans sa face de moulage et dont la forme correspond
à celle de l'élément auxiliaire Immédiatement après la fer-
meture du moule, comme sur la figure 5, et au début de la période au cours de laquelle le produit 10 ' est moulé dans les conditions prescrites de chauffage et de pression, une quantité déterminée de la matière dont l'élément auxiliaire doit être constitué est introduite par un conduit 132 dans la cavité, ce qui remplit la cavité avec cette matière et la maintient sous une pression convenable contre la surface du produit en cours de formation, en contact direct de surface à surface avec ce produit La matière présente dans la cavité va prendre ou durcir pendant ce temps et à la température et à la pression du moule que l'on applique pour mouler le produit, et il en résulte qu'à la fin du cycle ou de la période de moulage, lorsqu'on ouvre le moule, la matière dont l'élément auxiliaire est formé sera moulée et durcie et fixée de manière permanente à la surface du produit, en contact direct de surface à surface avec ce produit L'élément auxiliaire 130 est ainsi moulé et fixé au produit en même temps que s'opère
le moulage de réalisation de ce produit.
Au lieu d'injecter par le conduit 132 la matière de formation de l'élément auxiliaire dans la cavité 131, pn peut déposer à la main une quantité déterminée, ou charge, de cette matière de formation de l'élément auxiliaire dans la cavité, pendant que le moule est ouvert et avant introduction
du mat dans ce moule.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven-
tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées
au mat fibreux moulable, au produit qui en-résulte et au procé-
dé pour les fabriquer, décrits et représentés.
Claims (32)
1 Mat fibreux moulable à partir duquel on peut ob-
tenir, par moulage par application de la chaleur ou de la pression ou des deux, un produit de forme prédéterminé, ce mat étant caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement en des fibres de base et en des fibres de liage ou de support,
lesquelles sont entremêlées ou entrelacées avec lesdites fi-
bres de base et les unes aux autres en formant des liaisons
de connexion entre les fibres, les fibres de liage étant des-
tinées à fondre sous l'influence de la chaleur ou de la pres-
sion ou des deux au cours d'une opération subséquente de mou-
lage pendant laquelle ce mat est moulé en donnant un produit
de forme prédéterminée.
2 Mat fibreux moulable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres de liage sont destinées à
se ramollir à une température donnée et elles se collent aux-
dites fibres de base en s'y soudant à chaud.
3 Mat fibreux moulable selon l'une des revendica-
tions 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites fibres de base
sont en une matière cellulosique.
4 Mat fibreux moulable selon l'une des revendica-
tions 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites fibres de base
sont du bois.
Mat fibreux moulable selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins certaines des
fibres de base sont en verre.
6 Mat fibreux moulable selon l'une des revendications
1 et 2, caractérisé en ce que les fibres de liage sont de
nature thermoplastique.
7 Mat fibreux moulable selon la revendication 6, caractérisé en ce que les fibres de liage sont formées d'une matière choisie parmi la famille des vinyliques, la famille des polyesters, la famille des polyoléfines, la famille des polyamides et n'importe quel combinaison physique ou chimique
des familles ci-dessus.
8 Mat fibreux moulable selon l'une des revendica-
tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins certaines des fi-
bres de liage sont de nature thermodurcissable.
9 Mat fibreux moulable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison de collage est réalisée
à l'aide d'un agent chimique d'activation.
Mat fibreux moulable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison de collage est réalisée à
l'aide d'un durcissement sous l'effet d'un rayonnement.
11 Mat fibreux moulable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient également un constituant thermodurcissable destiné à durcir sous l'influence de la
chaleur ou de la pression ou des deux, au cours de l'opéra-
tion subséquente de moulage, pour augmenter la rigidité du
produit et son aptitude à conserver sa forme.
12 Produit obtenu, par application de la chaleur ou de la pression ou des deux au cours d'une opération de moulage, à partir du mat moulable selon l'une quelconque des
revendications 1, 2 ou 11.
13 Produit selon la revendication 12, caractérisé
en ce qu'il présente des zones de densité différente.
14 Mat fibreux moulable à partir duquel on peut fabriquer un produit de forme prédéterminée, ce mat étant caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement en des fibres
de bois entrelacées, des fibres textiles, un ingrédient ther-
modurcissable et un ingrédient thermoplastique ayant une tem-
pérature de ramollissement inférieure à celle desdites fibres, lesquelles sont soudées ensemble à chaud par cet ingrédient thermoplastique. Procédé pour fabriquer un mat fibreux moulable à partir duquel on peut obtenir par moulage avec application de la chaleur ou de la pression ou des deux un produit de forme prédéterminée, procédé caractérisé en ce qu'on forme un mélange consistant essentiellement en des fibres de base et en des fibres de liage, on donne à ce mélange la forme
d'un mat dans lequel les fibres sont entrelacées et entremê-
lées, on lie les fibres de base et les fibres de liage les unes aux autres en formant des liaisons de connexion entre
elles, ces fibres de liage étant destinées à fondre sous l'ef-
fet de la chaleur ou de la pression, ou des deux, au cours d'une opération subséquente de moulage au cours de laquelle
ce mat est moulé pour obtenir un produit de forme prédéter-
minée. 16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les fibres de liage sont destinées à se ramollir à une température donnée, la liaison de collage des fibres étant réalisée par le chauffage du mat jusqu'à la température de ramollissement des fibres de liage pour les obliger à
se souder à chaud aux fibres de base et les unes aux autres.
17 Procédé selon l'une des revendications 15 et
16, caractérisé en ce que les fibres de base sont en une ma-
tière cellulosique.
18 Procédé selon l'une des revendications 15 et
16, caractérisé en ce que les fibres de base sont du bois.
19 Procédé selon l'une des revendications 15 et
16, caractérisé en ce qu'au moins certaines des fibres de
base sont en verre.
Procédé selon l'une des revendications 15 et
16, caractérisé en ce que les fibres de liage sont de nature thermoplastique. 21 Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que les fibres de liage sont constituées d'une matière
choisie parmi la famille des vinyliques, la famille des poly-
esters, la famille des polyoléfines, la famille des polyamides
et toute combinaison physique ou chimique des familles ci-
dessus.
22 Procédé selon l'une des revendications 15 et
16, caractérisé en ce qu'au moins certaines des fibres de lia-
ge sont de nature thermodurcissable.
23 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la liaison de collage est réalisée sous l'effet
d'un agent chimique d'activation.
24 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la liaison de collage est réalisée par maturation
de durcissement sous l'effet d'un rayonnement.
25 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit mélange comprend une résine thermodurcissable
destinée à durcir sous l'effet de la chaleur ou de la pres-
sion, ou des deux, appliquée au cours de l'opération subsé-
quente de moulage pour augmenter la rigidité du produit et
son aptitude à conserver sa forme.
26 Procédé pour fabriquer un mat fibreux moulable à partir duquel on peut obtenir par moulage, par application de la chaleur ou de la pression ou des deux, un produit de forme prédéterminée, procédé caractérisé en ce qu'on donne à un mélange, consistant essentiellement en des fibres de bois, des fibres textiles, un ingrédient thermodurcissable, et un ingrédient thermoplastique ayant une température de ramollissement inférieure à celle desdites fibres, la forme
d'un mat dans lequel les fibres sont entremêlées et entrela-
cées, on chauffe ce mat à la température de ramollissement de l'ingrédient thermoplastique pour obliger cet ingrédient thermoplastique à souder lesdites fibres les unes aux autres, l'ingrédient thermodurcissable étant destiné à durcir sous l'effet de la chaleur ou de la pression ou des deux, que l'on applique au cours de l'opération subséquente de moulage,
pour amplifier la rigidité du produit et son aptitude à con-
server sa forme.
27 Procédé pour fabriquer un produit, caractérisé en ce qu'on produit, par le procédé selon l'une quelconque
des revendications 15, 16 ou 25, un mat moulable que l'on
soumet ensuite à l'action de la chaleur ou de la pression ou
des deux.
28 Produit obtenu par le procédé selon l'une quel-
conque des revendications 15, 16 et 25 pour fabriquer un mat
fibreux moulable, et, caractérisé en ce que ce mat a été ensuite soumis à l'action de la chaleur ou de la pression ou des deux. 29 Structure stratifiée, caractérisée en ce que le produit selon la revendication 12 en constitue une première couche et en ce que une ou plusieurs couches supplémentaires de la même matière, ou d'une matière différente, sont collées
à cette première couche.
30 Produit selon la revendication 12-, caractérisé
en ce qu'un élément auxiliaire est fixé sur lui.
31 Produit selon la revendication 30, caractérisé
en ce que l'élément auxiliaire est en une matière thermodur-
10625
cissable. 32 Procédé pour fabriquer un produit, caractérisé en ce qu'on fabrique, par le procédé selon l'une quelconque
des revendications 15, 16 ou 25, un mat moulable que l'on
place ensuite dans un moule et que l'on soumet à l'action de la chaleur ou de la pression, ou des deux, de manière à faire fondre les fibres de liaison pour obtenir par moulage ce produit et en ce que, en même temps que l'on effectue le moulage du produit dans le moule, on moule et fixe sur ce
produit ledit élément auxiliaire.
33 Procédé selon la revendication 32, caractérisé
en ce que l'élément auxiliaire est en une matière thermodur-
cissable quise durcit et se scelle ou se fixe sous l'effet
de la chaleur utilisée au cours du moulage dudit produit.
34 Produit obtenu par le procédé selon l'une des
revendications 32 et 33.
Procédé pour fabriquer un produit de forme prédéterminée, caractérisé en ce qu'on donne à un mélange comportant de la matière fibreuse la forme d'un mat que l'on place ensuite dans un moule et que l'on soumet à l'action de la chaleur et de la pression, ou des deux, pour obtenir par moulage un produit de forme prédéterminée, et en ce que, en même temps que l'on moule ledit produit, on moule
et fixe sur ce produit un élément auxiliaire.
36 Procédé selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'élément auxiliaire est constitué d'une matière thermodurcissable qui est durcie et fixée ou scellée sous
l'effet de la chaleur utilisée pour le moulage dudit produit.
37 Procédé pour fabriquer un produit de forme prédéterminée, caractérisé en ce qu'on donne à un mélange
consistant essentiellement en des fibres de base et des fi-
bres de liage, la forme d'un mat dans lequel les fibres sont entremêlées et entrelacées, on oblige ces fibres de base et ces fibres de liage à se coller ou fixer les unes aux autres en formant des liaisons de connexion entre elles, puis l'on place ce mat dans un moule et on le soumet suffisamment à l'action de la chaleur ou de la pression, ou des deux, pour faire fondre les fibres de liage et donner à ce produit une
10625
forme prédéterminée, et, en même temps que l'on moule ce
produit, on moule et l'on y fixe un élément auxiliaire.
38 Procédé selon la revendication 37, caractérisé en ce que l'élément auxiliaire est constitué d'une matière thermodurcissable qui se durcit et se fixe sous l'effet de
la chaleur appliquée pour le moulage dudit produit.
39 Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que la matière thermodurcissable est une résine de polyester. 40 Procédé selon la revendication 38, caractérisé
en ce que la matière thermodurcissable est une résine phéno-
lique.
41 Produit obtenu par le procédé selon l'une quel-
conque des revendications 35 à 40.
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