Brevet FR2654120A1 — publié le 19910510

L'invention concerne un mode d'assemblage de matériaux dont la structure est constituée de fibres naturelles ou artificielles enchevetrées aérées tels que les feutres, les tissus non tissés ou les tissus, ou de cellules ouvertes. L'assemblage de ces matériaux se fait de multiples facons qui sont parfaitement connues et qui trouvent leur emploi en fonction des applications. Lorsqu'il s'agit d'assembler, par exemple, deux tissus ou deux feuilles de feutre, on peut faire un assemblage mécanique par couture ou par agraphage. Malheureusement il n'est pas toujours possible de le faire, et cela pour de multiples raisons: difficultés d'aces de part et d'autre des deux tissus a assembler pour pouvoir faire une coutureS difficultés pour trouver des agraphes qui ne se corrodent pas dans le milieu ambiant auquel elles sont exposées (humidité acidité par exemple). Souvent cette solution n'est pas retenue parce qu'elle est trop chère a mettre en oeuvre. On recherche alors des solutions basées sur une liaison chimique entre les deux matériaux obtenue par fusion de ces derniers afin de les souder ou par l'apport d'un matériau intermédiaire qui est une colle ou un adhésif.Généralement la soudure ne peut s'obtenir que sur des matériaux de compositions identiques a la rigueur voisine, mais meme si ces conditions sont remplies, il n'est pas évident d'obtenir la température de fusion a cause du caractère cellulaire du produit qui constitue un isolant thermique et empêche d'obtenir cette température par conduction. Si on veut utiliser la haute fréquence, il y a peu de matériaux qui le permettent. 11 en est de meme de l'emploi des ultra-sons. En ce qui concerne le collage qui se fait par l'apport d'un matériau intermédiaire,il est généralement dune mise en oeuvre délicate et peut conduire a une très grande dispersions des performances en fonction du niveau de pollution des surfaces au moment du collage. Ce dernier affecte en effet la qualité des liaisons chimiques entre les éléments a assembler. Ensuite l'assemblage par collage reste sensible aux contraintes qu'il subit en fonction du milieu ambiant dans lequel il est placé. Notamment lorsque le milieu est agressif et,ou, mal contrelé, on a intérêt a rechercher un matériau intermédiaire le plus neutre possible aux agents chimiques, ce qui est exactement le contraire des fonctions recherchées pour les colles. Enfin les colles sont des produits chers. La présente invention propose d'apporter une solution a ce problème d'assemblage des structures fibreuses aérées ou cellulaires ouvertes. Le principe de l'invention consiste a couler entre les deux matériaux à assembler un troisième matériau fluide venant mouiller les fibres ou la paroi des cellules avec lesquelles il est en contact, sans toutefois que les surfaces aient une affinité chimique entre elles, et remplir au mieux l'espace laissé libre entre les fibres ou la cavité des cellules. Ensuite ce matériau prend en masse soit par solidification suite a son refroidissement, soit par polymérisation ou tout autre phénomène physique ou chimique. Dans ces conditions il emprisonne les fibres ou rz.plit les cellules qui constituent autant de retenues mécaniques.Il est évident que l'on ne peut utiliser que des matériaux compatibles avec les matériaux à assembler dans les conditions de mise en oeuvre: Si on veut couler une matière plastique a chaud, il ne faut pas que cette dernière puisse dégrader le support qu'elle est chargée de fixer ou ne puisse pas mouiller les fibres ou la surface des parois de cellules à imprégner. Il existe, par exemple, pour les produits disponibles sur le marché, des traitements de surface qui font chuter la tension superficielle permettant ainsi l'accrochage des pigments.Ce type de traitement, qui peut entre une simple oxydation, peut rendre le produit mouillable par le matériau de liaison. n titre d'exemple, dans une variante préférée de l'invention, le produit à assembler est un feutre a base de fibres de polyéthylène téréphtalate saturé (P.E.T.P. ou P.B.T.P.) dont le point de fusion tourne autour de 250 à 300 degrés centigrades, et on utilise comme matériau intermédaire un polypropylène a très haute fluidité, notamment utilisé pour fabriquer des mélanges mattres qui servent à colorer les matieres plastiques en injection. Ce polypropylène est fluide aux environs de iso a 200 degrés centigrades et il a la propriété de mouiller facilement les autres matériaux thermoplastiques.Lorsqu'on dépose ce polypropylène, sous forme fluide, sur le premier feutre, il l'imprègne par capillarité sur une partie de son épaisseur et lorsqu'on presse par dessus le premier feutre le deuxième feutre, ce dernier s'imprègne à son tour du polypropylène resté en surface du premier feutre. Puis le polypropylène se solidifie, emprisonnant les fibres de chacun des feutres dans sa masse et la liaison entre les feutres étant assurée par la continuité du polypropylène constituant le matériau intermédiaire de liaison. On a ainsi obtenu une liaison mécanique et capillaire des deux feutres par une pièce intermédiaire coulée sur place, cette liaison n'excluant pas bien entendu toute liaison de type hydrogène, de Van Der Yaals bu moléculaire.Dans le cas présent le polypropylène est un matériau très résistant aux agents chimiques et aux conditions climatiques habituelles. Dans une variante de l'invention, lorsque l'environnement est particulièrement agressif, le feutre utilisé est à base de fibres de polypropylène; on peut dans ces conditions obtenir en plus une liaison chimique. On peut aussi fixer entre eux de la meme manière des tissus tissés ou non tissés puisqu'ils sont formées de fibres aérées. Il est bien évident qu'un tel procédé s'applique aussi à des feutres ou des tissus de fibres mélangées et que la composition ou la structure des deux éléments à assembler peut être différente tout en répondant aux critères définis précédemments. Un autre avantage d'un tel procédé est qu'il utilise les mêmes installations que celles qui servent à distribuer habituellement des colles chaudes. Si les feutres ou les tissus sont minces on peut les injecter sous pression jusqu'a les imprégner dans leur épaisseur. D'autres matériaux peuvent être utilisés a la place du polypropylène notamment les autres polyoléfines, mais à chaque fois il faut choisir avec soin le matériau de liaison en fonction de sa température de fusion, et des contraintes imposes par le matériau a assembler. Une des applications d'une telle méthode de fixation de feutres ou de non tissés est de réaliser des structures alvéolaires souples destinées à etre enfouies dans la terre de terrains a forte déclivité, pour la retenir. REVENDICATIONS l-Procédé d'assemblage, de structures fibreuses aérées ou cellulaires ouvertes, caractérisé en ce qu'un matériau intermédiaire est disposé dans sa forme fluide entre les parois à assembler qui se font face, de manière à ce qu'il en imprègne les fibres ou les parois de cellules, et remplisse l'espace laissé libre entre elles pour emprisonner les dites fibres ou cellules dans la masse qu'il constitue par refroidissement, polymérisation, ou autre phénomène physique ou chimique, et assure ainsi la liaison mécanique entre les deux parois. 2-Procédé d'assemblage, de structurescfibreuses aérées ou cellulaires ouvertes, suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau de liaison est chimiquement neutre vis à vis de la structure à assembler. 3-Procédé d'assemblage, de structures fibreuses aérées ou cellulaires ouvertes, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau de liaison présénte une grande inertie chimique par rapport au milieu dans lequel il doit travailler. 4-Procédé d'assemblage, de structures fibreuses aérées ou cellulaires ouvertes, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une des structures à assembler est un feutre ou un tissu, tissé ou non tissé, en fibre naturelle ou artificielle. 5-Procédé d'assemblage, de structures fibreuses aérées ou cellulaires ouvertes, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure est constituée en tout ou partie de fibres de polyéthylène téréphtalate ou polyester ou P.E.T. ou P.E.T.P. ou P.B.T.P., et que le matériau de liaison est un polypropylène de très haute fluidité. 6-Procédé d'assemblage, de structures fibreuses aérées ou cellulaires ouvertes, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la structure est constituée en tout ou partie de fibres de polypropylène et que le matériau de liaison est un polypropylène de très haute fluidité.