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WO2005045113A2 - Mat deformable a renfort fibreux pour la fabrication de composites a matrice thermoplastique - Google Patents

Mat deformable a renfort fibreux pour la fabrication de composites a matrice thermoplastique Download PDF

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WO2005045113A2
WO2005045113A2 PCT/FR2004/002825 FR2004002825W WO2005045113A2 WO 2005045113 A2 WO2005045113 A2 WO 2005045113A2 FR 2004002825 W FR2004002825 W FR 2004002825W WO 2005045113 A2 WO2005045113 A2 WO 2005045113A2
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mat
threads
son
thermoplastic
mat according
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PCT/FR2004/002825
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WO2005045113A3 (fr
Inventor
Dominique Loubinoux
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Saint Gobain Adfors SAS
Original Assignee
Saint Gobain Vetrotex France SA
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a deformable mat comprising a fibrous reinforcement and a thermoplastic material intended for the production of composite parts, in particular by molding.
  • the manufacture of composite parts with a fiber-reinforced thermoplastic matrix is generally carried out by molding of materials which combine a reinforcing material, in particular glass, and a thermoplastic material in filamentary form, such as nonwovens, fabrics or structures of non-intertwined organized yarns, especially knitted or heat-bound ("thermobonded").
  • the techniques of molding, under vacuum or using a bladder consist in coating a mold with the material, then in heating the mold so that the thermoplastic material which is in close contact with the surface of the mold can marry it perfectly the shape, and finally to cool to obtain the molded part.
  • these materials have a cohesion allowing their manipulation without altering the assembly of the wires and they are flexible enough to be able to be placed correctly in the mold. These materials are generally satisfactory for producing flat or curved molded products.
  • Nonwovens suitable for molding are obtained in particular from yarns glass on the one hand and thermoplastic wires on the other hand, both cut and previously opened by an appropriate mechanical treatment.
  • nonwovens are generally obtained by carding and mechanical lapping or pneumatic lapping of said threads to form a lap, which lap then undergoes a needling operation aimed at binding the threads together so as to obtain sufficient cohesion to allow their manipulation.
  • needling leads to orient the filaments perpendicular to the plane of the nonwoven, which results in a significant increase in thickness with the consequences of more difficult cutting, the appearance of tears consecutive to stretching during placement in the mold and less efficient heating during molding due to the presence of a large volume of air trapped between the wires (of the order of 80 to 90%) which plays the role of thermal insulator.
  • the drawback associated with heating is all the more important since more often than not several nonwovens stacked on top of each other are necessary for molding.
  • the yarns are organized regularly and therefore have a low thickness and high compactness (trapped air volume less than about 60%).
  • their ability to deform is not the same in all directions; if they can be extended significantly in the direction of the bias, however the deformation in the direction of the reinforcing threads (warp and weft) is almost zero.
  • the wires tend to move apart, letting appear in the zones of the molded part corresponding to these places a thickness thinner than in the other parts, or even a total absence reinforcement and thermoplastic material.
  • the deformable mat consists of at least one ply comprising at least one reinforcing material and at least one thermoplastic material, these materials being in the form of cut threads or continuous threads, and the threads being bonded together so that the mat has an elongation at break in all directions of at least 50% and preferably ranging from 100 to 150%.
  • matrix is meant here an element which is not very thick in relation to its surface and which has sufficient flexibility to be deposited inside a mold without forming folds.
  • the mat according to the invention is also characterized in that it is relatively compact. It has an intermediate compactness between that of structures with organized threads (fabrics and structures linked by knitting or thermobonded) and the nonwovens described above.
  • the compactness of the mat is appreciated here by its porosity which generally varies from 65 to 80%.
  • the reinforcement material is understood here to be a material having a higher melting or degradation point than that of the aforementioned thermoplastic material.
  • thermoplastic materials such as glass, carbon, aramid, ceramics and vegetable fibers, for example flax, sisal and hemp.
  • the glass is chosen.
  • the thermoplastic material can be any material capable of being able to be transformed into fibers. It may for example be polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, phenylene polysulfide, a polymer chosen from polyamides and thermoplastic polyesters, or any other material of a thermoplastic nature.
  • the mat comprises at least one material of reinforcement and at least one thermoplastic material, one and / or the other of these materials possibly being in the form of continuous threads or cut threads.
  • these yarns may consist entirely or partially of yarns comprising one or more reinforcing materials and of yarns consisting of one or more thermoplastic materials.
  • the threads consist of filaments of reinforcing material and of filaments of thermoplastic material, for example of mixed threads obtained by combining and simultaneously winding threads of one of the materials and threads of the other material , or co-mixed threads made up of filaments of reinforcement material (s) and filaments of intimately mixed thermoplastic material (s).
  • the strands of the mat are made up of at least 50% by weight of co-mixed threads, preferably at least 80% and particularly preferably 100%.
  • the co-mixed threads consist of glass filaments and filaments of thermoplastic organic material, preferably polypropylene.
  • the filaments forming part of the mixed yarns have a uniform distribution within the yarn.
  • the manufacture of such threads is for example described in patents EP-A-0 599 695, EP-A- 0 616 055 and FR- A 2 815 046.
  • the reinforcing material preferably glass
  • the cut wires have a length of less than 100 mm, preferably between 20 and 60 mm. To link the wires constituting the sheet, different means can be used as indicated below.
  • the deformable mat according to the invention can be obtained by the method comprising the steps consisting in: - depositing on a moving substrate at least one continuous wire and / or cut wires comprising at least one reinforcing material and at least one thermoplastic material to form a ply - subject the ply to a treatment making it possible to bond the wires together to form a deformable mat, and - collect the mat.
  • the continuous wire or wires are removed in the direction of movement of the substrate in the form of superimposed loops by means of an appropriate known device, for example by means of a wire projection device operating by air suction, by example a Venturi device, or a device with an oscillating movement, preferably placed downstream of a device allowing the wire to be conveyed at a constant speed.
  • the removal of the cut threads can be carried out by introducing unwound or unwound threads from windings, for example rovings, in a cutter adapted to the nature of the thread.
  • any known type of cutter can be used, for example a device in which the wire is cut by blades arranged in a crown on which the wire is previously wound and pressed by a pressure roller coated with an elastomer or a cutter operating by shearing the wire between blades mounted on a rotor or on a guillotine and a fixed counter blade.
  • the treatment leading to the binding of the threads must preserve the integrity of the reinforcing filaments so that they fulfill the reinforcement function assigned to them. It is a question of carrying out a “light” binding which must avoid giving too great cohesion to the final mat because the latter would no longer have the flexibility required to correctly line the interior of the mold during the molding operation.
  • the processing conditions must therefore be adapted so that the mat has the intended “deformability”.
  • the threads are linked by sewing by means of a finer connecting thread than the strands of the sheet, for example a thread with a linear density of between 40 and 300 dtex.
  • the yarn can be made of a reinforcing material, for example aramid or of an organic thermoplastic material, for example polypropylene, polyester or polyamide. Seams with elasticity are preferred, for example by knitting according to the Malimo technique of a flat thread or better still of a "texture" thread having its own elasticity (in English "texturized yarn”).
  • the threads used by this sewing-knitting method are spaced about 5 mm in the longitudinal direction and about 7 mm in the transverse direction of movement of the sheet.
  • connection is carried out by a processing mechanical which allows a slight entanglement of the filaments making up the threads, such as moderate needling or exposure to jets of water under pressure.
  • a processing mechanical which allows a slight entanglement of the filaments making up the threads, such as moderate needling or exposure to jets of water under pressure.
  • any suitable device can be used, for example a support provided with needles driven in a vertical reciprocating movement which, passing through the web, cause the filaments to become entangled.
  • two supports facing each other arranged on either side of the ply make it possible to have symmetrical needling.
  • Entanglement by exposure to jets of pressurized water can be implemented by projecting water onto the tablecloth arranged on a perforated support or passing over a metal mat, and the jets of water bouncing on the carpet making a moderate intermingling of the threads.
  • the connection is made by crown discharge.
  • the sheet is brought into contact with a cylinder-electrode equipped with spikes subjected to a high voltage and a high frequency.
  • the discharges cause a localized melting of the thermoplastic organic material at the points making it possible to bond the wires to each other, the connection remaining sufficiently tenuous for the mat to retain a flexibility compatible with the molding operation.
  • the procedure is carried out by adding an adhesive material which develops its sticky properties when hot (or fusible).
  • the adhesive material has a lower melting point than that of the material of the wires with the lowest melting point; it is also chemically compatible with the latter.
  • the adhesive material can be liquid or solid, for example a powder, a film or a veil.
  • the processing temperature is generally 10 to 40 ° C lower than the melting temperature of the lowest melting yarn material.
  • the mat obtained at the end of the bonding treatment is flexible enough to be wound on a support, for example a tube of small diameter which can vary from 50 to 150 mm.
  • This mat also has a surface mass at least equal to 700 g / m 2 , preferably less than 4000 g / m 2 , and advantageously varying from 1500 to 3000 g / m 2 . Because it is deformable and compact, the mat according to the invention is well suited to the production of highly stamped parts and / or of a complex configuration by molding, in particular under vacuum or in compression.
  • the mat In vacuum molding, the mat is placed on or in the unheated mold (at room temperature), then the actual molding is carried out by heating to a temperature above the melting temperature of the thermoplastic material while making the empty in the mold.
  • the placement in the mold is here made particularly easy because the mat has a high aptitude for deformation: the mat can be stretched so that it conforms as best as possible to the reliefs of the mold without damaging it, in particular without 'it tears or folds.
  • compression molding the mat is heated to a temperature above the melting temperature of the thermoplastic material before being introduced into the mold, also heated to a temperature of the order of 70 to 80 ° C, and l application of a counter-mold makes it possible to obtain the molded part.
  • FIG. 1 represents a schematic view of a device allowing a first implementation of the invention.
  • FIG. 2 represents a schematic view of a device according to another variant of the first implementation of the invention.
  • FIG. 3 represents a schematic view of a device allowing a second implementation of the invention.
  • the elements in common have the same references.
  • the co-mixed threads 1 coming from windings enter the cutter 2.
  • the cut threads 3 fall on the belt 4 and are directed towards the conveyor 5.
  • the belt 4 is animated by a transverse reciprocating movement to ensure a regular distribution of the cut threads on the whole of the conveyor 5.
  • the sheet 6 of cut threads is taken up by the carpet 7 whose surface is coated with needles on the surface, then it is introduced into the napper chimney 8.
  • the chimney can be fitted with a weight metering device (not shown) which makes it possible to control the flow of the cut yarns.
  • the cut wires leaving the chimney 8 are deposited on the conveyor 9 by forming the sheet 10 which passes between the rollers 11 and 12 before entering the machine 13 where it is linked by sewing-knitting.
  • the mat 15 guided by the take-up rollers 15, 16 is wound up in the form of a reel 17.
  • the co-mixed wires 1 are introduced into the enclosure 18 by the conduits 19 provided with cutters (not shown) .
  • the suction box 20 under the carpet 21 provided with perforations ensures the maintenance of the sheet 22 of son cut on the latter.
  • the sheet 22 then passes under a dusting device 23 composed of a cylinder provided with grooves 24 connected to the base of a reservoir 25 filled with the powder of hot-melt binder, then on the vibrating table 26 which ensures the penetration of the powder in the sheet and finally in the calender 27 composed of the heating rollers 28, 29.
  • the mat formed 30 is cut into segments by the blade 31.
  • the co-mixed wire 1 coming from the roving 32 disposed on a creel (not shown) is guided by the rollers 33, 34 and passes between the take-up rollers 35, 36 at constant speed.
  • the wire enters a suction device 37 of the Venturi type which projects it in loops on the carpet 21.
  • the action of the suction box 20 helps to maintain the ply 36 of loops on the carpet 21.
  • the ply passes between the rollers d call 38, 39 then in a needling device 40 comprising a support 41 provided with needles and a perforated plate 42 for the passage of the needles through the web.
  • a needling device 40 comprising a support 41 provided with needles and a perforated plate 42 for the passage of the needles through the web.
  • the mat 45 Downstream of the take-up rollers 43, 44, the mat 45 is collected in the form of a reel 17.
  • a single wire is shown; however, we do not does not depart from the scope of the invention with several wires guided and projected individually by means of the aforementioned members on the carpet 21.
  • EXAMPLE 1 A deformable mat is produced using the device of FIG. 1.
  • Co-mixed wires (Twintex ® ; 60% by weight of glass and 40% by weight of polypropylene; linear mass 1870 tex) from rovings arranged on a creel are cut in cutter 2 to the length of 50 mm.
  • the cut threads forming the ply 10 are linked at the level of the sewing-knitting device 13 (Malimo) by knitting using a polyester textured thread (linear density: 167 dtex).
  • the knitting stitches are 5 mm long and the seam lines are 7 mm apart.
  • the mat is wound on a 90 mm diameter tube. It has an average thickness of 3.5 mm, a surface mass of the order of 1500 g / m 2 and a porosity equal to 71%.
  • the mat has an elongation of the order of 100% in any direction whatsoever measured under the conditions of standard ISO 3342 - 1995.
  • EXAMPLE 2 A deformable mat is produced using the device in FIG. 3. Wires co-mingled (Twintex ® ; 60% by weight of glass and 40% by weight of polypropylene colored in black; linear mass 1870 tex) from rovings are projected individually in loops on the carpet 21 by means of Venturi nozzles
  • the mat obtained 45 is collected in the form of a winding 17.
  • the mat obtained has an average thickness of 6.5 mm, a surface mass of the order of 3000 g / m 2 and a porosity equal to 69%. It has an elongation at break measured under the conditions of Example 1 equal to 80%.

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Abstract

L'invention concerne un mat déformable constitué d'au moins une nappe comprenant au moins une matière de renfort et au moins une matière thermoplastique, ces matières se présentant sous la forme de fils continus et/ou coupés, et les fils étant liés entre eux de manière à ce que le mat présente un allongement à la rupture dans toutes les directions d'au moins 50 %, de préférence variant de 100 à 150 %. Elle concerne également un procédé de fabrication du mat déformable consistant à former une nappe desdits fils, à traiter la nappe dans des conditions permettant une liaison modérée des fils et à collecter le mat obtenu. L'invention concerne encore l'utilisation du mat pour la fabrication de pièces composites par moulage sous vide ou en compression.

Description

MAT DEFORMABLE A RENFORT FIBREUX POUR LA FABRICATION DE COMPOSITES A MATRICE THERMOPLASTIQUE
L'invention concerne un mat déformable comprenant un renfort fibreux et une matière thermoplastique destiné à la réalisation de pièces composites, en particulier par moulage. La fabrication de pièces composites à matrice thermoplastique renforcée par des fibres est généralement effectuée par moulage de matériaux qui associent une matière de renforcement, notamment du verre, et une matière thermoplastique sous forme filamentaire, tels que des non tissés, des tissus ou des structures de fils organisés non entrelacés, liées notamment par tricotage ou la chaleur (« thermoliées »). Les techniques de moulage, sous vide ou à l'aide d'une vessie, consistent à revêtir un moule avec le matériau, puis à chauffer le moule afin que la matière thermoplastique qui se trouve en contact étroit avec la surface du moule puisse en épouser parfaitement la forme, et enfin à refroidir pour obtenir la pièce moulée. De manière générale, ces matériaux ont une cohésion autorisant leur manipulation sans altération de l'assemblage des fils et ils sont suffisamment souples pour pouvoir être disposés correctement dans le moule. Ces matériaux sont globalement satisfaisants pour réaliser des produits moulés plans ou incurvés. En revanche, des problèmes surviennent lorsque les pièces à obtenir présentent un fort embouti et/ou une forme complexe. On constate en effet qu'en raison de leur aptitude limitée à se déformer, aussi bien lors du placement dans le moule que pendant le moulage, les matériaux ont tendance à former des plis qui affectent l'aspect et les propriétés mécaniques de la pièce moulée. Des non tissés aptes au moulage sont notamment obtenus à partir de fils de verre d'une part et de fils thermoplastiques d'autre part, tous deux coupés et préalablement ouverts par un traitement mécanique approprié. Ces non tissés sont généralement obtenus par cardage et nappage mécanique ou nappage pneumatique desdits fils pour former une nappe, laquelle nappe subit ensuite une opération d'aiguilletage visant à lier les fils entre eux de manière à obtenir une cohésion suffisante pour permettre leur manipulation. Cependant, l'aiguilletage conduit à orienter les filaments perpendiculairement au plan du non tissé, ce qui entraîne une augmentation importante de l'épaisseur avec pour conséquences un découpage plus difficile, l'apparition de déchirures consécutives à l'étirement lors du placement dans le moule et un chauffage moins efficace lors du moulage dû à la présence d'un volume important d'air emprisonné entre les fils (de l'ordre de 80 à 90 %) qui joue le rôle d'isolant thermique. L'inconvénient lié au chauffage est d'autant plus important que le plus souvent plusieurs non tissés empilés les uns sur les autres sont nécessaires pour le moulage. Dans les tissus, les tricots et les structures de fils entrelacés, les fils sont organisés régulièrement et de ce fait ils présentent une faible épaisseur et une compacité élevée (volume d'air emprisonné inférieur à environ 60 %). Néanmoins, leur aptitude à se déformer n'est pas la même dans toutes les directions ; s'ils peuvent s'allonger de manière importante dans le sens du biais, en revanche la déformation dans le sens des fils de renfort (chaîne et trame) est quasiment nulle. Aux endroits du moule présentant un fort embouti ou une forme complexe, les fils on tendance à s'écarter, laissant apparaître dans les zones de la pièce moulée correspondant à ces endroits une épaisseur plus faible que dans les autres parties, voire même une absence totale de renfort et de matière thermoplastique. A ces mêmes endroits, on peut encore observer des irrégularités de surface sous la forme notamment d'aspérités résultant du remplissage incomplet des reliefs par le renfort et de matière thermoplastique du fait notamment que les fibres de renforcement sont trop tendues pour suivre parfaitement le contour du moule. Ces défauts sont rédhibitoires. La présente invention a pour objet un mat déformable adapté à la réalisation de pièces composites à fort embouti et/ou de forme complexe comprenant une matrice thermoplastique renforcée par des fibres. Un autre objet de l'invention concerne le procédé permettant d'obtenir ledit mat déformable, ce procédé comprenant une étape de liage modéré des fibres. Conformément à l'invention, le mat déformable est constitué d'au moins une nappe comprenant au moins une matière de renfort et au moins une matière thermoplastique, ces matières se présentant sous la forme de fils coupés ou de fils continus, et les fils étant liés entre eux de manière à ce que le mat présente un allongement à la rupture dans toutes les directions d'au moins 50 % et de préférence variant de 100 à 150 %. Par « mat », on entend ici un élément peu épais par rapport à sa surface et présentant une souplesse suffisante pour être déposé à l'intérieur d'un moule sans former de plis. Le mat selon l'invention se caractérise également en ce qu'il est relativement compact. Il présente une compacité intermédiaire entre celle des structures à fils organisés (tissus et structures liées par tricotage ou thermoliées) et les non tissés décrits précédemment. Le caractère compact du mat s'apprécie ici par sa porosité qui en règle générale varie de 65 à 80 %. La porosité du mat est définie par la relation suivante : P = 100 x [1 - p ( MR/PR + 1 -MR +PΠ,)] dans laquelle P est la porosité en % p est la masse volumique du mat en g/cm3 PR est la masse volumique du renfort en g/cm3 Pm est la masse volumique de la matière thermoplastique en g/cm3 MR est la fraction massique de renfort La matière de renfort s'entend ici d'une matière ayant un point de fusion ou de dégradation plus élevé que celui de la matière thermoplastique précitée. Généralement, il s'agit d'une matière communément utilisée pour le renforcement des matières thermoplastiques, telles que le verre, le carbone, l'aramide, les céramiques et les fibres végétales, par exemple le lin, le sisal et le chanvre. De préférence, on choisit le verre. La matière thermoplastique peut être toute matière apte à pouvoir être transformée en fibres. Ce peut être par exemple du polyéthylène, du polypropylène, du polyéthylène téréphtalate, du polybutylène téréphtalate, du polysulfure de phénylène, un polymère choisi parmi les polyamides et les polyesters thermoplastiques, ou tout autre matière à caractère thermoplastique. Conformément à l'invention, le mat comprend au moins une matière de renforcement et au moins une matière thermoplastique, l'une et/ou l'autre de ces matières pouvant se présenter sous la forme de fils continus ou de fils coupés. Ces fils peuvent être constitués pour tout ou partie de fils comprenant une ou plusieurs matières de renforcement et de fils constitués d'une ou plusieurs matières thermoplastiques. De manière préférée, les fils sont constitués de filaments de matière de renforcement et de filaments de matière thermoplastique, par exemple de fils mixtes obtenus par la réunion et le bobinage simultané de fils de l'une des matières et de fils de l'autre matière, ou de fils co-mêlés constitués de filaments de matière(s) de renforcement et de filaments de matière(s) thermoplastique(s) intimement mélangés. De manière avantageuse, les fils du mat sont constitués pour au moins 50 % en poids de fils co-mêlés, de préférence au moins 80 % et de façon particulièrement préférée 100 %. De préférence encore, les fils co-mêlés sont constitués de filaments de verre et de filaments de matière organique thermoplastique, de préférence du polypropylène. Avantageusement, les filaments entrant dans la constitution des fils co- mêlés présentent une répartition uniforme au sein du fil. La fabrication de tels fils est par exemple décrite dans les brevets EP-A-0 599 695, EP-A- 0 616 055 et FR- A 2 815 046. De manière générale, la matière de renforcement (de préférence du verre) représente au moins 10 % du poids du mat déformable, de préférence 30 à 85 %, et avantageusement 40 à 75 %. De manière générale, les fils coupés ont une longueur inférieure à 100 mm, de préférence comprise entre 20 et 60 mm. Pour lier les fils constituant la nappe, on peut utiliser différents moyens comme cela est indiqué plus loin. Le mat déformable selon l'invention peut être obtenu par le procédé comprenant les étapes consistant à : - déposer sur un substrat en mouvement au moins un fil continu et/ou des fils coupés comprenant au moins une matière de renfort et au moins une matière thermoplastique pour former une nappe - soumettre la nappe à un traitement permettant de lier les fils entre eux pour former un mat déformable, et - collecter le mat. La dépose du ou des fils continus s'effectue dans le sens de déplacement du substrat sous la forme de boucles superposées au moyen de dispositif connu approprié, par exemple au moyen d'un dispositif de projection du fil opérant par aspiration d'air, par exemple un dispositif Venturi, ou d'un dispositif animé d'un mouvement oscillant, de préférence placé en aval d'un dispositif permettant d'acheminer le fil à une vitesse constante. La dépose des fils coupés peut quant à elle être effectuée en introduisant des fils déroulés ou dévidés à partir d'enroulements, par exemple de stratifils, dans un coupeur adapté à la nature du fil. Tout type de coupeur connu peut être utilisé, par exemple un dispositif dans lequel le fil est coupé par des lames disposées en couronne sur lesquelles le fil est préalablement enroulé et pressé par un galet presseur revêtu d'un élastomère ou un coupeur opérant par cisaillement du fil entre des lames montées sur un rotor ou sur une guillotine et une contre-lame fixe. Le traitement conduisant à lier les fils doit préserver l'intégrité des filaments de renfort afin que ceux-ci remplissent la fonction de renforcement qui leur est dévolue. Il s'agit d'effectuer un liage « léger » qui doit éviter de donner une trop grande cohésion au mat final car ce dernier n'aurait plus la souplesse requise pour tapisser correctement l'intérieur du moule lors de l'opération de moulage. Les conditions de traitement doivent donc être adaptées de manière que le mat présente la « déformabilité » visée. Selon une première variante préférée, les fils sont liés par couture au moyen d'un fil de liaison plus fin que les fils de la nappe, par exemple un fil de masse linéique comprise entre 40 et 300 dtex. Le fil peut être constitué d'une matière de renforcement, par exemple de l'aramide ou d'une matière organique thermoplastique, par exemple du polypropylène, du polyester ou du polyamide. On préfère les coutures présentant de l'élasticité, par exemple par tricotage selon la technique Malimo d'un fil plat ou mieux encore d'un fil « texture » ayant une élasticité propre (en anglais "texturized yarn"). De préférence, les fils mis en œuvre par cette méthode de couture-tricotage sont espacés d'environ 5 mm dans le sens longitudinal et d'environ 7 mm dans le sens transversal de déplacement de la nappe. Selon une deuxième variante, la liaison est effectuée par un traitement mécanique qui permet de réaliser un léger enchevêtrement des filaments constituant les fils, tel qu'un aiguilletage modéré ou une exposition à des jets d'eau sous pression. S'agissant de Paiguilletage, on peut utiliser tout dispositif adapté, par exemple un support muni d'aiguilles animé d'un mouvement alternatif vertical qui, en passant au travers de la nappe, provoquent un entremêlement des filaments. Pour des produits « lourds », deux supports se faisant face disposés de part et d'autre de la nappe permettent d'avoir un aiguilletage symétrique. L'enchevêtrement par exposition à des jets d'eau sous pression peut être mis en œuvre en projetant l'eau sur la nappe disposée sur un support perforé ou passant au-dessus d'un tapis métallique, et les jets d'eau rebondissant sur le tapis réalisant un entremêlement modéré des fils. Selon une troisième variante, la liaison est réalisée par décharge couronne. Pour cela, on met en contact la nappe avec un cylindre-électrode équipé de pointes soumis à une haute tension et une haute fréquence. Les décharges provoquent une fusion localisée de la matière organique thermoplastique au niveau des pointes permettant de lier les fils les uns aux autres, la liaison restant suffisamment ténue pour que le mat conserve une souplesse compatible avec l'opération de moulage. Il est également possible d'obtenir un résultat équivalent en utilisant des électrodes à ultrasons animées d'un mouvement alternatif ou rotatif. A titre d'exemple, on obtient une liaison satisfaisante avec 4 points/cm2, de préférence 1 à 2 points/cm2, les points ayant une dimension inférieure à 2 mm, de préférence 1 mm. Selon une quatrième variante, on procède par apport d'une matière adhésive qui développe ses propriétés collantes à chaud (ou thermocollante). De manière générale, la matière adhésive possède un point de fusion inférieur à celui de la matière des fils dont le point de fusion est le plus bas ; elle est également chimiquement compatible avec cette dernière. La matière adhésive peut être liquide ou solide, par exemple une poudre, un film ou un voile. La température de traitement est généralement inférieure de 10 à 40°C à la température de fusion de la matière des fils de point de fusion le plus bas. Le mat obtenu à l'issue du traitement de liaison est suffisamment souple pour être bobiné sur un support, par exemple un tube de faible diamètre pouvant varier de 50 à 150 mm. Ce mat présente en outre une masse surfacique au moins égale à 700 g/m2, de préférence inférieure à 4000 g/m2, et avantageusement variant de 1500 à 3000 g/m2. Parce qu'il est déformable et compact, le mat selon l'invention est bien adapté à la réalisation de pièces à fort embouti et/ou de configuration complexe par moulage, notamment sous vide ou en compression. Dans le moulage sous vide, le mat est placé sur ou dans le moule non chauffé (à la température ambiante), puis on effectue le moulage proprement dit en chauffant à une température supérieure à la température de fusion de la matière thermoplastique tout en faisant le vide dans le moule. Le placement dans le moule est ici rendu particulièrement aisé du fait que le mat a une aptitude élevée à la déformation : on peut étirer le mat pour qu'il se conforme le mieux possible aux reliefs du moule sans l'endommager, en particulier sans qu'il se déchire ou forme des plis. Dans le moulage en compression, le mat est chauffé à une température supérieure à la température de fusion de la matière thermoplastique avant d'être introduit dans le moule, également chauffé à une température de l'ordre de 70 à 80°C, et l'application d'un contre-moule permet d'obtenir la pièce moulée. Le mat selon l'invention présente l'avantage de pouvoir se déformer facilement et ainsi d'assurer une répartition uniforme des fils dans la pièce finale, tout en conservant suffisamment de cohésion pour être manipulé aux températures indiquées et ne pas « s'effondrer » par gravité lors de son introduction dans le moule. Le mat selon l'invention permet d'obtenir des pièces moulées présentant l'épaisseur voulue, sans défauts tels que des « trous » ou des aspérités de surface, et ayant des propriétés mécaniques, notamment de résistance en flexion et aux chocs, tout à fait satisfaisantes. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lumière des figures et de l'exemple qui suivent donnés à titre d'illustration. La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif permettant une première mise en œuvre de l'invention. La figure 2 représente une vue schématique d'un dispositif selon une autre variante de la première mise en œuvre de l'invention. La figure 3 représente une vue schématique d'un dispositif permettant une deuxième mise en œuvre de l'invention. Dans les figures, les éléments en commun portent les mêmes références. Dans la figure 1 , les fils co-mêlés 1 provenant d'enroulements (non représentés) entrent dans le coupeur 2. Les fils coupés 3 tombent sur le tapis 4 et sont dirigés vers le convoyeur 5. Le tapis 4 est animé d'un mouvement alternatif transversal permettant d'assurer une répartition régulière des fils coupés sur l'ensemble du convoyeur 5. La nappe 6 de fils coupés est reprise par le tapis 7 dont la surface est revêtue d'aiguilles en surface, puis elle est introduite dans la cheminée nappeuse 8. La cheminée peut être équipée d'un dispositif (non représenté) de dosage pondéral qui permet de contrôler le débit des fils coupés. Les fils coupés sortant de la cheminée 8 sont déposés sur le convoyeur 9 en formant la nappe 10 qui passe entre les rouleaux 11 et 12 avant d'entrer dans la machine 13 où elle est liée par couture-tricotage. Le mat 15 guidé par les rouleaux d'appel 15, 16 est enroulé sous forme de bobine 17. Dans la figure 2, les fils co-mêlés 1 sont introduits dans l'enceinte 18 par les conduits 19 munis de coupeurs (non représentés). Le caisson d'aspiration 20 sous le tapis 21 muni de perforations assure le maintien de la nappe 22 de fils coupés sur ce dernier. La nappe 22 passe ensuite sous un dispositif de poudrage 23 composé d'un cylindre pourvu de rainures 24 relié à la base d'un réservoir 25 rempli de la poudre de liant thermofusible, puis sur la table vibrante 26 qui assure la pénétration de la poudre dans la nappe et enfin dans la calandre 27 composée des rouleaux chauffants 28, 29. Le mat formé 30 est découpé en segments par la lame 31. Dans la figure 3, le fil co-mêlé 1 provenant du stratifil 32 disposé sur un cantre (non représenté) est guidé par les roulettes 33, 34 et passe entre les rouleaux d'appel 35, 36 à vitesse constante. Le fil pénètre dans un dispositif d'aspiration 37 du type Venturi qui le projette en boucles sur le tapis 21. L'action du caisson aspirant 20 aide à maintenir la nappe 36 de boucles sur le tapis 21. La nappe passe entre les rouleaux d'appel 38, 39 puis dans un dispositif d'aiguilletage 40 comprenant un support 41 pourvu d'aiguilles et une plaque 42 perforée pour le passage des aiguilles au travers de la nappe. En aval des rouleaux d'appel 43, 44, le mat 45 est collecté sous forme de bobine 17. Pour des raisons de clarté, un seul fil est représenté ; néanmoins, on ne sort pas du cadre de l'invention avec plusieurs fils guidés et projetés individuellement au moyen des organes précités sur le tapis 21. EXEMPLE 1 On réalise un mat déformable à l'aide du dispositif de la figure 1. Des fils co-mêlés (Twintex®; 60 % en poids de verre et 40 % en poids de polypropylène; masse linéique 1870 tex) issus de stratifils disposés sur un cantre sont coupés dans le coupeur 2 à la longueur de 50 mm. Les fils coupés formant la nappe 10 sont liés au niveau du dispositif de couture-tricotage 13 (Malimo) par tricotage au moyen d'un fil texture de polyester (masse linéique : 167 dtex). Les points de tricot ont une longueur de 5 mm et les lignes de couture sont espacées de 7 mm. Le mat est bobiné sur un tube de 90 mm de diamètre. Il présente une épaisseur moyenne de 3,5 mm, une masse surfacique de l'ordre de 1500 g/m2 et une porosité égale à 71 %. Le mat présente un allongement de l'ordre de 100 % dans quelque direction que ce soit mesuré dans les conditions de la norme ISO 3342 - 1995. EXEMPLE 2 On réalise un mat déformable à l'aide du dispositif de la figure 3. Des fils co-mêlés (Twintex®; 60 % en poids de verre et 40 % en poids de polypropylène coloré en noir; masse linéique 1870 tex) issus de stratifils sont projetés individuellement en boucles sur le tapis 21 par le biais de buses Venturi
37. La nappe 36 est liée par aiguilletage (profondeur de pénétration : 20 mm ; 70 coups/cm2). Le mat obtenu 45 est collecté sous forme d'enroulement 17. Le mat obtenu a une épaisseur moyenne de 6,5 mm, une masse surfacique de l'ordre de 3000 g/m2 et une porosité égale à 69 %. Il présente un allongement à la rupture mesuré dans les conditions de l'exemple 1 égal à 80 %.

Claims

REVENDICATIONS
1. Mat déformable, notamment pour la réalisation de pièces moulées, constitué d'au moins une nappe comprenant au moins une matière de renfort et au moins une matière thermoplastique, ces matières se présentant sous la forme d'au moins un fil continu et/ou de fils coupés, et les fils étant liés entre eux de manière à ce que le mat présente un allongement à la rupture dans toutes les directions d'au moins 50 %, de préférence variant de 100 à 150 %.
2. Mat selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les fils sont constitués pour tout ou partie de filaments de matière de renforcement et de filaments de matière thermoplastique.
3. Mat selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fils sont constitués pour au moins 50 % en poids de fils co-mêlés, de préférence au moins 80 %.
4. Mat selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fils co-mêlés sont constitués de filaments de verre et de filaments de matière organique thermoplastique, de préférence du polypropylène.
5. Mat selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en qu'il renferme au moins 10 % en poids de matière de renforcement, de préférence 30 à
85 %.
6. Mat selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fils coupés ont une longueur inférieure à 100 mm, de préférence comprise entre 20 et 60 mm.
7. Mat selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente une porosité qui varie de 65 à 80 %.
8. Mat selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente une masse surfacique au moins égale à 700 g/m2, de préférence inférieure à 4000 g/m2.
9. Procédé de fabrication d'un mat déformable selon l'une des revendications 1 à 8 qui comprend les étapes consistant à : - déposer sur un substrat en mouvement au moins un fil continu et/ou des fils coupés comprenant au moins une matière de renfort et au moins une matière thermoplastique pour former une nappe - soumettre la nappe à un traitement permettant de lier les fils entre eux pour former un mat déformable, et - collecter le matériau.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le traitement de liaison des fils est effectué par couture au moyen d'un fil de liaison plus fin que les fils de la nappe.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le fil de liaison a une masse linéique comprise entre 40 et 300 dtex et que la couture est effectuée par couture-tricotage.
12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le traitement de liaison des fils est effectué mécaniquement, par aiguilletage modéré ou exposition à des jets d'eau sous pression.
13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le traitement de liaison des fils est effectué fusion localisée de la matière thermoplastique, notamment par décharge couronne ou par ultrasons.
14. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le traitement de liaison des fils est effectué par apport d'une matière thermocollante.
15. Utilisation du matériau selon l'une des revendications 1 à 9 pour la fabrication de pièces composites par moulage.
16. Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le moulage est effectué sous vide ou en compression.
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