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FR3036647A1 - Materiau composite destine a la fabrication d'un element de renforcement pour la construction legere, procede de fabrication ainsi qu'element obtenu - Google Patents

Materiau composite destine a la fabrication d'un element de renforcement pour la construction legere, procede de fabrication ainsi qu'element obtenu Download PDF

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Publication number
FR3036647A1
FR3036647A1 FR1670263A FR1670263A FR3036647A1 FR 3036647 A1 FR3036647 A1 FR 3036647A1 FR 1670263 A FR1670263 A FR 1670263A FR 1670263 A FR1670263 A FR 1670263A FR 3036647 A1 FR3036647 A1 FR 3036647A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
composite material
paper web
paper
kraft
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR1670263A
Other languages
English (en)
Inventor
Thorsten Hornich
Christoph Nachbaur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carcoustics Techconsult GmbH
Original Assignee
Carcoustics Techconsult GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carcoustics Techconsult GmbH filed Critical Carcoustics Techconsult GmbH
Publication of FR3036647A1 publication Critical patent/FR3036647A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

La présente invention concerne un matériau composite (1) destiné à la fabrication d'un élément de renforcement par thermoformage pour la construction légère. Celui-ci comprend un cœur (10) à base de cellulose à partir d'un lé de papier (12) ondulé ainsi qu'un papier de couverture Kraft relié mécaniquement au lé de papier (12) ondulé, qui comprend à son tour un lé de papier plan (14, 22). Une couche d'adhésif (30) est disposée entre le lé de papier plan (22) du papier de couverture Kraft et le cœur (10), qui est prévue pour relier mécaniquement le lé de papier plan (22) du papier de couverture Kraft au cœur (10). En outre, la présente invention concerne un élément de renforcement fabriqué à base du matériau composite pour la construction légère ainsi qu'un procédé de fabrication approprié à cet effet.

Description

1 DESCRIPTION La présente invention a pour objet un élément de renforcement pour la construction légère, en particulier pour la construction automobile, qui est approprié pour renforcer mécaniquement et/ou amortir la tendance aux vibrations des pièces plates. En outre, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tel élément de renforcement. L'entreprise Uniseal, Inc., à Evansville, Indiana, Etats-Unis, a développé un procédé appliqué par exemple dans la construction automobile pour amortir les vibrations des pièces plates comme celles de la tôle de toit d'un véhicule automobile. Ce procédé repose sur l'intégration d'une couche lourde élastomère directement sur la pièce à amortir de la carrosserie du véhicule. On applique à cet effet par exemple une masse d'élastomère encore liquide sur la pièce à amortir, par exemple par injection ou extrusion. La couche appliquée est ensuite durcie/réticulée. On sait en outre que la tendance aux vibrations des pièces plates dans la construction automobile peut être réduite en collant la pièce en surface avec un tapis de fibres de verre tissé. Par exemple, la société Dow Automotive (Etats-Unis) commercialise sous le nom BETABRACETm, un tapis de fibres de verre autocollant correspondant qui est prévu spécialement pour cette application. La pièce composite à partir de la pièce plate, de la couche d'adhésif et de tapis de fibres de verre qui en résulte présente un comportement envers les vibrations fortement modifié tant par rapport aux fréquences de résonance éventuelles qu'à l'amortissement intrinsèque des vibrations également. Par conséquent, l'efficacité de tels éléments de renforcement lorsque des tapis de fibres de verre fins sont utilisés ne suffit pas pour tous les cas d'application. L'emploi de tapis de fibres de verre plus épais améliore certes l'efficacité de l'élément de renforcement, mais il a pour conséquence une augmentation défavorable du poids total de l'élément de renforcement. La détentrice de la présente demande poursuit un concept similaire avec les éléments de renforcement commercialisé sous le nom "CC-Brace", qui sont basés sur un film métallique doublé d'une couche d'adhésif activée par pression. Ces éléments de renforcement sont employés de façon analogue aux éléments de renforcement BetaBraceTM susmentionnés de Dow Automotive. Mais même les éléments de 3036647 - 2 - renforcement du type "CC-Brace" sont soumis aux limitations susmentionnées. La présente invention a pour objet de proposer un élément de renforcement de type nouveau qui évite les inconvénients susmentionnés.
5 L'objet est en outre de proposer un matériau composite qui est approprié pour fabriquer un tel élément de renforcement ainsi qu'un procédé de fabrication avantageux pour un tel élément de renforcement. Cet objet est résolu par un matériau composite selon l'invention, un élément de renforcement selon l'invention, ainsi qu'un 10 procédé selon l'invention. Une application avantageuse d'un élément de renforcement selon l'invention est également prévue. Un matériau composite selon l'invention est prévu pour la fabrication d'un élément de renforcement pour la construction légère par thermoformage. Il comprend un coeur à base de cellulose à partir d'un lé de 15 papier ondulé ainsi qu'un papier de couverture Kraft relié mécaniquement au lé de papier ondulé, qui comprend à son tour un lé de papier plan. Le lé de papier plan du papier de couverture Kraft présente typiquement un poids surfacique de 100 g/m2, de préférence supérieur à 150 g/m2 et particulièrement de préférence supérieur à 200 g/m2. Selon l'invention, une 20 couche d'adhésif pouvant être activée thermiquement et à durcissement duroplastique est désormais prévue disposée entre le lé de papier plan du papier de couverture Kraft et le coeur, qui est prévue, à l'état activé, pour relier mécaniquement le lé de papier plan du papier de couverture Kraft au coeur, en particulier au lé de papier ondulé du coeur.
25 Un matériau composite selon l'invention présente des avantages particuliers pour le thermoformage. La couche d'adhésif pouvant être activée thermiquement et à durcissement duroplastique présente également à l'état chaud une bonne flexibilité mécanique, de sorte qu'une pièce thermoformée produite par utilisation du matériau composite peut être 30 prélevée également de l'outil employé pour le thermoformage à l'état chaud ou seulement faiblement refroidi, sans perdre son contour tridimensionnel produit par le thermoformage. Une étape de refroidissement réduisant les temps de cadence, par ex. dans l'outil de moulage ouvert, pour attendre un refroidissement suffisant de la pièce produite, n'est donc plus nécessaire. En outre, la pièce produite est très légère et peut malgré cela présenter une stabilité mécanique élevée. Une pièce plate fabriquée de cette façon présente une très haute résistance aux vibrations perpendiculairement à sa 3036647 - 3 - surface. Cela vaut en particulier lorsque le coeur comprend un lé de papier ondulé et que la structure ondulée s'étend dans un plan qui est orienté parallèlement au lé de papier plan du papier de couverture Kraft. Pour cela, des "montagnes" ou des "vallées" de la structure ondulée peuvent être 5 reliées directement au lé de papier plan du papier de couverture Kraft au moyen de la couche d'adhésif. Dans une autre orientation du lé de papier ondulé également, on peut obtenir des résistances aux vibrations élevées transversalement au plan d'allongement. Un élément de renforcement selon l'invention pour la 10 construction légère, qui peut être fabriqué en employant un matériau composite selon l'invention, par exemple au moyen d'un procédé de thermoformage, comprend un coeur à base de cellulose à partir d'un lé de papier ondulé ainsi qu'un papier de couverture Kraft relié mécaniquement au lé de papier ondulé, qui comprend à son tour un lé de papier plan. Selon 15 l'invention, il est prévu que le lé de papier plan du papier de couverture Kraft soit relié mécaniquement au coeur au moyen par exemple d'une couche d'adhésif duroplastique thermodurcie. L'élément de renforcement réalise ainsi les avantages susmentionnés concernant sa capacité à être fabriqué par thermoformage 20 ainsi que par rapport à sa légèreté et sa résistance aux vibrations. Il est par conséquent excellent pour amortir des pièces de grandes dimensions, allongées de façon extensive qui présentent souvent une tendance accrue aux vibrations transversales. Ainsi, il est particulièrement approprié pour un emploi dans la construction de carrosseries, par ex. pour renforcer la surface 25 du toit d'un véhicule automobile. Un élément de renforcement selon l'invention peut non seulement présenter un contour tridimensionnel durable mais plus encore, il peut présenter des zones dans lesquelles l'épaisseur de matériau du matériau composite est réduite localement de façon ciblée, par ex. sous forme d'un 30 bord périphérique d'étanchéité qui, en raison de sa rigidité augmentée mécaniquement, convient également bien pour une fixation de la pièce sur la carrosserie d'un véhicule automobile par ex., sur une tôle de toit par ex. De la même façon, des zones locales ciblées avec une épaisseur de matériau réduite peuvent être formées dans la surface de l'élément de renforcement à 35 contour tridimensionnel, où une flexibilité mécanique accrue est nécessaire, par ex. sur des points de montage, des percées pour faire passer des lignes 3036647 - 4 - de tout type ou pour marquer des nervures de renforcement, par ex. pour réduire la tendance aux vibrations de la pièce elle-même. Dans un perfectionnement préféré, le coeur d'un matériau composite selon l'invention ou d'un élément de renforcement selon 5 l'invention comprend au moins deux lés de papier ondulé et un lé de papier plan qui sont collés entre eux en un carton ondulé, dans lequel le lé de papier plan est disposé entre les lés de papier ondulé. Il est également envisageable d'employer un nombre encore plus élevé, par ex. de trois, quatre ou plus lés de papier ondulé entre lesquels un lé de papier plan est 10 disposé respectivement. A cet effet, il s'est avéré comme particulièrement avantageux pour une capacité d'usinage dans un procédé de thermoformage, indépendamment du nombre de lés de papier ondulé présents, que les lés de papier du carton ondulé soient reliés au moyen de couches d'adhésif thermorésistantes, de préférence au moyen de couches d'adhésif 15 duroplastiques durcies. Dans un autre perfectionnement avantageux d'un matériau composite ou d'un élément de renforcement selon l'invention, le lé de papier plan du papier de couverture Kraft est au moins renforcé en plus par des fibres, par ex. par des fibres de verre, des fibres de carbone des fibres 20 d'aramide et/ou des fibres naturelles comme par ex. des fibres de coton, de lin, de chanvre, de jute, de kéraf, de sisal ou de cellulose. Cela produit ainsi une résistance à la traction particulièrement élevée d'une pièce fabriquée en employant le matériau composite, respectivement de l'élément de renforcement dans son plan d'allongement. L'emploi d'un coeur renforcé par 25 fibres de verre s'est révélé également comme avantageux. Dans un autre perfectionnement avantageux qui se distingue par une résistance aux vibrations encore améliorée, le lé de papier plan du papier de couverture Kraft dans le matériau composite ou l'élément de renforcement selon l'invention comprend une matière de remplissage 30 élevant la densité surfacique du lé de papier. L'emploi de BaSO4 s'est révélé comme étant particulièrement approprié dans ce cas par exemple. En outre, il s'est avéré avantageux à des fins de décor que le papier de couverture Kraft du matériau composite ou de l'élément de renforcement selon l'invention comprenne une couche de couverture 35 thermoplastique par exemple en polypropylène, polycarbonate, polyamide, acrylonitrile butadiène styrène mais également polyéthylène, polyéthylènetéréphthalate, polybutylène-téréphthalate, polyuréthane, thermoplastisque, 3036647 - 5 - polyacétale, sulfure de polyphénylène, copolymère de cyclo-oléfine, polyester thermotrope et des mélanges de ceux-ci. Pour cela, la couche de couverture thermoplastique dans le matériau composite peut être également conçue comme couche séparée qui se lie mécaniquement au papier de 5 couverture Kraft dans un procédé de thermoformage. Pour cela, la couche de couverture thermoplastique dans le matériau composite ou l'élément de renforcement et disposée à l'extérieur et forme ainsi une surface décorative qui de cette façon, peut être conçue colorée et/ou structurée de façon visuelle correspondante. A cet effet, la fusion du plastique thermoplastique 10 dans le procédé par thermoformage produit une liaison directe entre la couche de couverture thermoplastique ainsi que le papier de couverture Kraft dans la presse chauffée. Si une couche de couverture thermoplastique est en outre combinée à une couche textile extérieure, par ex. dans un non-tissé, la 15 couche thermoplastique peut également être prévue en tant que couche d'adhésif thermoactivable pour relier la pièce formée par procédé de thermoformage à la couche textile. Dans un tel cas, la couche thermoplastique peut être constituée en particulier d'un film thermoplastique fin ou également par ex. d'une couche diffusée à partir 20 d'une poudre adhésive par fusion à chaud. Dans un autre perfectionnement avantageux, le matériau composite selon l'invention, respectivement l'élément de renforcement selon l'invention comprend deux papiers de couverture Kraft qui à leur tour comprennent respectivement un lé de papier plan, dans lequel le coeur est 25 disposé entre les lés de papier des papiers de couverture Kraft et est relié à ceux-ci au moyen respectivement d'une couche d'adhésif duroplastique thermodurcie. Il est à noter que dans le cas du matériau composite, la liaison mécanique par le biais de la couche d'adhésif durcie se forme le cas échéant d'abord dans la pièce fabriquée à partir du matériau composite par 30 thermoformage et n'a pas lieu encore dans le matériau composite lui-même. Des avantages particuliers quant à la maniabilité pratique d'un élément de renforcement selon l'invention sont apportés lorsque l'élément de renforcement présente en outre une couche d'adhésif activée par pression qui peut être disposée par ex. sur le côté de l'élément de renforcement 35 détourné du papier de couverture Kraft. Mais un agencement sur la surface extérieure du papier de couverture Kraft est également avantageux. Dans ces modes de réalisation, l'élément de renforcement peut être monté par 3036647 - 6 - simple pression de la pièce sur la pièce à renforcer, par ex. la surface de toit d'une carrosserie de véhicule, par ex. dans le cadre de la production automobile. Du fait de son poids faible, des éléments de renforcement de grandes dimensions peuvent être manipulés par le personnel de montage 5 facilement sans soutien mécanique. Un procédé selon l'invention sert à fabriquer un élément de renforcement pour la construction légère. Il présente au moins les étapes de procédé suivantes : 1) fourniture d'un matériau composite comprenant les 10 composantes suivantes : a) un coeur à base de cellulose à partir d'un lé de papier ondulé, b) un papier de couverture Kraft relié mécaniquement au lé de papier ondulé, qui comprend un lé de papier plan, c) une couche d'adhésif thermodurcissable et duroplastique à 15 l'état durci qui est disposée entre le coeur et le lé de papier, du papier de couverture Kraft, 2) introduction du matériau composite dans la cavité d'un outil de moulage chauffé, et 3) thermoformage du matériau composite par thermodurcissage 20 de la couche d'adhésif de telle façon que celle-ci relie le coeur et le papier de couverture Kraft mécaniquement entre eux. Le procédé selon l'invention permet particulièrement, par ex. à partir d'un matériau composite selon l'invention, qui peut également correspondre à un ou plusieurs des perfectionnements avantageux expliqués 25 ci-avant, de fabriquer un élément de renforcement selon l'invention, lequel le cas échéant peut correspondre également à un ou plusieurs des perfectionnements avantageux décrits ci-avant. Il permet de réaliser des taux de cadence élevés, étant donné que plus aucune durée de séjour supplémentaire de la pièce thermoformée fabriquée n'est nécessaire du fait 30 de sa stabilité de forme plus élevée également à l'état chaud dans l'outil de moulage. Éventuellement, le matériau composite chaud thermoformé peut, dans une étape de procédé supplémentaire, être transporté vers un poste de refroidissement où le matériau composite thermoformé séjourne jusqu'à ce que sa température ait baissé à une température de consigne prédéterminée.
35 Dans un perfectionnement avantageux du procédé selon l'invention, une découpe du matériau composite thermoformé est effectuée dans une étape de procédé supplémentaire. Cette découpe peut avoir lieu en 3036647 - 7 - particulier dans l'outil de moulage lui-même. L'outil de moulage peut avoir des outils de découpe, d'estampage ou de pincement intégrés appropriés pour cela. Dans un perfectionnement particulièrement avantageux du 5 procédé selon l'invention, dans une étape de procédé supplémentaire, la surface du matériau composite thermoformé détournée du papier de couverture Kraft est par exemple dotée d'une couche d'adhésif activable par pression, qui peut être revêtue d'un revêtement pelable. Cela produit de façon la plus simple un élément de renforcement à appliquer par pression 10 sur la pièce à amortir, de façon manuelle ou automatisée. Éventuellement, la couche d'adhésif activable par pression peut être disposée également sur la surface extérieure du papier de couverture Kraft. Dans le cadre du procédé selon l'invention, le matériau composite introduit dans la cavité de l'outil de moulage peut recevoir non 15 seulement un contour tridimensionnel durable mais il est également possible de réduire l'épaisseur de matériau du matériau composite localement de façon ciblée par ex. pour produire par exemple un bord périphérique d'étanchéité qui, en raison de sa rigidité augmentée mécaniquement, convient également bien pour une fixation de la pièce sur 20 la carrosserie d'un véhicule automobile par ex., sur une tôle de toit par ex.. De la même façon, des zones locales ciblées avec une épaisseur de matériau réduite peuvent être formées dans la surface de la pièce à contour tridimensionnel, où une flexibilité mécanique accrue est nécessaire, par ex. sur des points de montage, des percées pour faire passer des lignes de tout 25 type ou pour marquer également des nervures de renforcement, par ex. pour réduire la tendance aux vibrations de la pièce elle-même. La présente invention a donc pour objet un matériau composite destiné à la fabrication d'un élément de renforcement par thermoformage pour la construction légère, présentant les attributs suivants : 30 a. un coeur à base de cellulose à partir d'un lé de papier ondulé, b. un papier de couverture Kraft relié mécaniquement au lé de papier ondulé, qui comprend un lé de papier plan, caractérisé par c. une couche d'adhésif pouvant être activée thermiquement et à 35 durcissement duroplastique disposée entre le lé de papier plan du papier de couverture Kraft et le coeur, qui est prévue, à l'état activé, pour relier mécaniquement le lé de papier plan du papier de couverture Kraft au coeur. 3036647 - 8 - Elle a encore pour objet un élément de renforcement pour la construction légère, présentant les attributs suivants : a. un coeur à base de cellulose à partir d'un lé de papier ondulé, b. un papier de couverture Kraft relié mécaniquement au lé de 5 papier ondulé, qui comprend un lé de papier plan, caractérisé en ce que c. le lé de papier plan du papier de couverture Kraft est relié mécaniquement au coeur au moyen par exemple d'une couche d'adhésif duroplastique thermodurcie.
10 Le matériau composite ou l'élément de renforcement sont encore caractérisés en ce que: - le coeur comprend au moins un lé de papier ondulé et un lé de papier plan qui sont collés entre eux en un carton ondulé ; - les lés de papier du carton ondulé sont reliés au moyen de 15 couches d'adhésif duroplastiques durcies ; - le lé de papier plan du papier de couverture Kraft est renforcé par des fibres ; - le lé de papier plan du papier de couverture Kraft comprend une matière de remplissage élevant la densité surfacique du lé de papier ; 20 - le coeur est renforcé par des fibres ; - le papier de couverture Kraft comprend une couche de couverture thermoplastique ; - le matériau composite l'élément de renforcement comprend deux papiers de couverture Kraft qui à leur tour comprennent 25 respectivement un lé de papier plan, dans lequel le coeur est disposé entre les lés de papier des papiers de couverture Kraft et peut être relié/est relié à ceux-ci au moyen respectivement d'une couche d'adhésif duroplastique durcie/thermodurcissable. L'élément de renforcement est caractérisé en ce qu'il présente 30 une couche d'adhésif activée par pression disposée sur un côté de l'élément de renforcement détourné du papier de couverture Kraft présente. L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un élément de renforcement dans la construction de carrosseries pour renforcer et/ou amortir les vibrations de pièces plates.
35 L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'un élément de renforcement pour la construction légère, présentant les étapes de procédé suivantes : 3036647 - 9 - a. fourniture d'un matériau composite comprenant les composantes suivantes : i. un coeur à base de cellulose à partir d'un lé de papier ondulé, ii. un papier de couverture Kraft relié mécaniquement au lé de 5 papier ondulé, qui comprend un lé de papier plan, iii. une couche d'adhésif thermodurcissable et duroplastique à l'état durci qui est disposée entre le coeur et le lé de papier du papier de couverture Kraft, b. introduction du matériau composite dans la cavité d'un outil 10 de moulage chauffé, c. thermoformage du matériau composite par thermodurcissage de la couche d'adhésif de telle façon que celle-ci relie le coeur et le papier de couverture Kraft mécaniquement entre eux. Ledit procédé est encore caractérisé en ce que : 15 - dans une étape de procédé supplémentaire, une découpe du matériau composite thermoformé est effectuée ; - la découpe s'effectue dans l'outil de moulage ; - dans une étape de procédé supplémentaire, le matériau composite thermoformé est transporté vers un poste de refroidissement où 20 le matériau composite thermoformé séjourne jusqu'à ce que sa température ait baissé à une température de consigne prédéterminée ; - le matériau composite fourni correspond à un matériau caractérisé en ce que le coeur comprend au moins un lé de papier ondulé et un lé de papier plan qui sont collés entre eux en un carton ondulé ou les lés 25 de papier du carton ondulé sont reliés au moyen de couches d'adhésif duroplastiques durcies ou le lé de papier plan du papier de couverture Kraft est renforcé par des fibres ou le lé de papier plan du papier de couverture Kraft comprend une matière de remplissage élevant la densité surfacique du lé de papier ou le coeur est renforcé par des fibres ou le papier de couverture 30 Kraft comprend une couche de couverture thermoplastique ou le matériau composite l'élément de renforcement comprend deux papiers de couverture Kraft qui à leur tour comprennent respectivement un lé de papier plan, dans lequel le coeur est disposé entre les lés de papier des papiers de couverture Kraft et peut être relié/est relié à ceux-ci au moyen respectivement d'une 35 couche d'adhésif duroplastique durcie/thermodurcissable ; 3 03 664 7 -10- - dans une étape de procédé supplémentaire, la surface de l'élément de renforcement détournée du papier de couverture Kraft est dotée d'une couche d'adhésif pouvant être activée par pression. D'autres avantages et caractéristiques du matériau composite 5 selon l'invention, de l'élément de renforcement selon l'invention ainsi qu'un emploi possible, ainsi qu'un procédé prévu pour fabriquer un élément de renforcement avantageux sont fournis par les exemples de réalisation dont il est question ci-après. Ceux-ci ne doivent pas être compris comme étant limitatifs mais servant à expliciter l'invention à l'homme du métier.
10 Il est à noter que l'ensemble des attributs des agencements et perfectionnements avantageux décrits ci-avant du matériau composite selon l'invention, de l'élément de renforcement selon l'invention ainsi que du procédé de fabrication peuvent être combinés sur le plan raisonnable techniquement, sans que cela ne doive être mentionné explicitement dans la 15 présente description de l'invention. Cela vaut également pour les attributs des exemples de réalisation décrits ci-après, lesquels sont expliqués plus en détails à l'aide des figures, dans lesquelles : la Figure 1 est une représentation schématique d'une coupe d'un matériau composite selon l'invention, 20 la Figure 2 est une représentation schématique d'un procédé pour fabriquer un matériau composite selon l'invention, la Figure 3 - 4 est une représentation schématique d'un procédé de fabrication selon l'invention pour fabriquer un élément de renforcement selon l'invention, 25 la Figure 5 illustre l'élément de renforcement selon l'invention fabriqué selon le procédé des Figures 3 et 4, la Figure 6 est un second exemple de réalisation d'un élément de renforcement selon l'invention, et la Figure 7 est une représentation schématique d'une coupe d'un 30 autre matériau composite selon l'invention, La Figure 1 montre une représentation schématique d'une coupe à travers un matériau composite 1 selon l'invention qui comprend un coeur 10 à base de cellulose, qui est constitué à partir d'un lé de papier ondulé 12 qui est collé avec un lé de papier plan 14 également à base de cellulose en 35 un carton ondulé. La structure ondulée s'étend ainsi dans le plan du lé de papier plan 14. Le collage du lé de papier plan 12 et du lé de papier ondulé 14 est ainsi conçu qu'il résiste aux températures dans l'outil de moulage 3036647 - 11 - chaud lors du procédé de thermoformage qui suit. L'emploi d'un adhésif duroplastisque a fait ses preuves par exemple à cet effet. En outre, le matériau composite 1 comprend un papier de couverture Kraft 20 relié mécaniquement au lé de papier 12 ondulé, qui est 5 constitué d'un lé de papier plan 22 dans l'exemple de réalisation montré. Le papier de couverture Kraft est revêtu d'une couche d'adhésif 30 durcissable et duroplastique à l'état durci qui est disposée dans le matériau composite 1 entre le coeur 10 et le lé de papier 22. La couche d'adhésif 30 peut par exemple être à base de mousse polyuréthane 10 thermoréticulable qui est projetée en surface sur le lé de papier plan 22. La couche d'adhésif 30 confère également dans l'état non durci, une adhérence du lé de papier plan 22 du papier de couverture Kraft 20 sur le lé de papier ondulé 12 du coeur 10. Le lé de papier plan 22 du papier de couverture Kraft est 15 également à base de cellulose et présente un poids surfacique d'environ 200 g/mètres carrés. L'épaisseur du lé de papier plan 22 est d'environ 0,5 mm. Le matériau de cellulose du lé de papier plan 22 est chargé de sulfate de barium pour obtenir le poids surfacique indiqué avec l'épaisseur de matériau indiquée.
20 Les deux lés de papier plans 14, 22 sont renforcés de fibres naturelles de cellulose. La Figure 7 montre un second exemple de réalisation d'un matériau composite 1 selon l'invention dont la construction correspond essentiellement à celle du matériau composite 1 selon la Figure 1, dans 25 lequel toutefois le coeur 10 comprend deux lés de papier ondulé 12 et un lé de papier plan 14 qui sont collés entre eux en un carton ondulé, dans lequel le lé de papier plan 14 est disposé entre les lés de papier ondulé 12. Les lés de papier ondulé 12 du carton ondulé sont reliés au lé de papier plan 14 au moyen de couches d'adhésif 18 thermorésistantes, qui peuvent être 30 constituées par exemple d'un adhésif thermoplastique durci à base de polymère. L'emploi d'un tel coeur pour fabriquer l'élément de renforcement selon l'invention a fait particulièrement ses preuves dans la pratique. Un procédé approprié pour fabriquer un matériau composite 1 selon l'invention est représenté schématiquement sur la Figure 2. Le lé de 35 papier plan 22 formant le papier de couverture Kraft 20 est déroulé d'un rouleau de réserve 24 et transporté devant une buse d'injection 32. Au moyen de cette buse 32, une mousse polyuréthane thermoréticulable est 3036647 - 12 - projetée sur toute la surface supérieure du lé de papier plan 22. Ensuite, le lé de papier plan 22 du papier de couverture Kraft 20 revêtu désormais d'une couche d'adhésif thermodurcissable duroplastique 30 est amené vers un poste de laminage dans lequel le papier de couverture Kraft 20 revêtu de 5 la couche d'adhésif 30 est réuni avec le coeur 10, également dévidé d'un rouleau de réserve 16, lequel est formé en tant que carton ondulé selon la Figure 1. Pour cela une pression suffisante est exercée sur le matériau composite 1 qui se produit, de sorte à fournir une certaine adhérence du lé de papier plan 22 du papier de couverture Kraft 20 sur le lé de papier 10 ondulé 12 du coeur 10 au moyen de la couche d'adhésif 30 thermodurcissable et duroplastique à l'état durci. Ensuite, le matériau composite 1 ainsi produit est transporté vers un poste de découpe 90 dans lequel il est découpé en longueur au moyen d'un outil de coupe 92 pour continuer d'usiner des tronçons de matériau approprié du matériau 15 composite 1. Pour fabriquer des éléments de renforcement 100 selon l'invention, avec le procédé selon l'invention, des tronçons coupés en longueur du matériau composite 1 selon l'invention sont fournis. Les tronçons découpés du matériau composite 1 se composant du papier de 20 couverture Kraft 20, de la couche d'adhésif 30 et du coeur 10 sont ensuite soumis à un procédé de thermoformage qui est expliqué de façon schématique à l'aide des Figures 3 à 4. Le procédé de thermoformage représenté schématiquement dans les Figures 3 et 4 pour former un élément de renforcement 100 selon 25 l'invention sur la base d'un matériau composite 1 selon la Figure 1 est exécuté au moyen d'un outil de moulage 70 dont les deux moitiés de moule 72, 74 sont chauffées. La température de l'outil est réglée à environ 180 °C pour le procédé de thermoformage, sachant que la température de l'outil est essentiellement déterminée par la température d'activation de la couche 30 d'adhésif 30. Les tronçons découpés du matériau composite 1 sont placés dans la cavité ouverte 76 de l'outil de moulage 70 (voir Figure 3), sur quoi l'outil de moulage 34 est fermé comme cela est montré sur la Fig. 4. L'outil de moulage 34 reçoit une force de fermeture appropriée et est maintenu fermé sur une durée appropriée qui est typiquement située entre 20 et 200 35 secondes. La température dans l'outil de moulage ainsi que le temps de fermeture de l'outil de moulage 70 sont ainsi réglés que la couche d'adhésif 3036647 - 13 - 30 est activée thermiquement et durcit de façon duroplastique, sachant qu'elle relie le coeur 10 au papier de couverture Kraft 20. Cela a en particulier pour conséquence que le matériau composite 1 suit le contour tridimensionnel marqué de l'outil de moulage 5 70. Parallèlement, la couche d'adhésif 30 qui a réagi fixe le matériau composite 1 à forme marquée dans la forme marquée, du fait de ses propriétés duroplastiques à présent. L'élément de renforcement 100 ainsi produit, doté le cas échéant d'un contour tridimensionnel, conserve ainsi sa forme marquée lorsqu'il est prélevé à l'état chaud hors de l'outil de moulage 10 70. Cela permet ainsi de réaliser des cycles cadencés élevés dans le procédé de thermoformage. Dans un perfectionnement préféré, non représenté ici, différentes ou plusieurs surfaces extérieures mais aussi intérieures du coeur sont de plus revêtues d'un matériau thermodurcissable, de préférence à 15 durcissement duroplastique, par ex. une résine mélamine ou une mousse de polyuréthane. Ces couches durcissent également dans l'outil de thermoformage et confèrent à l'élément de renforcement fabriqué une stabilité de forme supplémentaire, en particulier à l'état chaud. Ensuite, l'outil de moulage 70 est ouvert (non montré) et 20 l'élément de renforcement 100 encore chaud doté désormais d'un contour tridimensionnel est prélevé de l'outil de moulage 70 sans refroidissement. Enfin, l'élément de renforcement 100 au contour tridimensionnel qui est représenté en coupe schématique sur la Fig. 5, est transporté vers un poste de découpe (non montré) dans lequel une découpe est effectuée sur les 25 bords. Éventuellement, des découpes à l'emporte-pièce sont effectuées par la suite ou parallèlement, par ex. pour former des ouvertures de montage dans l'élément de renforcement 100. Dans une exécution avancée du procédé, il est prévu de doter en plus l'outil de moulage 70 d'outils de découpe et le cas d'échéance 30 d'estampage, afin de réaliser une découpe de l'élément de renforcement 100 fabriqué ainsi que d'introduire le cas échéant des découpes à l'emporte-pièce souhaitées. Cela n'est toutefois pas représenté sur les figures 3 et 4. Par contre, on peut voir sur la Fig. 3 et 4 que les moitiés de moule 72, 74 de l'outil de moulage 70 sont dotées d'arêtes de marquage 78 35 qui servent à doter le matériau composite 1 placé dans la cavité 76 d'un bord marqué périphérique 60, dans lequel l'épaisseur de matériau de l'élément de renforcement 100 fabriqué est nettement réduite. De 3036647 - 14 - préférence, l'épaisseur de matériau dans cette zone est réduite au point que le coeur 10 ne présente essentiellement plus de chambres remplies d'air. La Figure 6 montre enfin un second exemple de réalisation d'un élément de renforcement 100 selon l'invention qui est conçu plan, 5 contrairement au premier exemple de réalisation selon la Figure 5. Le montage de l'élément de renforcement 100 selon ce second exemple de réalisation correspond à celui du premier exemple de réalisation à la différence que la surface supérieure de l'élément de renforcement 100 est revêtue d'une couche décorative 50 faite à partir d'un film de polyéthylène 10 avec une épaisseur de 50 micromètres. Celle-ci est amenée de préférence lors de la fabrication de l'élément de renforcement 100 également à la cavité 76 de l'outil de moulage 70, le cas échéant en étant dévidée d'un rouleau de réserve (non montré). Dans l'outil de moulage fermé 70, la couche décorative thermoplastique 50 fond et se lie à la surface adjacente du 15 matériau composite 1. En variant la couche décorative 50 par le matériau, l'épaisseur de matériau, l'état du matériau, la couleur etc., il est possible de réaliser diverses qualités et structures de surface. Sur la sous-face, l'élément de renforcement 100 est doté selon le second exemple de réalisation d'une couche d'adhésif 40 activable par 20 pression qui est revêtue d'un revêtement (non montré). L'élément de renforcement 100 peut, au moyen de la couche d'adhésif 40 être fixé en lieu et place sur la pièce à renforcer, par exemple la tôle de toit d'un véhicule automobile par une simple pression mécanique, sachant qu'une liaison mécanique plane se produit entre l'élément de renforcement 100 et la pièce 25 à renforcer. La couche d'adhésif 40 activable par pression est de préférence placée sur l'élément de renforcement 100 déjà thermoformé et suffisamment refroidi. Les parties, éléments, composants, pièces et moyens suivants de l'invention sont référencés comme suit sur les dessins annexés : 30 1 Matériau composite 10 Coeur 12 Lé de papier ondulé 14 Lé de papier plan 16 Rouleau de réserve du coeur 35 18 Couche d'adhésif thermorésistante 20 Papier de couverture Kraft 22 Lé de papier plan 3036647 - 15 - 24 Rouleau de réserve de papier de couverture Kraft 30 Couche d'adhésif à durcissement duroplastique 32 Buse d'injection Couche d'adhésif activable par pression 5 50 Couche décorative 60 Bord marqué 70 Outil de moulage 72 Moitié de moule supérieure 74 Moitié de moule inférieure 10 76 Cavité 78 Arêtes de marquage 80 Poste de laminage 90 Poste de découpe 92 Outil de coupe 15 100 Élément de renforcement Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour 20 autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Matériau composite (1) destiné à la fabrication d'un élément de renforcement (100) par thermoformage pour la construction légère, présentant les attributs suivants : a. un coeur (10) à base de cellulose à partir d'un lé de papier (12) ondulé, b. un papier de couverture Kraft (20) relié mécaniquement au lé de papier (12) ondulé, qui comprend un lé de papier plan (14, 22), caractérisé par c. une couche d'adhésif (30) pouvant être activée thermiquement et à durcissement duroplastique disposée entre le lé de papier plan (22) du papier de couverture Kraft (20) et le coeur (10), qui est prévue, à l'état activé, pour relier mécaniquement le lé de papier plan (22) du papier de couverture Kraft (20) au coeur (10).
  2. 2. Élément de renforcement (100) pour la construction légère, présentant les attributs suivants : a. un coeur (10) à base de cellulose à partir d'un lé de papier (12) ondulé, b. un papier de couverture Kraft (20) relié mécaniquement au lé de papier (12) ondulé, qui comprend un lé de papier plan (14, 22), caractérisé en ce que c. le lé de papier plan (14, 22) du papier de couverture Kraft (20) est relié mécaniquement au coeur (10) au moyen par exemple d'une couche d'adhésif (30) duroplastique thermodurcie.
  3. 3. Matériau composite (1) selon la revendication 1 ou élément 25 de renforcement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coeur (10) comprend au moins un lé de papier ondulé et un lé de papier plan (12, 14) qui sont collés entre eux en un carton ondulé.
  4. 4. Matériau composite (1) ou élément de renforcement (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les lés de papier (12, 14) du 30 carton ondulé sont reliés au moyen de couches d'adhésif duroplastiques durcies.
  5. 5. Matériau composite (1) selon la revendication 1 ou élément de renforcement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le lé 3036647 - 17 - de papier plan (22) du papier de couverture Kraft (20) est renforcé par des fibres.
  6. 6. Matériau composite (1) selon la revendication 1 ou élément de renforcement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le lé 5 de papier plan (22) du papier de couverture Kraft (20) comprend une matière de remplissage élevant la densité surfacique du lé de papier (22).
  7. 7. Matériau composite (1) selon la revendication 1 ou élément de renforcement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coeur (10) est renforcé par des fibres. 10
  8. 8. Matériau composite (1) selon la revendication 1 ou élément de renforcement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le papier de couverture Kraft (20) comprend une couche de couverture thermoplastique.
  9. 9. Matériau composite (1) selon la revendication 1 ou élément 15 de renforcement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau composite (1) l'élément de renforcement (100) comprend deux papiers de couverture Kraft (20) qui à leur tour comprennent respectivement un lé de papier plan (22), dans lequel le coeur (10) est disposé entre les lés de papier (22) des papiers de couverture Kraft (20) et 20 peut être relié/est relié à ceux-ci au moyen respectivement d'une couche d'adhésif (30) duroplastique durcie/thermodurcissable.
  10. 10. Elément de renforcement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente une couche d'adhésif (40) activée par pression disposée sur un côté de l'élément de renforcement (100) détourné 25 du papier de couverture Kraft (20) présente.
  11. 11. Utilisation d'un élément de renforcement (100) selon la revendication 2 dans la construction de carrosseries pour renforcer et/ou amortir les vibrations de pièces plates.
  12. 12. Procédé de fabrication d'un élément de renforcement (100) 30 pour la construction légère, présentant les étapes de procédé suivantes : a. fourniture d'un matériau composite (1) comprenant les composantes suivantes : i. un coeur (10) à base de cellulose à partir d'un lé de papier (12) ondulé, 35 ii. un papier de couverture Kraft (20) relié mécaniquement au lé de papier (12) ondulé, qui comprend un lé de papier plan (22), 3036647 - 18 - iii. une couche d'adhésif (30) thermodurcissable et duroplastique à l'état durci qui est disposée entre le coeur (10) et le lé de papier (22) du papier de couverture Kraft (20), b. introduction du matériau composite (1) dans la cavité d'un 5 outil de moulage (70) chauffé, c. thermoformage du matériau composite (1) par thermodurcissage de la couche d'adhésif (30) de telle façon que celle-ci relie le coeur (10) et le papier de couverture Kraft (20) mécaniquement entre eux. 10
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que dans une étape de procédé supplémentaire, une découpe du matériau composite (1) thermoformé est effectuée.
  14. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la découpe s'effectue dans l'outil de moulage (70). 15
  15. 15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que dans une étape de procédé supplémentaire, le matériau composite (1) thermoformé est transporté vers un poste de refroidissement où le matériau composite (1) thermoformé séjourne jusqu'à ce que sa température ait baissé à une température de consigne prédéterminée. 20
  16. 16. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau composite (1) fourni correspond à une ou plusieurs des revendications 3 à 9.
  17. 17. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que dans une étape de procédé supplémentaire, la surface de l'élément de 25 renforcement (100) détournée du papier de couverture Kraft (20) est dotée d'une couche d'adhésif (40) pouvant être activée par pression.
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