EP1206375A1 - Peau pour panneau interieur de vehicule incluant un dispositif pour le logement d'un coussin d'air de securite - Google Patents

Peau pour panneau interieur de vehicule incluant un dispositif pour le logement d'un coussin d'air de securite

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Publication number
EP1206375A1
EP1206375A1 EP00956587A EP00956587A EP1206375A1 EP 1206375 A1 EP1206375 A1 EP 1206375A1 EP 00956587 A EP00956587 A EP 00956587A EP 00956587 A EP00956587 A EP 00956587A EP 1206375 A1 EP1206375 A1 EP 1206375A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ethylene
skin
propylene
matrix
semi
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Withdrawn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
EP00956587A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Dominique Valligny
Benoít MENARD
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.)
SMRC Automotive Modules France SAS
Original Assignee
Visteon Systemes Interieurs SAS
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 Visteon Systemes Interieurs SAS filed Critical Visteon Systemes Interieurs SAS
Publication of EP1206375A1 publication Critical patent/EP1206375A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
    • B60R21/215—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components characterised by the covers for the inflatable member
    • B60R21/2165—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components characterised by the covers for the inflatable member characterised by a tear line for defining a deployment opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/003—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L2205/22—Mixtures comprising a continuous polymer matrix in which are dispersed crosslinked particles of another polymer
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    • C08L23/0815—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing four or more carbon atoms with aliphatic 1-olefins containing one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y10T428/31855—Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31938—Polymer of monoethylenically unsaturated hydrocarbon

Definitions

  • Skin for vehicle interior panel including a device for housing a safety air bag
  • the present invention relates to a skin for a vehicle interior panel, this panel including a part for housing an air cushion or safety bag, this panel successively comprising:
  • a support or insert including a cover and a device for housing and deploying the air bag
  • an internal layer consisting of a foam of thermoplastic or thermosetting polymer material, covering said support, which is fixed to the support,
  • Such a panel is more particularly intended to serve as a dashboard, door panel or seat backs.
  • the zone of least resistance generally has the form of a rupture line and is most often obtained by thinning the internal side of the skin, for example using a hot knife, or aligned rupture primers, at the using a laser.
  • Pre-cut skin processes require very precise and complex adjustment and control operations for the thickness of the thinned skin, in order to prevent excessive reduction and weakening of the skin.
  • the skin may lose its flexibility and become brittle, in particular at the level of the rupture line.
  • this zone of least resistance must be able to retain, in the long term, despite variations in the temperature of the passenger compartment of the vehicle, an interior decorative appearance (soft and flexible surface) and sufficient mechanical properties so as not to deteriorate, including deforming and stretching, or else cracking.
  • the Applicant has now developed a simplified structure for a vehicle interior panel comprising an outer layer or skin free of fracture primers situated at the part of the panel serving to house the safety air cushion, these fracture primers may have the form of a line of rupture, by partial or punctual cutting of the skin, or even by local thinning along one or more lines of the skin.
  • the invention relates to a skin for a vehicle interior panel including a device for housing and deploying a safety air cushion and successively comprising:
  • a support including a device for housing and deploying the air bag
  • thermoplastic polymer material an internal layer consisting of a foam of thermoplastic or thermosetting polymer material, covering the support and fixed to the latter, - an outer layer or skin, of thermoplastic polymer material, covering the inner layer and fixed to the latter,
  • its thickness, over the entire panel varies from 0.2 mm to 5 mm, preferably from 0.6 mm to 1.7 mm, more preferably from 0.8 mm to 1.4 mm,
  • thermoplastic polymer material in the form of a powder, by free flow and molding on a hot mold
  • thermoplastic elastomer composition mainly comprising a mixture of:
  • ethylene or alpha-olefin other than propylene, for example butene ethylene or alpha-olefin other than propylene, for example butene
  • copolymer based essentially on ethylene and based on at least one alpha-olefin
  • the copolymer based essentially on propylene contains at least 50 mol% of propylene
  • the copolymer based essentially on ethylene contains at least 50 mol% of ethylene
  • the thickness of the skin may be thinner at most of the surface of the panel located above the air bag.
  • the thickness of the skin is substantially equal over the entire panel.
  • the skin for the interior panel of a vehicle in accordance with the invention, can be easily torn when the air bag begins to swell, but has sufficient mechanical strength to allow demolding of the skin without damage, in the context of '' manufacturing using the slush molding technique, and normal use in an automobile interior.
  • thermoplastic polymer material used to make the skin can be a powder composition comprising at least one polypropylene or a copolymer based essentially on propylene, and at least one polyolefin elastomer, at least partially crosslinked, as well as a mineral oil as 'softener.
  • the skin is made from a thermoplastic polymer material consisting of an alloy of particular polyolefins, in the form of a powder, by free flow over a hot mold, preferably at a temperature variant from 220 ° C to 350 ° C.
  • This particular polyolefin alloy includes:
  • thermoplastic polymeric material mineral or organic oil to promote fluidity in the molten state and improve the flexibility of the molded skin.
  • thermoplastic polymer material which is an alloy
  • the melt index (MFI), defined by standard ASTM D1238 L (230 ° C and 2.16 kg), of the matrix (a) is advantageously between 5 and 100 g in 10 minutes, even better, between 25 and 70 g in 10 minutes.
  • the melt index of the matrix (a) corresponds substantially to the melt index of the thermoplastic polymer material.
  • the polymer containing at least 50 mol% of polypropylene, constituting the matrix (a) of one of the abovementioned families of thermoplastic polymer material is preferably semi-crystalline, that is to say its crystallinity is at least equal to 5%, determined by differential thermal analysis (ATD or DSC).
  • the polymer can be chosen from the group comprising polypropylene semi-crystalline homopolymer, a semi-crystalline propylene-ethylene copolymer, a mixture of polypropylene semi-crystalline homopolymer and a semi-crystalline propylene-ethylene copolymer, polypropylene ( homopolymer) with amorphous and semi-crystalline blocks, propylene-ethylene or alpha-olefin copolymers with amorphous and semi-crystalline blocks.
  • the semi-crystalline propylene-ethylene copolymer used to form the matrix (a) contains small amounts of ethylene, generally between 2% and 5% by weight, so that essential properties such as ease of processing work by a drop in the melting temperature of the matrix, the absence of bleaching in shock and rain, and the ease of demolding for parts undercut.
  • the at least partially crosslinked polyolefin elastomer contributes to improving the impact resistance of the skin at low temperature (down to -35 ° C.).
  • the at least partially crosslinked polyolefin elastomer dispersed in the matrix (a) is preferably semi-crystalline, that is to say its crystallinity is at least 5%, determined by differential thermal analysis. It can be chosen from thermoplastic elastomers: - used alone, such as: ethylene-propylene-rubber (EPR), ethylene-propylene-diene-monomer (EPDM), styrene-butadiene-styrene (SBS), styrene-ethylene-butadiene- styrene (SEBS), styrene-butadiene-rubber (SBR),
  • EPR ethylene-propylene-rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene-monomer
  • SBS styrene-butadiene-styrene
  • SEBS styrene-ethylene-butadiene- styrene
  • SBR styrene-but
  • polypropylene with at least one elastomer, such as for example propylene / ethylene- propylene-rubber (PP / EPR), propylene / ethylene- propylene- diene monomer (PP / EPDM), the elastomeric fraction of which is at least partially crosslinked.
  • elastomer such as for example propylene / ethylene- propylene-rubber (PP / EPR), propylene / ethylene- propylene- diene monomer (PP / EPDM), the elastomeric fraction of which is at least partially crosslinked.
  • the components of the matrix (a) are subjected to a crosslinking reaction, partial or complete, by means of an appropriate agent, such as a peroxide or a silane, or to a chemical grafting by means of acrylic acid. or methacrylic acid or maleic anhydride or alkyl acrylates or methacrylates in which the alkyl is a C1 to C8 hydrocarbon chain.
  • the matrix can be prepared by introduction and mixing in a reactor or in an extruder of at least one polymer containing at least 50 mol% of propylene and at least one polyolefin elastomer at least partially crosslinked.
  • the polymer containing at least 50 mol% of ethylene, constituting component (b) of one of the aforementioned families of thermoplastic polymer material can be amorphous or semi-crystalline. It is preferably semi-crystalline, that is to say its crystallinity is at least equal to 5%, determined by differential thermal analysis. It can be chosen from the group comprising low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LDPE), a mixture of low density polyethylene (LDPE) with a high density polyethylene (HDPE), this mixture containing at most 50% HDPE, an ethylene-alpha-olefin copolymer, in which the alpha-olefin is a C3 to
  • ethylene-octene copolymers comprising between 5 and 40% by weight of octene, ethylene-terephthalate (PET), d 1 ethylene-vinyl acetate
  • the polymer comprising at least 50 mol% of ethylene, of component (b), has a start of melting range at most equal to 140 ° C.
  • compositions intended for the slush molding process can also be introduced during the preparation of the mixture of the constituents of the matrix, or even subsequently, during the preparation of the thermoplastic polymeric material of the skin. , by the implementation of its various constituents (a), (b) and, possibly (c).
  • These various adjuvants are, for example, thermal or photochemical stabilizers, lubricants (used in much lower quantities than those of oils used to improve flexibility), antistatics, flame retardants, antioxidants.
  • Pulverulent mineral materials can also be introduced into the thermoplastic polymeric materials constituting the skin according to the invention in an amount of 0.1 to 10 parts and preferably from 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of components "a" and B" .
  • the dimensions of these mineral materials are generally between 0.01 and 300 ⁇ and preferably between 0, 1 and 100 ⁇ m.
  • oils or lubricants
  • thermoplastic polymer material corresponding to the preferred variant, it is preferable to exclude the presence of powdery mineral materials serving as fillers, such as talc. Also preferably, oils are excluded as a softener.
  • thermoplastic skin polymer material can comprise at least one internal mold release agent.
  • the internal release agent can be chosen from one of the conventionally known agents belonging to the group comprising the family of montane derivatives and of montane ester, stearate salts, amines, amides, hydrogenated hydrocarbon resins, waxes polyolefins such as polyethylene waxes, polypropylene waxes and ethylene-propylene copolymer waxes, copolymerization resins of aliphatic and / or aromatic monomers.
  • the internal mold release agent can be chosen from the group formed by alkaline earth stearates, the most used of which is calcium stearate, and the aids of stearic acid (C17H35-CONH 2 ) such as ethylene-bis-stearamide (EBS) used alone or as a mixture.
  • alkaline earth stearates the most used of which is calcium stearate
  • aids of stearic acid C17H35-CONH 2
  • EBS ethylene-bis-stearamide
  • the internal release agent which, ultimately, is preferably used to manufacture the skin according to the invention, is magnesium stearate.
  • the internal release agent can be introduced into the thermoplastic polymer matrix during a mixing operation, either at the time of the preparation of the matrix constituting the component "a", or even at the time when the mixing of said matrix with the ethylene-based polymer constituting component "b".
  • the internal mold release agent is preferably introduced into the composition at a rate of 0.1 to 12 parts by weight and very preferably at a rate of 0.5 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the components "a" and "b ".
  • the powdered thermoplastic polymer material used to make the skin can be prepared by following the following steps:
  • the powdered thermoplastic polymer material used to make the skin is prepared by microgranulation, which consists of an extrusion through a microfilter and a grazing cut in an aqueous medium from which a thermoplastic polyolefin powder having particles of almost spherical shape results. or microbeads.
  • the thermoplastic polyolefin powder suitable for the invention obtained according to a suitable process, such as, for example, those mentioned above, has a particle size varying from 0.01 to 2000 ⁇ m, preferably ranging from 100 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the invention is preferably introduced into the thermoplastic polymer material, at least one flow agent, such as a precipitated silica or an alumina, optionally grafted with a silicone or with a silicone oil.
  • the amount of flow agent which can be provided in the thermoplastic polymer material according to the invention is between 0.01 and 10 parts, preferably between 0.01 and 5 parts by weight per 100 parts of the components
  • organic pulverulent materials of natural or synthetic origin can also be introduced, such as for example dyes, carbon black or a finely ground polypropylene wax. All these pulverulent materials can be used alone or in combination, and optionally introduced during extrusion before granulation (compounding).
  • the quantity of organic pulverulent materials which can be provided in the thermoplastic polymeric material according to the invention does not preferably exceed 6 parts per 100 parts of the components
  • thermoplastic polymeric materials constituting the skin according to the invention can be prepared in a reactor or by extrusion or by powder-powder mixture. They can also be subjected to a partial crosslinking operation, preferably using a peroxide or a silane, or to a grafting reaction with acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride or the alkyl acrylates or methacrylates in which the alkyl is a C 1 to C 8 hydrocarbon chain.
  • the skin according to the invention is intended for an interior panel of a vehicle, including a device for housing and deploying a safety air cushion.
  • Such a panel therefore successively comprises:
  • the device can be any.
  • the cover provided in the support to open under the pressure of the safety air cushion when it swells may or may not include means for cutting the internal layer consisting of a foam of thermoplastic polymer material and the outer layer or skin,
  • an internal layer consisting of a foam of thermoplastic or thermosetting polymer material, preferably of polyurethane or polypropylene.
  • This internal layer may or may not include a rupture line corresponding to the opening of the support during deployment of the air bag.
  • the thickness of this internal mouse layer generally varies from 1 to 20 mm, preferably 5 to 15 mm. Its density generally varies from 20 to 500 g / 1, - Covering this internal layer and fixed thereto, a skin according to the invention.
  • a vehicle interior panel according to the invention can be prepared as follows:
  • the skin according to the invention achieves the following performances:
  • this test consists in applying a traction speed of 100 mm per minute (more or less 10 mm per minute) according to the length of a skin test piece of 150 mm X 25 mm.
  • the tensile strength of the skin generally varies from 0.5 to 80 Newton.
  • the best tensile strength values obtained with an alloy of different polyolefin polymers are in the range of 3 to 12 Newton.
  • the elongation of the test piece generally varies from 5 to 250%.
  • the best elongation values obtained with an alloy of different polyolefin polymers are in the range from 15 to 150%.
  • the tear resistance of the skin generally varies from 20 to 100 Newton.
  • the best tear resistance values obtained with an alloy of different polyolefin polymers are in the range from 5 to 17 Newton.

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Abstract

Peau pour panneau intérieur de véhicule, ce panneau incluant un dispositif pour le logement et le deploiement d'un coussin d'air de sécurité et comprenant successivement: un support incluant un dispositif pour le logement et le déploiement du coussin d'air de sécurité, une couche interne constituée d'une mousse en matière polymère thermoplastique ou thermo-durcissable, recouvrant le support et fixée à ce dernier, une couche externe ou peau, en matière polymère thermoplastique, recouvrant la couche interne et fixée à cette dernière, la peau étant caractérisée en ce que: elle ne présente pas d'amorces de rupture au niveau de la partie du panneau servant au logement et au déploiement du coussin d'air de sécurité, elle est fabriquée à partir d'une matière polymère thermoplastique, sous la forme d'une poudre, par écoulement libre et moulage sur un moule chaud, sa composition chimique est identique sur l'ensemble du panneau et est obtenue à partir d'une composition élastomère thermoplastique.

Description

Peau pour panneau intérieur de véhicule incluant un dispositif pour le logement d'un coussin d'air de sécurité
La présente invention concerne une peau pour panneau intérieur de véhicule, ce panneau incluant une partie pour le logement d'un coussin d'air ou sac de sécurité, ce panneau comprenant successivement :
- un support ou insert incluant un couvercle et un dispositif pour le logement et le déploiement du coussin d'air de sécurité,
- une couche interne constituée d'une mousse en matière polymère thermoplastique ou thermodurcissable, recouvrant ledit support, qui est fixée au support,
- une couche externe ou peau, en matière polymère thermoplastique, recouvrant ladite couche interne qui est fixée à cette couche.
Un tel panneau est plus particulièrement destiné à servir de planche de bord, de panneau de portières ou de dossiers de siège.
Communément, il est prévu dans la peau une zone d'affaiblissement ou de moindre résistance destinée à s'ouvrir facilement lors du déploiement du coussin d'air de sécurité à la suite d'un choc, subi par le véhicule. La zone de moindre résistance a généralement la forme d'une ligne de rupture et est obtenue le plus souvent par amincissement du côté interne de la peau, par exemple à l'aide d'un couteau chaud, ou des amorces de rupture alignées, au moyen d'un laser.
Les procédés de prédécoupe de la peau nécessitent des opérations de réglage et de contrôle très précises et complexes de l'épaisseur de la peau amincie, afin d' empêcher une réduction trop importante et une fragilisation de la peau. A long terme, sous l'effet répété des variations thermiques auxquelles l'habitacle d'un véhicule est soumis, la peau peut perdre sa souplesse et se fragiliser, en particulier au niveau de la ligne de rupture .
Or, pour des raisons psychologiques, il est souhaitable que le passager n'aperçoive pas la zone de moindre résistance correspondant au coussin d'air de sécurité.
En outre, cette zone de moindre résistance doit pouvoir conserver à long terme, en dépit des variations de température de l'habitacle du véhicule, un aspect décoratif intérieur (surface douce et souple) et des propriétés mécaniques suffisantes pour ne pas s'altérer, notamment se déformer et s'étirer, ou bien se fendiller.
La demanderesse a maintenant mis au point une structure simplifiée de panneau intérieur de véhicule comprenant une couche externe ou peau exempte d'amorces de rupture situées au niveau de la partie du panneau servant au logement du coussin d'air de sécurité, ces amorces de rupture pouvant avoir la forme d'une ligne de rupture, par découpe partielle ou ponctuelle de la peau, ou bien encore par amincissement local selon une ou plusieurs lignes de la peau.
Plus précisément, l'invention concerne une peau pour panneau intérieur de véhicule incluant un dispositif pour le logement et le déploiement d'un coussin d'air de sécurité et comprenant successivement :
- un support incluant un dispositif pour le logement et le déploiement du coussin d'air de sécurité,
une couche interne constituée d'une mousse en matière polymère thermoplastique ou thermodurcissable, recouvrant le support et fixée à ce dernier, - une couche externe ou peau, en matière polymère thermoplastique, recouvrant la couche interne et fixée à cette dernière,
la peau étant caractérisée en ce que :
- elle ne présente pas d'amorces de rupture au niveau de la partie du panneau servant au logement et au déploiement du coussin d'air de sécurité,
- son épaisseur, sur l'ensemble du panneau varie de 0,2 mm à 5 mm, de préférence de 0,6 mm à 1,7 mm, de préférence encore de 0,8 mm à 1,4 mm,
- elle est fabriquée à partir d'une matière polymère thermoplastique, sous la forme d'une poudre, par écoulement libre et moulage sur un moule chaud,
- sa composition chimique est identique sur l'ensemble du panneau et est obtenue à partir d'une composition élastomère thermoplastique comprenant majoritairement un mélange de :
• au moins un homopolymère de propylène ; et/ou au moins un copolymère à base essentiellement de propylène, et à base d'au moins une autre oléfine
(éthylène ou alpha-oléfine autre que le propylène, par exemple le butène) ; et/ou au moins un copolymère à base essentiellement d' éthylène et à base d'au moins une alpha-oléfine ;
• et au moins un élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé ;
• éventuellement, une huile minérale ou organique.
De préférence, le copolymère à base essentiellement de propylène contient au moins 50 % en mole de propylène, et le copolymère à base essentiellement d' éthylène contient au moins 50 % en mole d' éthylène. Grâce à l'invention, la fabrication d'un panneau intérieur de véhicule destiné à être associé à un système à coussin d'air de sécurité ne nécessite pas de pré-traitement de la peau, sous réserve de respecter les conditions énoncées dans la revendication 1.
L'épaisseur de la peau peut être plus faible au niveau de la majeure partie de la surface du panneau localisée au- dessus du coussin d'air de sécurité.
Conformément à une variante avantageuse de la présente invention, l'épaisseur de la peau est sensiblement égale sur l'ensemble du panneau.
La peau pour panneau intérieur de véhicule, conforme à l'invention, peut être facilement déchirée lorsque le coussin d'air de sécurité entame son gonflement, mais présente des résistances mécaniques suffisantes pour autoriser un démoulage de la peau sans dommage, dans le cadre d'une fabrication selon la technique slush molding, et un usage normal dans un habitacle d'automobile.
La technique de fabrication de la peau, à partir d'une poudre, par écoulement libre et moulage sur un moule chaud, est connue sous la dénomination anglaise SLUSH MOLDING. On trouvera une description de cette technique, notamment dans la demande de brevet européen 96943150.1.
La matière polymère thermoplastique servant à fabriquer la peau peut être une composition en poudre comprenant au moins un polypropylène ou un copolymère à base essentiellement de propylène, et au moins un élastomère polyoléfinique, au moins partiellement réticulé, ainsi qu'une huile minérale en tant qu'assouplissant.
Selon une variante préférée de l'invention, la peau est fabriquée à partir d'une matière polymère thermoplastique constituée d'un alliage de polyoléfines particulières, sous la forme d'une poudre, par écoulement libre sur un moule chaud, préferentiellement à une température variant de 220°C à 350°C. Cet alliage de polyoléfines particulières comprend :
a) environ 97 à environ 20 parties en poids d'une matrice composée d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole de polypropylène, et, dispersé dans cette matrice, d'au moins un élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé ;
b) environ 3 à environ 80 parties en poids d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole d' éthylène ;
c) éventuellement, au moins un agent de démoulage interne.
II n'est pas nécessaire de prévoir, dans la matière polymère thermoplastique préférée précitée, d'huile minérale ou organique pour favoriser la fluidité à l'état fondu et améliorer la flexibilité de la peau moulée.
Les meilleurs résultats, reliés aux objectifs précités, ont été obtenus avec une matière polymère thermoplastique qui est un alliage :
a) d'environ 80 à environ 50 parties en poids d'une matrice composée d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole de polypropylène, et, dispersé dans cette matrice, d'au moins un élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé ;
b) d'environ 20 à environ 50 parties en poids d'au moins un polymère contenant au moins 50% en mole d' éthylène ;
c) éventuellement, d'au moins un agent de démoulage interne .
L'indice de fluidité (M.F.I.), défini par la norme ASTM D1238 L (230°C et 2,16 kg), de la matrice (a) est avantageusement compris entre 5 et 100 g en 10 minutes, encore mieux, entre 25 et 70 g en 10 minutes. L'indice de fluidité de la matrice (a) correspond sensiblement à l'indice de fluidité de la matière polymère thermoplastique .
Le polymère contenant au moins 50% en mole de polypropylène, constituant la matrice (a) de l'une des familles précitées de matière polymère thermoplastique est de préférence semi-cristallin, c'est-à-dire sa cristallinité est au moins égale à 5 %, déterminée par analyse thermique différentielle (A.T.D. ou D.S.C.). Le polymère peut être choisi dans le groupe comprenant le polypropylène homopolymere semi-cristallin, un copolymère semi-cristallin de propylène-éthylène, un mélange de polypropylène homopolymere semi-cristallin et d'un copolymère semi-cristallin de propylène-éthylène, le polypropylène (homopolymere) à blocs amorphes et semi- cristallins, les copolymères de propylène-éthylène ou d' alpha-oléfine à blocs amorphes et semi-cristallins. Avantageusement, le copolymère semi-cristallin de propylène-éthylène utilisé pour constituer la matrice (a) contient de faibles quantités d' éthylène, généralement comprises entre 2% et 5% en poids, de façon que des propriétés essentielles comme la facilité de mise en œuvre par une baisse de la température de fusion de la matrice, l'absence de blanchiment au choc et à la pluie, et la facilité de démoulage pour des pièces à contre dépouille.
L' élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé contribue à l'amélioration de la résistance aux chocs de la peau à basse température (jusqu'à - 35° C) .
L' élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé, dispersé dans la matrice (a) est de préférence semi-cristallin, c'est-à-dire sa cristallinité est au moins égale à 5 %, déterminée par analyse thermique différentielle. Il peut être choisi parmi les élastomères thermoplastiques : - mis en œuvre seuls, tels que : 1 ' éthylène-propylène- caoutchouc (EPR) , 1 ' éthylène-propylène-diène-monomère (EPDM) , le styrène-butadiène-styrène (SBS) , le styrène- éthylène-butadiène-styrène (SEBS) , le styrène- butadiène-caoutchouc (SBR) ,
- ou mis en œuvre selon un mélange, soit en réacteur, soit par extrusion, de polypropylène avec au moins un élastomère, tel que par exemple le propylène/éthylène- propylène-caoutchouc (PP/EPR) , le propylène/éthylène- propylène-diène monomère (PP/EPDM) , dont la fraction élastomérique est au moins partiellement réticulée.
Avantageusement, on soumet les composants de la matrice (a) à une réaction de réticulation, partielle ou complète, au moyen d'un agent approprié, tel qu'un peroxyde ou un silane, ou à un greffage chimique au moyen d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique ou d'anhydride maléique ou d'acrylates ou de méthacrylates d'alkyle dans lesquels l'alkyle est une chaîne hydrocarbonée en Cl à C8.
La matrice peut être préparée par introduction et mélange en réacteur ou dans une extrudeuse d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole de propylène et d' au moins un élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé.
Le polymère contenant au moins 50% en mole d' éthylène, constituant le composant (b) de l'une des familles précitées de matière polymère thermoplastique peut être amorphe ou semi-cristallin. Il est de préférence semi- cristallin, c'est-à-dire sa cristallinité est au moins égale à 5 %, déterminée par analyse thermique différentielle. Il peut être choisi dans le groupe comprenant le polyéthylène de basse densité (PEBD) , le polyéthylène linéaire de basse densité (PEBDL) , un mélange de polyéthylène de basse densité (PEBD) avec un polyéthylène de haute densité (PEHD) , ce mélange contenant au plus 50 % de PEHD, un copolymère d' éthylène-alpha- oléfine, dans lequel 1 ' alpha-oléfine est un motif en C3 à
CIO et, plus précisément, des copolymères d'éthylène- octène (POE) comportant entre 5 et 40 % en poids d'octène, d'éthylène-téréphtalate (PET), d1 éthylène-vinylacétate
(EVA) , d'éthylène-acrylate d'alkyle, d'éthylène- méthacrylate d'alkyle, dans lesquels l'alkyle est une chaîne hydrocarbonée en Cl à C8 éventuellement modifiée par de l'anhydride maléique, un copolymère d' éthylène et de tetrafluoroéthylène, des ionomères d' éthylène salifiés ou non. Préferentiellement, le polymère comprenant au moins 50% en mole d' éthylène, du composant (b) , a un début de plage de fusion au plus égal à 140°C.
Divers adjuvants de type connu et couramment mis en œuvre dans des compositions destinées au procédé slush molding peuvent également être introduits lors de la préparation du mélange des constituants de la matrice, ou même ultérieurement, lors de la préparation de la matière polymère thermoplastique de la peau, par la mise en œuvre de ses divers constituants (a) , (b) et, éventuellement (c) .
Ces divers adjuvants sont, par exemple, des stabilisants thermiques ou photochimiques, des lubrifiants (utilisés en quantités très inférieures à celles des huiles utilisées pour améliorer la flexibilité) , des antistatiques, des ignifugeants, des anti-oxydants.
Des matières minérales pulvérulentes peuvent également être introduites dans les matières polymères thermoplastiques constituant la peau selon l'invention à raison de 0,1 à 10 parties et préferentiellement de 0,1 à 5 parties en poids pour 100 parties en poids des composants "a" et "b" . Les dimensions de ces matières minérales sont généralement comprises entre 0,01 et 300 μ et préférentiellement entre 0, 1 et 100 μm.
Toutefois, dans le cadre de la présente invention, il est préférable de ne pas ajouter ou de limiter la quantité de certains adjuvants :
- qui peuvent rendre plus difficile le procédé slush molding, tels que les matières minérales pulvérulentes,
- qui peuvent exsuder et conduire, à long terme, à une diminution des propriétés mécaniques de la peau, tels que des huiles (ou lubrifiants) .
Dans la matière polymère thermoplastique correspondant à la variante préférée, on exclut, de préférence, la présence de matières minérales pulvérulentes servant de charges, telles que le talc. De préférence également, on exclut les huiles, en tant qu'assouplissant.
Selon l'invention, la matière polymère thermoplastique de peau peut comporter au moins un agent de démoulage interne .
L'agent de démoulage interne peut être choisi parmi l'un des agents classiquement connus appartenant au groupe comprenant la famille des dérivés montaniques et d'ester montaniques, les sels de stéarate, les aminés, les amides, les résines hydrocarbonées hydrogénées, les cires polyoléfiniques telles que les cires de polyéthylène, les cires de polypropylène et les cires de copolymère d' éthylène et de propylène, les résines de copolymérisation de monomères aliphatiques et/ou aromatiques .
Préférentiellement, l'agent de démoulage interne peut être choisi dans le groupe formé par les stéarates alcalino- terreux, dont le plus utilisé est le stéarate de calcium, et les a ides de l'acide stéarique (C17H35-CONH2) tels que 1 ' éthylène-bis-stéaramide (EBS) mis en œuvre seul ou en mélange.
L'agent de démoulage interne qui, en finalité, est préférentiellement mis en œuvre pour fabriquer la peau selon l'invention, est le stéarate de magnésium.
L'agent de démoulage interne peut être introduit dans la matrice polymère thermoplastique à l'occasion d'une opération de mélange, soit au moment de la préparation de la matrice constituant le composant "a", soit encore au moment où s'effectue le mélange de ladite matrice avec le polymère à base d' éthylène constituant le composant "b".
L'agent de démoulage interne est introduit dans la composition préférentiellement à raison de 0,1 à 12 parties en poids et très préférentiellement à raison de 0,5 à 10 parties en poids pour 100 parties en poids des composants "a" et "b".
La matière polymère thermoplastique en poudre, utilisée pour fabriquer la peau peut être préparée en suivant les étapes suivantes :
- mélange des constituants de la matière polymère thermoplastique dans une zone d'extrusion,
- broyage cryogénique des granulés provenant de l'extrusion, afin de les réduire en poudre.
De préférence, la matière polymère thermoplastique en poudre, utilisée pour fabriquer la peau est préparée par microgranulation, qui consiste en une extrusion à travers une microfilière et une coupe rasante en milieu aqueux dont il résulte une poudre polyoléfinique thermoplastique ayant des particules de forme quasi sphérique ou microbilles . La poudre polyoléfinique thermoplastique convenant à l'invention, obtenue selon un procédé adapté, tel que, par exemple, ceux précités, a une granulométrie variant de 0,01 à 2000 μm, de préférence allant de 100 μm à 1000 μm.
Afin de favoriser le meilleur écoulement de la poudre sur le moule lors de la fabrication de la peau, et ainsi éviter des surcharges locales de la matière, quelque soit la forme du moule, et atteindre les faibles épaisseurs de peau visées dans le cadre de l'invention, on introduit de préférence, au sein de la matière polymère thermoplastique, au moins un agent d'écoulement, tel qu'une silice précipitée ou une alumine, éventuellement greffée par une silicone ou par une huile de silicone.
La quantité d'agent d'écoulement qui peut être prévue dans la matière polymère thermoplastique selon l'invention, est comprise entre 0,01 et 10 parties, de préférence, entre 0,01 et 5 parties en poids pour 100 parties des composants
(a) et (b) de la matière.
Enfin, d'autres matières pulvérulentes organiques d'origine naturelle ou synthétique peuvent aussi être introduites, telles que par exemple des colorants, le noir de carbone ou une cire de polypropylène finement broyée. Toutes ces matières pulvérulentes peuvent être mises en œuvre seules ou en combinaison, et éventuellement introduites lors de l'extrusion avant granulation (compoundage) .
Généralement, la quantité des matières pulvérulentes organiques qui peuvent être prévues dans la matière polymère thermoplastique selon l'invention n'excède pas, de préférence, 6 parties pour 100 parties des composants
(a) et (b) de la matière. Les matières polymères thermoplastiques constituant la peau selon l'invention peuvent être préparées en réacteur ou par extrusion ou par mélange poudre-poudre. Elles peuvent être en outre soumises à une opération de réticulation partielle, de préférence à l'aide d'un peroxyde ou d'un silane, ou à une réaction de greffage avec l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, l'anhydride maléique ou les acrylates ou méthacrylates d'alkyle dans lesquels l'alkyle est une chaîne hydrocarbonée en Ci à C8.
Comme indiqué précédemment, la peau selon l'invention est destinée à un panneau intérieur de véhicule, incluant un dispositif pour le logement et le déploiement d'un coussin d'air de sécurité.
Un tel panneau comprend donc successivement :
- un support, ou insert, incluant un dispositif pour le logement et le déploiement d'un cousin d'air de sécurité. Dans le cadre de la présente invention, le dispositif peut être quelconque. En particulier, le couvercle prévu dans le support pour s'ouvrir sous la pression du coussin d'air de sécurité lors de son gonflement peut comporter ou ne pas comporter des moyens pour couper la couche interne constituée d'une mousse en matière polymère thermoplastique et la couche externe ou peau,
- recouvrant le support et fixée à celui-ci, une couche interne constituée d'une mousse en matière polymère thermoplastique ou thermodurcissable, de préférence en polyuréthane ou en polypropylène. Cette couche interne peut comprendre ou ne pas comprendre une ligne de rupture correspondant à l'ouverture du support lors du déploiement du coussin d'air de sécurité. L'épaisseur de cette couche interne en mouse varie généralement de 1 à 20 mm, de préférence 5 à 15 mm. Sa densité varie généralement de 20 à 500 g/1, - recouvrant cette couche interne et fixée à celle-ci, une peau conforme à l'invention.
Un panneau intérieur de véhicule conforme à l'invention peut être préparé comme suit :
1) fabrication de la peau par la technique slush molding,
2) fixation de la peau au support par l'intermédiaire d'une couche interne d'une mousse en matière polymère thermoplastique ou thermodurcissable en plaçant la peau et le support dans un moule et en formant, à l'intérieur de ce moule, la couche interne de mousse,
3) démoulage et éventuelles opérations de finition du panneau intérieur résultant,
4) éventuellement, laquage de la peau du panneau intérieur.
La peau conforme à l'invention permet d'atteindre les performances qui suivent :
- un aspect décoratif extérieur, en particulier un toucher souple et doux,
- avec ou sans peinture, une bonne résistance thermique à la lumière, à la rayure, à l'abrasion, aux agents chimiques, en dépit des variations de température de l'habitacle du véhicule, sous réserve d'un usage normal, ces propriétés étant sensiblement conservées à long terme,
- des résistances mécaniques suffisantes pour autoriser un excellent démoulage de la peau sans dommage. Mais des résistances mécaniques (élongation à la rupture à chaud (environ 90°C) et à froid (environ -40°C) , limite d'élasticité et résistance au déchirement) suffisamment limitées pour pouvoir s'ouvrir facilement durant le gonflement du coussin d'air de sécurité en cas de collision contre un autre véhicule ou un objet dur sans projection de fragments brisés du panneau intérieur. Ainsi, grâce à l'invention, on évite la rupture et la projection de fragments du panneau intérieur du fait du déploiement du coussin d'air de sécurité. En effet, on sait que des fragments brisés et projetés du panneau intérieur peuvent blesser le passager, en particulier quand le véhicule juste avant la collision roule à grande vitesse, et lorsque la température du panneau est faible.
- la formation d'une ouverture sensiblement rectiligne de la peau à l'endroit où la contrainte est la plus importante lors de l'ouverture du support ou insert lors du déploiement du coussin d'air de sécurité, dans des conditions de température de la peau variant de -35° C à +85° C.
Plus précisément, les performances atteintes dans le cadre de 1 ' invention sont les suivantes :
- test de__ _ésis_tanc_e__en tr_acti_n : ce test consiste à appliquer une vitesse de traction de 100 mm par minute (plus ou moins 10 mm par minute) selon la longueur d'une éprouvette de peau de 150 mm X 25 mm. Dans le cadre de la présente invention, la résistance en traction de la peau varie généralement de 0,5 à 80 Newton. Les meilleures valeurs de résistance en traction obtenues avec un alliage de différents polymères polyoléfiniques sont situées dans l'intervalle allant de 3 à 12 Newton.
Toujours dans le cadre de cet essai de traction, l'allongement de l'éprouvette varie généralement de 5 à 250 %. Les meilleures valeurs d'allongement obtenues avec un alliage de différents polymères polyoléfiniques sont situées dans l'intervalle allant de 15 à 150 %. tejst_ie__rési_s_tan:e__au_^^ : ce test consiste à appliquer une force avec une vitesse de 100 mm par minute (plus ou moins 10 mm par minute) sur une eprouvette de peau de 200 mm X 50 mm comportant une amorce de rupture rectiligne de 80 mm.
Dans le cadre de la présente invention, la résistance au déchirement de la peau varie généralement de 20 à 100 Newton. Les meilleures valeurs de résistance au déchirement obtenues avec un alliage de différents polymères polyoléfiniques sont situées dans l'intervalle allant de 5 à 17 Newton.

Claims

Revendications
1. Peau pour panneau intérieur de véhicule, ce panneau incluant un dispositif pour le logement et le déploiement d'un coussin d'air de sécurité et comprenant successivement :
- un support incluant un dispositif pour le logement et le déploiement du coussin d'air de sécurité,
- une couche interne constituée d'une mousse en matière polymère thermoplastique ou thermo- durcissable, recouvrant le support et fixée à ce dernier,
- une couche externe ou peau, en matière polymère thermoplastique, recouvrant la couche interne et fixée à cette dernière,
la peau étant caractérisée en ce que :
- elle ne présente pas d'amorces de rupture au niveau de la partie du panneau servant au logement et au déploiement du coussin d'air de sécurité,
- son épaisseur, sur l'ensemble du panneau varie de 0, 2 mm à 5 mm,
- elle est fabriquée à partir d'une matière polymère thermoplastique, sous la forme d'une poudre, par écoulement libre et moulage sur un moule chaud,
- sa composition chimique est identique sur l'ensemble du panneau et est obtenue à partir d'une composition élastomère thermoplastique comprenant majoritaire¬ ment un mélange de :
• au moins un homopolymere de propylène ; et/ou au moins un copolymère à base essentiellement de propylène, et à base d'au moins une autre oléfine ; et/ou au moins un copolymère à base essentiellement d' éthylène et à base d'au moins une alpha-oléfine ;
• et au moins un élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé ;
éventuellement, une huile minérale ou organique.
2. Peau pour panneau intérieur de véhicule conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la peau, sur l'ensemble du panneau, varie de 0,6 à 1,7 mm.
3. Peau pour panneau intérieur de véhicule conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la peau, sur l'ensemble du panneau, varie de 0,8 à 1,4 mm.
4. Peau pour panneau intérieur de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que la matière polymère thermoplastique est sous la forme d'une poudre issue du broyage cryogénique, ou sous la forme d'une poudre composée de microbilles issues d'une extrusion dans une micro-filière.
5. Peau conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la matière polymère thermoplastique de la peau est à base :
a) d'environ 97 à environ 20 parties en poids d'une matrice composée d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole de polypropylène, et, dispersé dans cette matrice, d'au moins un élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé ;
b) d'environ 3 à environ 80 parties en poids d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole d' éthylène ; c) éventuellement, d'au moins un agent de démoulage interne.
6. Peau conforme à la revendication 5, caractérisée en ce que la matière polymère thermoplastique de la peau est à base :
a) d'environ 80 à environ 50 parties en poids d'une matrice composée d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole de polypropylène, et, dispersé dans cette matrice, d'au moins un élastomère polyoléfinique au moins partiellement réticulé ;
b) d'environ 20 à environ 50 parties en poids d'au moins un polymère contenant au moins 50 % en mole d' éthylène ;
c) éventuellement, d'au moins un agent de démoulage interne.
7. Peau conforme à la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la matrice (a) possède un indice de fluidité (MFI : ASTM D 1238L - 230°C - 2,16 kg) compris entre 5 et 100 g en 10 minutes.
8. Peau conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que la matrice (a) possède un indice de fluidité (MFI : ASTM D 1238L - 230°C - 2,16 kg) compris entre 25 et 70 g en 10 minutes.
9. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que le polymère contenant au moins 50 % en mole de propylène de la matrice polymère "a" est semi-cristallin.
10. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que le polymère contenant au moins 50 % en mole de propylène de la matrice polymère "a" est choisi dans le groupe constitué par le polypropylène homopolymere semi-cristallin, un copolymère semi-cristallin de propylène-éthylène, un mélange de polypropylène homopolymere semi-cristallin et d'un copolymère semi-cristallin de propylène- éthylène, le polypropylène (homopolymere) à blocs amorphes et semi-cristallins, les copolymères de propylène-éthylène ou d' alpha-oléfine à blocs amorphes et semi-cristallins.
11. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée en ce que l' élastomère polyoléfinique, au moins partiellement réticulé, de la matrice polymère "a" est semi-cristallin.
12. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisée en ce que l' élastomère polyoléfinique, au moins partiellement réticulé, de la matrice polymère "a" est l'un des élastomères appartenant au groupe constitué par 1 ' éthylène-propylène-caoutchouc (EPR) , 1 ' éthylène-propylène-diène-monomère (EPDM) , le styrène-butadiène-styrène (SBS) , le styrène-éthylène- butadiène-styrène (SEBS) , le styrène-butadiène- caoutchouc (SBR) .
13. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisée en ce que l' élastomère polyoléfinique, au moins partiellement réticulé, de la matrice polymère "a" est un mélange de polypropylène avec au moins un des élastomères éthylène-propylène-caoutchouc (EPR) , éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) .
14. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisée en ce que les composants de la matrice polymère "a" sont soumis à un greffage chimique au moyen d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique ou d'anhydride maléique ou d'acrylates ou de méthacrylates d'alkyle dans lesquels l'alkyle est une chaîne hydrocarbonée en Cl à C8.
15. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisée en ce que les composants de la matrice polymère "a" sont soumis à une réaction de réticulation partielle ou complète, à l'aide d'un agent de réticulation comme un peroxyde ou un silane.
16. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 15, caractérisée en ce que le polymère contenant au moins 50 % en mole d' éthylène formant le composant "b", est semi-cristallin.
17. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 16, caractérisée en ce que le polymère contenant au moins 50 % en mole d' éthylène formant le composant "b", est choisi dans le groupe constitué par le polyéthylène de basse densité (PEBD) , le polyéthylène linéaire de basse densité (PEBDL) , un mélange de polyéthylène de basse densité (PEBD) avec un polyéthylène de haute densité (PEHD) , ce mélange contenant au plus 50 % de PEHD, un copolymère d' éthylène-alpha-oléfine, dans lequel 1 ' alpha-oléfine est un motif en C3 à C10 et, plus précisément, des copolymères d' éthylène-octène
(POE) comportant entre 5 et 40 % en poids d'octène, d' éthylène-téréphtalate (PET), d' éthylène-vinylacétate
(EVA) , d'éthylène-acrylate d'alkyle, d'éthylène- méthacrylate d'alkyle, dans lesquels l'alkyle est une chaîne hydrocarbonée en Cl à C8 éventuellement modifiée par de l'anhydride maléïque, un copolymère d' éthylène et de tetrafluoroéthylène, des ionomères d' éthylène salifiés ou non.
18. Peau selon la revendication 16 ou 17, caractérisée en ce que le polymère contenant au moins 50 % en mole d' éthylène, du composant "b", a un début de plage de fusion au plus égal à 140°C.
19. Peau selon l'une quelconque des revendications 5 à 18, caractérisée en ce que l'ensemble de la matière polymère thermoplastique est soumis à une opération de réticulation partielle.
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