FR2779088A1 - Procede de realisation de corps alveolaires - Google Patents
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Abstract
Procédé de réalisation d'un corps alvéolaire ayant une superficie qui consiste au moins partiellement en une structure de surface (9), suivant lequel des particules de matière thermoplastique alvéolaire sont soudées les unes aux autres dans une cavité (4) de moule par insufflation de vapeur d'eau, ladite structure (9) étant perméable à la vapeur.La structure de surface (9) enveloppe à l'intérieur de la cavité (4) du moule les particules de matière thermoplastique en formant des bords recouverts.Application notamment à la réalisation de pièces de revêtement de l'habitacle de véhicules automobiles, d'appuis-tête et d'accoudoirs.
Description
L'invention se rapporte à un procédé de réalisation d'un corps en matière
alvéolaire ayant une superficie qui consiste au moins partiellement en une structure de surface, suivant lequel des particules de matière thermoplastique alvéolaire sont soudées les unes aux autres dans une cavité de moule par insufflation de vapeur d'eau, la structure de surface étant perméable à la vapeur d'eau et comportant une ouverture de trous ou
de mailles qui est inférieure à la dimension desdites particules.
Un procédé tel que spécifié ci-dessus permet de produire des corps en matière alvéolaire ayant une superficie pouvant être au moins partiellement vernie, par exemple des éléments de revêtement de l'habitacle de véhicules automobiles, des appuis-tête, des accoudoirs, mais
aussi des récipients de transport, des emballages et des casques de cycliste.
Un tel procédé, à l'aide duquel en particulier des corps moulés en mousse de particules expansées de polypropylène (PEP) peuvent être produits, est décrit dans WO 95/08433. D'après ce document, des particules de matière alvéolaires sont placées dans la cavité d'un moule en deux parties et sont soudées les unes aux autres par insufflation de vapeur chaude d'eau pour la production de corps de forme. Suivant ce procédé, l'une des deux parties du moule est revêtue d'un tamis, d'une grille ou d'un matelas de fibres par lequel de la vapeur d'eau émergeant de buses est répartie. Ainsi, la qualité de la surface du corps en matière alvéolaire est améliorée à l'emplacement du revêtement de la cavité du moule. Il est prévu dans WO 95/08433 que le revêtement de la cavité du moule par un matelas de fibres adhère ultérieurement au corps produit et que dans
certaines circonstances il porte une couche de vernis.
Le problème technique de l'invention réside dans l'élaboration d'un procédé du type tel que spécifié en préambule et à l'aide duquel peut être produit un corps de matière alvéolaire présentant une couche superficielle qui l'enveloppe, qui sert de couche de décoration ou de
protection et qui est éventuellement aussi capable d'être vernie.
La solution selon l'invention à ce problème est apportée par le fait que la structure de surface enveloppe dans la cavité du moule les particules de matière alvéolaire en formant des bords recouverts. Il est possible ainsi de créer dans un outil, sans allongement des temps de cycle et à bon marché, un corps en matière alvéolaire comportant une protection
de surface enveloppant au moins sa superficie visible.
Il est prévu, suivant une particularité de l'invention, de fixer les bords de la structure de surface de manière qu'ils pénètrent à l'intérieur de la cavité du moule. Ainsi un bon lien est aussi créé entre le corps de
matière alvéolaire et la structure de surface sur le bord de cette dernière.
Il est prévu, suivant une particularité de l'invention, de conférer à la structure de surface la forme d'un flexible ou d'un sachet, de l'emplir de particules de matière alvéolaire et enfin de le fermer pour l'introduire ensuite dans la cavité du moule. Il est possible ainsi de réaliser à l'extérieur du moule "des ébauches de corps alvéolaire" qui sont faciles à
transporter et à manipuler.
Il est prévu, suivant une autre particularité de l'invention, d'étirer profondément la structure de surface dans la cavité du moule avant ou pendant r'emplissage. Ainsi, la structure de surface est étroitement en appui dans la cavité du moule de manière à permettre d'obtenir une superficie exempte de plis et unie du corps en matière alvéolaire ainsi réalisé. Il est prévu, suivant une autre particularité avantageuse de l'invention, que la structure de surface soit une feuille qui est perforée avant ou après sa mise en place dans la cavité du moule. Il est possible ainsi d'utiliser aussi pour le procédé une structure de surface qui soit tout d'abord
imperméable à la vapeur d'eau.
Une autre particularité de l'invention prévoit de munir ladite structure d'éléments qui débordent de sa surface et qui sont posés dans le moule de manière à pénétrer à l'intérieur de la cavité de ce dernier. Ainsi, la soudure des particules les unes aux autres à l'intérieur du moule fixe la structure de surface dans la matière alvéolaire de manière qu'il en résulte partiellement une liaison par complémentarité de formes entre les particules
soudées de la matière et la structure de surface.
Il est prévu suivant une autre particularité avantageuse de l'invention qu'une structure de surface soit placée dans une cavité de moule en au moins deux parties et qu'elle se prolonge sur ces deux dernières. Il est possible ainsi de produire en une passe de travail plusieurs corps individuels en matière alvéolaire qui sont reliés à la manière d'une charnière
par une structure commune de surface.
Suivant une autre particularité de l'invention, un corps alvéolaire est créé à l'aide de particules de matière soudées les unes aux autres, sa superficie étant revêtue d'une structure en matière qui est perméable à la vapeur d'eau et qui présente une ouverture de trous ou de mailles qui est inférieure à la dimension desdites particules, la structure de surface enveloppant la partie dudit corps servant de côté visible en formant des bords recouverts. Il est de plus particulièrement avantageux que la structure de surface et que les particules de matière alvéolaire soient en le même matériau. Un tel corps ayant une superficie ou une couche décorative
qui l'enveloppe est ensuite bien recydable.
L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs en regard des dessins annexés sur lesquels: les Figures 1, 2 et 3 illustrent en coupes verticales trois dispositifs de moulage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les Figures 4a à 4c illustrent des structures de surface qui peuvent être utilisées dans le procédé selon l'invention et la Figure 5 illustre schématiquement un corps en matière
alvéolaire selon l'invention.
Le premier dispositif de moulage 1 que représente la Figure 1
comprend deux demi-moules 2, 3 qui forment une cavité 4. Ces demi-
moules 2, 3 peuvent être mis à la position de fermeture représentée au moyen de dispositifs non représentés, de préférence hydrauliques et
peuvent être ouverts pour l'enlèvement d'une pièce en matière alvéolaire.
Des enveloppes 5, 6 qui entourent hermétiquement le côté extérieur des demi-moules 2, 3 forment avec ceux-ci des dénommées chambres
d'évaporation 7, 8.
Une structure textile de surface 9, formée par exemple d'un matelas de fibres, d'un tissu ou d'un tricot, est placée dans la cavité 4 du moule pour la production d'un corps formé de particules de matière alvéolaire. Cette structure de surface est perméable à la vapeur d'eau et présente une ouverture de mailles qui est inférieure à la plus petite dimension des particules. Cette structure est en appui contre la partie de la cavité 4 délimitée par le demi-moule inférieur 3 et elle forme le côté ultérieur visible du corps alvéolaire produit. Elle est repliée à l'intérieur de la cavité 4 dans la partie supérieure du demi-moule 2 et fixée à une nervure de ce dernier, qui en suit le contour à distance, au moyen de fils de matière plastique 11. Ainsi est créé un bord caché de la structure de surface
9 enveloppant le corps ultérieur en matière alvéolaire.
Après la mise en place de la structure 9 dans la cavité 4,
celle-ci est emplie de particules de matière alvéolaire ayant une granulo-
métrie prescrite. Un ou plusieurs systèmes d'emplissage 12 constitués de pompes à jet sont alimentés en air comprimé. Les particules sont aspirées sur un réservoir non représenté et insufflées dans la cavité 4 du moule par l'air comprimé. Pour obtenir un bon emplissage, la cavité du moule est purgée pendant ce processus. Plusieurs ouvertures 13 en forme de buses qui sont réalisées dans les demi-moules 2, 3 et qui servent à cette fin sont ouvertes sur les chambres de vaporisation 7, 8. Des conduits d'arrivée et de départ 14, 15 qui sont raccordés à ces chambres 7, 8 permettent à l'air de
s'échapper pendant r'emplissage de la cavité du moule.
Il est aussi possible d'effectuer r'emplissage de la cavité du moule suivant un procédé dit de compression. À cette fin, de l'air comprimé fait diminuer le volume des particules molles à demi-dures de matière alvéolaire peu avant ou pendant r'emplissage. La cavité du moule est également maintenue sous pression pendant remplissage. À la fin du processus d'emplissage et après élimination de la pression dans la cavité du moule, les particules de matière alvéolaire préalablement comprimées reprennent leur volume initial et emplissent totalement cette cavité. Des pressions considérables peuvent être nécessaires à cette fin et peuvent
atteindre 6 bars et plus.
Suivant un autre procédé connu et dénommé à charge de pression, les particules de matière alvéolaire sont enfermées dans un récipient et sont exposées à de l'air dont la pression croît en continu. Ainsi est générée une surpression à l'intérieur des cellules des particules de matière alvéolaire. Dans ce cas, ces particules qui sont sous pression subissent une expansion au cours d'un processus ultérieur, de sorte qu'une densité également accrue est obtenue. Il est de plus bien entendu aussi possible de combiner les méthodes individuelles d'emplissage, en particulier
la méthode de compression et celle à charge de pression.
Après emplissage de la cavité du moule par les particules de matière alvéolaire, de la vapeur d'eau est dirigée dans cette cavité par les chambres d'évaporation 7, 8 et les ouvertures 13, cette vapeur arrivant par les raccords 14, 15. La vapeur d'eau doit tout d'abord refouler l'air se trouvant dans les chambres 7, 8 et dans la cavité du moule. Il peut être prévu avantageusement à cette fin que tout d'abord la vapeur arrive par l'un des raccords 14, 15 dans l'un des demi-moules 2, 3 pendant que l'air peut s'échapper par l'autre demi-moule. Ensuite a lieu la vaporisation proprement dite, l'expansion et le soudage des particules de matière plastique. De plus, l'alimentation en vapeur d'eau peut aussi s'effectuer en sens alternants par un côté vers l'autre. En général, les ouvertures 13 sont équipées de buses à fentes ou à trous qui permettent à l'air de s'échapper de la cavité du moule
et qui de plus répartissent la vapeur d'eau aussi régulièrement que possible.
La structure de surface 9 perméable à la vapeur fait en sorte que le jet de vapeur d'eau sortant des ouvertures 13 que cette structure recouvre soit très finement pulvérisé et dispersé de manière qu'il n'y ait pas d'empreinte
des buses dans le corps ainsi réalisé par la suite.
L'évaporation est en général suivie d'un refroidissement afin que les surfaces soient unies et que le corps moulé en matière plastique reste indéformable. Ceci peut s'effectuer de manière non représentée par pulvérisation d'eau de refroidissement. Il est cependant possible aussi dans certains cas de renoncer à une étape propre de refroidissement à condition
d'opérer suivant EP-B-0 666 796.
Pour le démoulage, les demi-moules 2, 3 sont écartés l'un de l'autre pendant que simultanément de l'air comprimé est injecté. Des éjecteurs 16 sont accessoirement prévus dans le demi-moule 3. Le coussin d'air comprimé se trouvant sur le côté du demi-moule 2 enveloppe lors de l'ouverture le corps alvéolaire se trouvant dans le demi-moule 3 équipé des éjecteurs 16. Ensuite, une injection d'air comprimé est aussi effectuée sur
ce côté pendant que les éjecteurs 16 sont simultanément actionnés.
Le mode de fonctionnement du deuxième dispositif de moulage 20 que représente la Figure 2 correspond à celui du dispositif de la Figure 1 et ce dispositif comprend également deux demi-moules 21, 22 qui enveloppent deux cavités 23, 24. La cavité 23 est séparée de la cavité 24
par une partie dorsale 27.
Une structure de surface 28 perméable à la vapeur d'eau est placée en continu dans le demi-moule inférieur sur les deux cavités 23, 24 pour la réalisation d'un corps en matière alvéolaire formé de deux éléments reliés à la manière d'une charnière. La structure de surface passe sur la partie dorsale 27 qui est rectiligne le long d'un plan vertical de coupe du dispositif de moulage 20. Elle est fixée par un fil de matière plastique 29 à des butée 30, 31. Les deux cavités 23, 24 du moule sont emplies au moyen de systèmes correspondants 32, 33 suivant les procédés décrits pour le dispositif de moulage 1 et elles sont alimentées en vapeur chaude d'eau par les buses 34 pour le soudage des particules. Ainsi est réalisé un corps en matière alvéolaire formé de deux éléments reliés à la manière d'une charnière dans la région de la partie dorsale 27 par la structure textile de
surface 28.
Le mode de fonctionnement du troisième dispositif de moulage 35 que représente la Figure 3 correspond à celui des deux
dispositifs décrits plus haut.
Le dispositif de moulage 35 comprend deux demi-moules 36, 37 qui enveloppent une cavité 38. Des structures de surface 39, 40 perméables à la vapeur d'eau sont placées aussi bien dans le demi-moule supérieur 36 que dans le demi-moule inférieur 37 pour la réalisation d'un corps en matière alvéolaire ayant une superficie d'enveloppement capable d'être vernie. La structure de surface 39 placée dans le demi-moule supérieur 36 comporte dans la région d'un système d'emplissage 43 un évidement en forme de trou par lequel la cavité 38 peut être emplie de particules de matière alvéolaire. Pour qu'elles ne glissent pas dans la cavité du moule, les structures de surface 39, 40 sont assujetties à des organes de fixation 41, 42 en forme d'aiguilles qui sont disposées en saillie, de manière à former une couronne, sur les deux demi-moules et dans la région de
l'ouverture d'emplissage 44.
La cavité 38 est emplie de particules de matière alvéolaire suivant les procédés décrits pour le dispositif de moulage 1, puis celles-ci sont balayées par de la vapeur chaude d'eau par des buses 45. Le
refroidissement est effectué par la suite.
Un organe de coupe 46 est prévu dans le dispositif de moulage 35 pour éliminer la structure de surface excédentaire qui déborde du bord de la cavité 38. Il est disposé en anneau sur le bord de cette cavité et comprend un outil de coupe 47 qui peut être chauffé. La fermeture de cet outil 47 sectionne les structures de surface qui se superposent dans cette région sur la totalité de la circonférence de la cavité et les soude l'une
à l'autre à l'emplacement de la coupe.
Le démoulage du corps achevé de matière alvéolaire
s'effectue de la même manière que celui décrit en regard des Figures 1 et 2.
Les Figures 4a, 4b et 4c illustrent des tissus textiles qui
conviennent en particulier pour être utilisés avec le procédé de l'invention.
Le tissu textile 50 que représente la Figure 4a comporte des
fils ou des boucles 51 qui en débordent d'un côté.
La structure textile que représente la Figure 4b consiste en un tricot profilé à trois dimensions 52 qui présente deux surfaces 53, 54 que
des fils 55 relient l'une à l'autre.
La structure textile 56 que représente la Figure 4c est munie de tiges ou de bâtonnets 57 qui comportent éventuellement à une extrémité une surépaisseur 58 ou une barbe et qui sont disposés sur un côté perpendiculairement au plan de la structure de surface ou obliquement sur
ce plan.
Les particules de matière alvéolaire se déposent en épousant leur forme sur les éléments 51, 55, 57 qui débordent du plan de chacune
des structures textiles lors du soudage dans l'outil formateur de mousse.
Ainsi s'obtient un ancrage de la structure textile placée sur la superficie du corps à l'intérieur des particules soudées de matière alvéolaire et une liaison par adhérence est établie entre la structure textile et les particules soudées
de matière alvéolaire.
La structure de surface peut aussi être empêchée de glisser dans le dispositif de moulage par des corps de positionnement du type de tiges au lieu de l'être par un fil circonférentiel ou par des aiguilles. Ces tiges peuvent éventuellement demeurer ultérieurement dans le corps alvéolaire achevé ou peuvent être utilisées en éjecteurs demeurant dans la cavité du
moule.
Des particules de matière thermoplastique alvéolaire qui conviennent sont un polystyrène expansible (PSE), des copolymères de polystyrène expansible (PPO/PS), des copolymères de polyéthylène expansible, du polyéthylène préalablement expansé (PEE), du polypropylène préalablement expansé (PPE) ou aussi le polyuréthanne. Du polyéthylène préalablement expansé et du polypropylène préalablement expansé sont
particulièrement avantageux, car ils ne contiennent aucun agent moussant.
Lorsque la structure de surface et d'éventuels corps de positionnement sont en la même matière que les particules alvéolaires, le corps alvéolaire réalisé représente un système uniforme et donc il est
facilement recyclable.
Il est aussi possible, en variante de la mise en place d'une structure textile de surface dans une cavité de moule, de conférer à une première étape du procédé la forme d'un sachet ou d'un flexible à une structure de surface. Ce sachet ou ce flexible doit avoir à peu près des cotes tridimensionnelles qui correspondent à peu près à celles du corps à réaliser. À une étape suivante du procédé, le sachet ou le flexible est ensuite empli de particules de matière alvéolaire, puis il est fermé. La réalisation du sachet ou du flexible à l'aide de la structure de surface et en particulier sa fermeture après emplissage peut s'effectuer par couture, soudage ou agrafage. Un sachet ou un flexible empli et fermé sert alors de produit semi-fini qui se manipule facilement et en particulier qui est transportable
sans problème.
Un sachet ou un flexible empli et fermé est placé dans la
cavité du moule pour la soudure des particules de matière alvéolaire.
Lorsqu'il y a un risque que ce sachet ou ce flexible glisse dans la cavité du
moule, il est avantageux de le fixer par des aiguilles.
Il est aussi possible d'utiliser une feuille tout d'abord imperméable à la vapeur d'eau au lieu d'une structure textile de surface qui est perméable à la vapeur. Mais il faut ensuite rendre la feuille perméable à la vapeur par perforation. La perforation de la feuille peut être effectuée avant la mise à la forme d'un sachet ou d'un flexible, après son emplissage
par des particules de matière alvéolaire ou même dans la cavité du moule.
Par exemple des aiguilles de perforation peuvent être guidées dans les
buses de projection de vapeur d'eau pour la perforation de la feuille.
Il est aussi possible de combiner le procédé selon l'invention avec une étape d'étirage profond dans la cavité du moule. À cette fin, par exemple la structure de surface peut être aspirée dans la cavité du moule par les buses de projection de vapeur. Une structure de surface qui peut être prévue à cette fin consiste par exemple en un tissu qui comporte sur un côté, de préférence sur le revers, une couche fermée, de sorte qu'il peut être aspiré contre la cavité du moule par une dépression. Il est ensuite
perforé pour permettre la pénétration de vapeur d'eau.
La Figure 5 représente un corps 59 de matière alvéolaire conforme à l'invention, qui comporte deux éléments 60, 61. La superficie de ce corps 59 est formée d'une structure textile de surface 62 qui représente une superficie capable d'être vernie. Cette structure de surface qui est représentée est ouverte dans une zone afin de libérer à la vue des particules soudées 63 de matière alvéolaire qui représentent la matière solidifiée d'emplissage du corps alvéolaire 59. Les deux éléments individuels 60, 61 sont reliés dans une zone 64 à la manière d'une charnière par la structure textile de surface.
Claims (13)
1. Procédé de réalisation d'un corps (59) en matière alvéolaire ayant une superficie qui consiste au moins partiellement en une structure de surface (9, 28, 39, 40, 50, 53, 54, 56, 62), suivant lequel des particules de matière thermoplastique alvéolaire (63) sont soudées les unes aux autres dans une cavité de moule (4, 23, 24, 38) par insufflation de vapeur d'eau, la structure de surface (9, 28, 39, 40, 50, 53, 54, 56, 62) étant perméable à la vapeur et comportant une ouverture de trous ou de mailles qui est inférieure à la dimension des particules de matière alvéolaire, caractérisé en ce que la structure de surface (9, 28, 39, 40, 50, 53, 54, 56, 62) enveloppe dans la cavité (4, 23, 24, 38) du moule les particules de
matière alvéolaire en formant des bords recouverts.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords de la structure de surface (9, 28, 39, 40, 50, 53, 54, 56, 62) sont
fixés de manière à pénétrer à l'intérieur de la cavité du moule.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une forme de flexible ou de sachet est conférée à la structure de surface (9, 28, 39, 40, 50, 53, 54, 56, 62), elle est emplie de particules de matière alvéolaire puis elle est fermée pour être ensuite placée dans la cavité (4, 23,
24) du moule.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que la structure de surface subit un étirage profond dans la cavité (4, 23, 24) du moule avant ou pendant r'emplissage de cette dernière.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que la structure de surface est une feuille qui est perforée avant ou après sa mise en place dans la cavité (4, 23, 24, 38) du moule ou
qui l'est à l'intérieur de cette dernière.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de surface (9, 28, 39, 40, 50, 53, 54, 56, 62) est munie d'éléments (51, 55, 57) débordant de sa surface et elle est insérée ainsi dans la cavité du moule de manière que ces éléments pénètrent à l'intérieur
de cette dernière.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'une structure de surface (28) est introduite dans un moule comprenant au moins deux cavités individuelles et elle est disposée
sur au moins deux cavités individuelles (23, 24).
8. Corps alvéolaire (59) constitué de particules de matière alvéolaire (63) soudées les unes aux autres, sa superficie étant munie d'une structure de surface (62) en matière qui est perméable à la vapeur d'eau et qui présente une ouverture de trous ou de mailles qui est inférieure à la dimension desdites particules, caractérisé en ce que la structure de surface (62) enveloppe la partie du corps alvéolaire (59) servant de côté visible en
formant des bords recouverts.
9. Corps alvéolaire (59) selon la revendication 8, caractérisé en ce que deux corps alvéolaires ou plus (60, 62) consistant en particules (63) de matière alvéolaire soudées les unes aux autres sont recouverts au
moyen d'une structure commune de surface (62).
10. Corps alvéolaire (59) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la structure commune de surface (62) relie les corps alvéolaires
(60, 62) à la manière d'une charnière.
11. Corps alvéolaire (59) selon l'une quelconque des
revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la structure de surface (62) est
préalablement mise à une forme tridimensionnelle.
12. Corps alvéolaire (59) selon l'une quelconque des
revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la structure de surface (50, 52,
56) est munie d'éléments (51, 56, 57) pénétrant dans ledit corps et destinés à lier par adhérence les structures de surface (50, 52, 56) et les particules
soudées de matière alvéolaire (63).
13. Corps alvéolaire (59) selon l'une quelconque des
revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la structure de surface (50, 52,
56) est située en totalité ou partiellement sous la surface extérieure.
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| FR2779088B1 (fr) | 2005-10-07 |
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