FR2987775A1 - Procede de fabrication d'un article comprenant un element en mousse - Google Patents

Abstract

Selon ce procédé on introduit un matériau moussant (8) dans une cavité de moulage (2) ayant la forme de l'élément en mousse (12) à fabriquer, la cavité de moulage communiquant avec une cavité de dégazage (4) par une ouverture (6), et on fait mousser le matériau moussant pour former l'élément en mousse (12), de sorte que la mousse remplit la cavité de moulage (2) et s'écoule dans la cavité de dégazage (4) en formant une excroissance (10) en saillie de l'élément en mousse (12). Selon un aspect de l'invention, on maintient la cavité de dégazage borgne au moins pendant une phase finale du moussage de sorte que la mousse se forme dans la cavité de dégazage (4) en piégeant une bulle (14) de gaz dans la cavité de dégazage (4).

Description

Procédé de fabrication d'un article comprenant un élément en mousse La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un article comprenant un élément en mousse, en particulier un article multicouche comprenant une couche intermédiaire en mousse.

Il est possible de fabriquer un panneau d'habillage d'intérieur de véhicule, par exemple une de planche de bord de véhicule, la planche de bord comprenant en superposition une armature rigide, une couche de mousse souple recouvrant l'armature et une peau d'aspect flexible recouvrant la couche de mousse pour conférer un toucher souple et valorisant au panneau d'habillage.

Un élément en mousse peut être formé pour moussage d'un matériau moussant dans une cavité de moulage d'un moule. Lors du moussage, il est souhaitable d'évacuer l'air initialement présent dans la cavité de moulage pour permettre au matériau moussant de remplir la cavité de moulage, sans piéger une bulle d'air dans la cavité de moulage, qui entraînerait un défaut de l'élément en mousse sous la forme d'un évidement. A cet effet, il est possible de munir le moule d'un évent de dégazage s'alimentant dans la cavité de démoulage et débouchant librement à l'extérieur, permettant aux gaz de s'échapper tout en empêchant la mousse de sortir par l'évent, du fait de la viscosité de la mousse. La mousse s'insérant dans l'évent forme une excroissance. Un moule de ce type est connu de WO 94/05486. Il est aussi possible de munir le moule d'un évent de dégazage piloté associé à un dispositif de fermeture permettant d'ouvrir l'évent de dégazage pour autoriser la sortie de gaz dans une phase initiale du moussage, et de fermer l'évent de dégazage dans une phase finale du moussage, pour empêcher la sortie de la mousse. De tels dispositifs à évents de dégazage pilotés sont connus par exemple de FR 2 857 898 et US 2006/0113694. Cependant, l'évent de dégazage piloté doit être fermé lorsque le matériau moussant atteinte l'entrée de l'évent de dégazage, ce qui nécessite un pilotage très précis du dispositif de fermeture et éventuellement un détecteur configuré pour détecter l'entrée de mousse dans l'évent. Un des buts de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un article comprenant un élément en mousse, qui soit facile à mettre en oeuvre et permette une qualité de fabrication satisfaisante. A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'un article comprenant un élément en mousse, dans lequel on introduit un matériau moussant dans une cavité de moulage ayant la forme de l'élément en mousse à fabriquer, la cavité de moulage communiquant avec une cavité de dégazage par une ouverture, et on fait mousser le matériau moussant pour former l'élément en mousse, de sorte que la mousse remplit la cavité de moulage et s'écoule dans la cavité de dégazage en formant une excroissance en saillie de l'élément en mousse, dans lequel on maintient la cavité de dégazage borgne au moins pendant une phase finale du moussage de sorte que la mousse se forme dans la cavité de dégazage en piégeant une bulle de gaz dans la cavité de dégazage. Selon d'autres modes de mise en oeuvre, le procédé de fabrication comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles : - l'ouverture définit un étranglement entre la cavité de dégazage et la cavité de moulage ; - on forme une cavité de dégazage borgne en permanence pendant le moussage ; - on forme une cavité de dégazage communiquant avec l'extérieur par un évent de dégazage piloté, et on ouvre l'évent de dégazage pendant une phase initiale du moussage puis on ferme l'évent de dégazage pendant une phase finale du moussage de manière à maintenir la cavité de dégazage borgne pendant la phase finale ; - on ferme l'évent de dégazage après une durée déterminée à compter du début du moussage ; - on ferme l'évent une fois que la mousse pénètre dans la cavité de dégazage ; - l'article comprend un premier élément, l'élément en mousse étant moulé sur le premier élément, la cavité de dégazage étant définie à l'intérieur du moule au moins en partie par le premier élément ; - l'article comprend un deuxième élément, l'élément en mousse étant moulé entre le premier élément et le deuxième élément définissant entre eux la cavité de moulage, la cavité de dégazage étant délimitée entre le premier élément et le deuxième élément ; - la cavité de dégazage est délimitée par des nervures d'étanchéité en saillie du premier élément contre lesquelles le deuxième élément vient en contact étanche ; - on définit un évent de dégazage de la cavité de dégazage entre le premier élément et le deuxième élément, et on ferme l'évent de dégazage en pinçant le premier élément et le deuxième élément l'un contre l'autre ; - le premier élément est une armature rigide et le deuxième élément et une peau d'aspect flexible, l'élément en mousse formant une couche de mousse interposée entre l'armature et la peau ; et - l'article est un panneau d'habillage intérieur de véhicule, notamment un panneau d'habillage de planche de bord de véhicule.

L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en coupe d'un moule illustrant deux étapes de la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication selon l'invention ; - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe du moule selon III-III et IV-IV sur les figures 1 et 2 ; - les figures 5 et 6 sont des vues analogues aux figures 3 et 4 illustrant un procédé de fabrication selon une variante de l'invention, utilisant un évent piloté par un dispositif de pilotage; - les figures 7 et 8 sont des vues en coupe selon VII-VII et VIII-VIII respectivement sur les figures 5 et 6, illustrant le dispositif de pilotage; et - la figure 9 est une vue schématique partielle de face d'un panneau d'habillage d'une planche de bord de véhicule obtenue par le procédé de fabrication selon l'invention.

Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, selon le procédé de fabrication de l'invention, on définit dans un moule 1 une cavité de moulage 2 présentant la forme d'un élément en mousse à mouler, et une cavité de dégazage 4 communiquant fluidiquement avec la cavité de moulage 2 par une ouverture 6. La cavité de dégazage 4 s'alimente dans la cavité de moulage 2 par l'ouverture 6 qui permet l'écoulement des gaz et d'un matériau moussant 8 de la cavité de moulage 2 vers la cavité de dégazage 4, pendant le moussage du matériau moussant 8. Le matériau moussant 8 qui s'écoule dans la cavité de dégazage 4 lors du moussage, forme à l'issue du moussage une excroissance 10 en saillie de l'élément en mousse 12 (figure 2).

La cavité de dégazage 4 est structurellement borgne. Elle communique uniquement avec la cavité de démoulage 2, par l'ouverture 6. Elle reste borgne en permanence, du début à la fin du moussage. Lors du moussage, le matériau moussant 8 est introduit dans la cavité de moulage 2 et le moussage est activé, par exemple par chauffage pour un matériau moussant thermoactif. Le matériau moussant 8 gonfle en libérant du gaz de moussage qui forme des cellules dans le matériau moussant 8. Les cellules présentent un volume faible. Par exemple, la taille des cellules de l'élément en mousse formé par moussage d'un matériau moussant dans une cavité de moulage d'un moule permet obtenir une densité de l'ordre de 50gr/l.

Le matériau moussant 8 se propage et remplit progressivement la cavité de moulage 2, jusqu'à atteindre l'ouverture 6 et rentrer dans la cavité de dégazage 4. La mousse se forme ainsi dans la cavité de dégazage, en formant l'excroissance 10. La cavité de moulage 2 est alimentée en matériau moussant 8 en un ou plusieurs points d'alimentation, choisis par exemple par calcul et/ou expérimentalement pour que le matériau moussant 8 pénètre dans la cavité de dégazage 4. Le matériau moussant 8 est introduit dans la cavité de moulage 2 de telle manière que le matériau moussant 8 se propage dans la cavité de moulage 2 vers la cavité de dégazage 4 en repoussant l'air initialement présent vers la cavité de dégazage 4.

La cavité de dégazage 4 étant borgne, il s'ensuit la formation d'une bulle 14 dans le fond de la cavité de dégazage 4, constituée d'air, et éventuellement de gaz de moussage. Cette bulle 14 est piégée dans l'excroissance 10 (Figure 2) qui sera finalement découpée ou qui forme une partie non visible et/ou non accessible pour l'utilisateur.

La bulle 14 se distingue d'une cellule de la mousse. La bulle 14 présente en particulier un volume supérieur à celui des cellules de la mousse. La bulle 14 présente par exemple un volume supérieur ou égale a trois fois le volume moyen des cellules de mousse présente dans l'élément en mousse. La cavité de dégazage 4 étant borgne une certaine pression est maintenue dans la bulle 14 piégée, empêchant une libération excessive de gaz de moussage par le matériaux moussant, libération excessive qui pourrait nuire à la formation d'une mousse de bonne qualité avec des cellules bien réparties à l'intérieur de la mousse. Ainsi, on obtient un certain équilibre de pression entre la bulle 14 et les cellules de la mousse qui évite des transferts de gaz.

En effet, en présence d'un évent de dégazage communiquant entre la cavité de moulage et l'extérieur, il n'y a pas de contre-pression. Le matériau moussant à proximité de l'évent de dégazage dégage un excédent de gaz de moussage qui ne reste pas piégé dans la mousse. Il s'ensuit que la mousse présente localement une structure pauvre en cellules et/ou avec des cellules de dimensions inappropriées, en particulier trop petites, et en conséquence des propriétés d'élasticité en compression ou de compressibilité différente du reste de la mousse et non satisfaisantes. Tel qu'illustré sur les Figures 1 et 2, l'ouverture 6 est étroite. L'ouverture 6 définit un étranglement entre la cavité de moulage 2 et la cavité de dégazage 4. A l'issue du moussage, l'excroissance 10 est reliée à l'élément en mousse 12 par un pontet 15 (Figure 2) correspondant à l'ouverture 6.

Un tel pontet 15 est frangible et peut facilement être rompu, de préférence manuellement par un utilisateur. Ceci permet de séparer l'excroissance 10 de l'élément en mousse 12 manuellement sans nécessiter une reprise avec un découpage de l'excroissance 10 à l'aide d'une machine de découpage.

Telle qu'illustrée sur les figures 1 et 2, l'ouverture 6 s'alimente dans la cavité de moulage 2 dans une zone de convergence 16 où convergent de deux fronts de mousse 17 du matériau moussant 8 lors du moussage. La cavité de dégazage 4 est disposée le long d'une portion allongée de la cavité de moulage 2 s'étendant entre deux extrémités par lesquelles le matériau moussant 8 pénètre, et l'ouverture 6 est disposée le long de la portion allongée. Lors du moussage, les deux fronts de mousse 17 se déplacent dans la cavité de moulage 2 l'un vers l'autre jusqu'à se rencontrer sensiblement en regard de l'ouverture 6. L'air présent dans la cavité de moulage 2 entre les deux fronts de mousse 17 est chassé et piégé dans la cavité de dégazage 4.

Comme illustré sur les figures 3 et 4, la cavité de moulage 2 est définie entre un premier élément de l'article à fabriquer se présentant ici sous la forme d'une armature 18 et un deuxième élément de l'article à fabriquer se présentant ici sous la forme d'une peau 20 d'aspect. L'élément en mousse 12 est moulé dans la cavité de moulage 2 entre l'armature 18 et la peau 20.

La cavité de dégazage 4 est également définie entre l'armature 18 et la peau 20. L'armature 18 comprend une partie principale d'armature 18A prévue pour délimiter la cavité de moulage 2 et une partie auxiliaire d'armature 18B prévue pour délimiter la cavité de dégazage 4 et faisant saillie de la partie principale d'armature 18A. La peau 20 comprend une partie principale d'armature de peau 20A prévue pour délimiter la cavité de moulage 2, et une partie auxiliaire de peau 20B prévue pour délimiter la cavité de dégazage 4 et faisant saillie de la partie principale de peau 20A. L'article à fabriquer est par exemple un habillage intérieur de véhicule, en particulier de véhicule automobile, par exemple un panneau d'habillage de planche de bord ou un panneau d'habillage de porte.

L'armature 18 est rigide et définit le galbe de l'article. La peau 20 constitue la couche visible de l'article. La peau 20 est flexible. L'élément en mousse 12 est compressible au toucher. Un utilisateur peut déformer localement la peau 20 par pression d'un doigt sur la peau 20 entraînant une compression de l'élément en mousse 12 sous-jacent. Ceci confère à l'article un toucher souple et valorisant.

A l'issue du moulage, l'article comprend un élément saillant 22 formé par l'excroissance 10 de mousse prise en sandwich entre la partie auxiliaire d'armature 18B et la partie auxiliaire de peau 20B. Le moule 1 comprend deux parties de moule 24, 26. L'armature 18 et la peau 20 sont disposées entre les parties de moule 24, 26, chacune en contact avec une partie de moule 24, 26 respective. L'armature 18 et la peau 20 définissent entre elles la cavité de moulage 2 et la cavité de dégazage 4 communiquant par l'ouverture 6. Une étanchéité est réalisée entre l'armature 18 et la peau 20 à la périphérie de la cavité de moulage 2 et de la cavité de dégazage 4.

A cet effet, l'armature 18 comprend des nervures d'étanchéité 28 faisant saillie vers la peau 20, et la peau 20 est pincée contre ces nervures d'étanchéité 28 de façon à réaliser une étanchéité entre l'armature 18 et la peau 20 pour délimiter la périphérie de la cavité de moulage 2 et de la cavité de dégazage 4. L'ouverture 6 est définie entre des nervures d'étanchéité 28 de l'armature 18 (Figure 2).

Le procédé de fabrication illustré sur les figures 5 et 6 diffère de celui des Figures 1 et 2 en ce qu'on prévoit un évent 32 piloté au fond de la cavité de dégazage 4 configuré de manière à pouvoir être sélectivement ouvert (Figure 5) pour permettre l'évacuation de gaz de la cavité de dégazage 4 vers l'extérieur ou fermé pour maintenir la cavité de dégazage 4 borgne (Figure 6).

Lors du moussage, on maintient l'évent 32 ouvert pendant une phase initiale de moussage (Figure 5) puis on ferme l'évent 32 pendant une phase finale du moussage (Figure 6) de façon à former une excroissance 10 en mousse dans la cavité de dégazage 4 tout en piégeant une bulle 14 dans la cavité de dégazage 4. De préférence, on ferme l'évent 32 lorsque le matériau moussant 8 est proche de l'ouverture 6 ou commence à pénétrer dans la cavité de dégazage 4. Compte tenu du volume de la cavité de dégazage 4, le temps de remplissage de la cavité de dégazage 4 par le matériau moussant 8 est relativement long, de sorte qu'il existe une certaine marge pour la fermeture de l'évent 32. En outre, l'ouverture 6 définissant un étranglement permet également de limiter la vitesse de remplissage de la cavité de dégazage 4, et donc d'augmenter la durée pendant laquelle l'évent 32 peut être fermé de manière appropriée. De préférence, la cavité de dégazage présente un volume adapté au volume de la cavité de moulage 2. Sa localisation par rapport à la cavité de moulage 2 et son volume sont choisis par exemple par calcul et/ou expérimentalement pour que la cavité de dégazage soit localisée dans la zone de convergence de deux fronts de mousse 17 et que le volume soit adapté pour piéger la bulle 14.

L'évent 32 peut être fermé avant que le matériau moussant 8 n'atteigne l'ouverture 6 ou après, tout en piégeant une bulle dans la cavité de dégazage. Selon un mode de mise en oeuvre, l'évent 32 est fermé après une durée déterminée après le début du moussage. Cette durée déterminée par calcul de simulation du moussage à l'aide d'un modèle mathématique ou expérimentalement. Comme illustré sur les figures 7 et 8, l'évent 32 piloté est formé entre l'armature 18 et la peau 20. L'évent 32 comprend un orifice d'évent 34 défini entre l'armature 18 et la peau 20, et le moule 1 comprend un organe de pilotage 36 mobile pour pincer la peau 20 contre l'armature 18 de manière à fermer l'orifice d'évent 34. L'organe de pilotage 36 est monté mobile sur la partie 26 du moule 1 recevant la peau 20 pour venir appuyer sur la face de la peau 20 opposée à l'armature 18. L'organe de pilotage 36 est mobile entre une position reculée (Figure 7) dans laquelle l'organe de pilotage 36 est écarté de l'armature 18 et l'évent 32 est ouvert, et une position avancée (Figure 8) dans laquelle l'organe de pilotage 36 pince la peau 20 contre l'armature 18 et l'évent 32 est fermé. L'orifice d'évent 34 est délimité entre la peau 20 et une encoche 38 ménagée dans l'armature 18, plus spécifiquement dans une nervure d'étanchéité 28 de l'armature 18 délimitant le fond de la cavité de dégazage 4.

L'organe de pilotage 36 comprend une pointe 36A pour appuyer sur la peau 20, complémentaire de l'encoche 38, de manière qu'en position avancée de l'organe de pilotage 36, la pointe 36A est engagée dans l'encoche 38 et applique la peau 20 en contact étanche dans le fond de l'encoche 38. L'encoche 38 présente ici une forme en V s'évasant vers la peau 38, et la pointe 36A présente une forme en V pointant vers l'intérieur du moule 1. Lorsque le moule 1 est fermé, la nervure d'étanchéité 28 s'applique de manière étanche contre la peau 20 de part et d'autre de l'encoche 38. Lorsque l'évent 32 est ouvert, la peau 20 enjambe l'encoche 38 en étant espacée du fond de l'encoche 38 délimitant l'orifice d'évent 34 (Figure 7). Lorsque l'évent 32 est fermé, la peau 20 est enfoncée dans l'encoche 38 et appliquée contre le fond de l'encoche 38 de manière étanche (Figure 8) par l'organe de pilotage 36. La figure 9 illustre partiellement un panneau d'habillage 40 de planche de bord de véhicule, obtenue par un procédé de fabrication selon l'invention. Le panneau d'habillage 40 multicouche comprend successivement en superposition l'armature 18, l'élément en mousse 12 et la peau 20.

Le panneau d'habillage 40 présente des bords externes 42, 44 et une ouverture 46 délimitée par un bord interne 48. L'ouverture 46 est par exemple une ouverture de réception d'un équipement fonctionnel de véhicule, par exemple un aérateur, un écran d'affichage, une interface de commande...

Le panneau d'habillage 40 comprend le long du bord interne 48 un élément saillant 22 formé par l'excroissance 10 de mousse prise en sandwich en sandwich entre la partie auxiliaire d'armature 18B et la partie auxiliaire de peau 20B formant chacune un patte en saillie vers l'intérieur de l'ouverture. L'excroissance 10 est ainsi formée le long du bord interne 48 masqué ultérieurement par l'équipement fonctionnel reçu dans l'ouverture 46, ce qui permet de préserver les bords externes 42, 44 visibles. En variante, l'excroissance 10 est formée le long d'un bord externe 42, 44, comme illustré en pointillés sur la figure 10. Comme illustrée sur la figure 9, le panneau d'habillage 40 comprend une barre 52 allongée délimitant en partie l'ouverture 46 et reliée à chaque extrémité au reste du panneau d'habillage 40. Lors du moulage, le matériau moussant est introduit dans la cavité de moulage définit entre l'armature 18 et la peau 20 de manière que le matériau moussant pénètre dans la zone correspondant à la barre 52 par les deux extrémités, comme illustré par les flèches F.

L'excroissance 10 est prévue le long de la barre 52 au point de rencontre des fronts de mousse pénétrant à chaque extrémité de la barre 52. Le procédé de fabrication n'est pas limité à la formation d'une unique excroissance dans une cavité de dégazage en piégeant une bulle dans la cavité de dégazage. Bien entendu, il est possible de prévoir plusieurs cavités de dégazage réparties sur l'élément en mousse à fabriquer en des endroits choisis en fonction de la propagation du matériau moussant dans la cavité de moulage 2 lors du moussage. Ceci dépend de la forme de l'élément en mousse et du nombre et de la position des points d'introduction de matériau moussant dans la cavité de moulage. L'invention s'applique en particulier à un article moussé comprenant en superposition une armature rigide, une couche de mousse recouvrant l'armature et une peau d'aspect recouvrant la couche de mousse pour conférer un toucher souple à l'article moussé. L'invention n'est pas limitée à ce type d'article et concerne également la fabrication d'un élément en mousse individuellement.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1.- Procédé de fabrication d'un article comprenant un élément en mousse (12), dans lequel on introduit un matériau moussant (8) dans une cavité de moulage (2) ayant la forme de l'élément en mousse (12) à fabriquer, la cavité de moulage communiquant avec une cavité de dégazage (4) par une ouverture (6), et on fait mousser le matériau moussant pour former l'élément en mousse (12), de sorte que la mousse remplit la cavité de moulage (2) et s'écoule dans la cavité de dégazage (4) en formant une excroissance (10) en saillie de l'élément en mousse (12), dans lequel on maintient la cavité de dégazage borgne au moins pendant une phase finale du moussage de sorte que la mousse se forme dans la cavité de dégazage (4) en piégeant une bulle (14) de gaz dans la cavité de dégazage (4).
2. 2.- Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans laquelle l'ouverture (6) définit un étranglement entre la cavité de dégazage (4) et la cavité de moulage (2).
3. 3.- Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on forme une cavité de dégazage (4) borgne en permanence pendant le moussage.
4. 4.- Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on forme une cavité de dégazage (4) communiquant avec l'extérieur par un évent de dégazage (32) piloté,et dans lequel on ouvre l'évent de dégazage (32) pendant une phase initiale du moussage puis on ferme l'évent de dégazage (32) pendant une phase finale du moussage de manière à maintenir la cavité de dégazage (4) borgne pendant la phase finale.
5. 5.- Procédé de moulage selon la revendication 4, dans lequel on ferme l'évent de dégazage (32) après une durée déterminée à compter du début du moussage.
6. 6.- Procédé de moulage selon la revendication 5, dans lequel on ferme l'évent une fois que la mousse pénètre dans la cavité de dégazage.
7. 7.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'article comprend un premier élément (18), l'élément en mousse (12) étant moulé sur le premier élément (18), la cavité de dégazage (4) étant définie à l'intérieur du moule au moins en partie par le premier élément (18).
8. 8.- Procédé de moulage selon la revendication 7, dans lequel l'article comprend un deuxième élément (20), l'élément en mousse (12) étant moulé entre le premier élément (18) et le deuxième élément (20) définissant entre eux la cavité de moulage (2), la cavité de dégazage (4) étant délimitée entre le premier élément (18) et le deuxième élément (20).
9. 9.- Procédé de moulage selon la revendication 8, dans lequel la cavité de dégazage (4) est délimitée par des nervures d'étanchéité (28) en saillie du premier élément (18) contre lesquelles le deuxième élément (20) vient en contact étanche.
10. 10.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9 dans lequel on définit un évent de dégazage (32) de la cavité de dégazage (4) entre le premier élément (18) et le deuxième élément (20), et on ferme l'évent de dégazage (32) en pinçant le premier élément (18) et le deuxième élément (20) l'un contre l'autre.
11. 11.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le premier élément est une armature (18) rigide et le deuxième élément et une peau (20) d'aspect flexible, l'élément en mousse (12) formant une couche de mousse interposée entre l'armature (18) et la peau (20).
12. 12.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'article est un panneau (40) d'habillage intérieur de véhicule, notamment un panneau d'habillage de planche de bord de véhicule.