FR3069824B1

FR3069824B1 - Panneau d'etancheite et d'insonorisation pour vehicule

Info

Publication number: FR3069824B1
Application number: FR1757442A
Authority: FR
Inventors: Herve Durand
Original assignee: Adhex Technologies SAS
Current assignee: Adhex Technologies SAS
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-08-16
Anticipated expiration: 2037-08-02
Also published as: FR3069824A1

Abstract

La présente invention concerne un panneau d'étanchéité et d'insonorisation pour véhicule permettant d'améliorer le confort acoustique des véhicules tels que les véhicules automobiles ou similaire, comprenant au moins une paroi d'étanchéité dont le bord périphérique est apte à être disposé de manière étanche contre une structure du véhicule, et au moins une plaque en matériau insonorisant solidarisée sur l'une des faces de la paroi au moyen d'une couche adhésive ; ledit panneau est remarquable en ce que ladite couche adhésive est obtenue dans un adhésif sensible à la pression dit PSA en phase solvant à base de caoutchouc naturel non vulcanisé de viscosité Mooney comprise entre 30 et 80 points Mooney à une température de 100°C,, ledit adhésif présentant un pouvoir adhésif supérieur à 3.5 N/cm à température ambiante.

Description

Panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule

Domaine technique

La présente invention concerne un panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule permettant d’améliorer le confort acoustique des véhicules tels que les véhicules automobiles par exemple, ainsi que son procédé de fabrication.

Etat de la technique

Il est bien connu que, dans le domaine de l'automobile notamment, les constructeurs cherchent à améliorer l’insonorisation de l’habitacle en plaçant des panneaux d’insonorisation afin d’atténuer les bruits extérieurs et d’améliorer l’acoustique des haut-parleurs qui sont usuellement fixés sur la face interne du panneau de garnissage des portes. On notera que ce type de panneau assure également une fonction d’étanchéité des intérieurs des portes afin d’éviter que des eaux pluviales et de la saleté ne pénètre à l’intérieur de l’habitacle.

Ainsi, il est usuel de positionner un panneau d’insonorisation entre la doublure métallique interne du caisson de chaque porte et le panneau interne de garnissage de cette dernière. Ces panneaux d’insonorisation sont généralement constitués d’une plaque obtenue dans un matériau polymère, éventuellement apte à être thermoformé pour s’adapter à la forme de la doublure métallique interne du caisson de la porte, et sont solidarisés à ladite doublure métallique interne du caisson de la porte au moyen d’un cordon d’un adhésif sensible à la pression déposé à la périphérie desdits panneaux. Ces panneaux d’insonorisation en matériau polymère permettent de supprimer, ou à tout le moins d’atténuer, les bruits extérieurs et à améliorer la qualité des sources émettrices telles que les haut-parleurs ; toutefois, ces panneaux sont également la source de vibrations qui se traduisent par un bourdonnement perceptible dans l’habitacle.

Afin de remédier à cet inconvénient, on a déjà imaginé des panneaux d’étanchéité et d’insonorisation plus épais et/ou plus dense. C’est, le cas notamment du document FR 2 881 086 et du document US 7 055 887.

Le document FR 2 881 086 décrit un panneau d’étanchéité et d’insonorisation acoustique en polyéthylène téréphtalate, communément appelé PET, cristallisé qui présente a une masse volumique supérieure à 100 kg/m . Le polyéthylène téréphtalate cristallisé ayant une bonne stabilité dimensionnelle en température, i.e. que les panneaux se dilatent peu en cas de forte variation de la température en raison des variations climatiques, les panneaux obtenus dans ce matériau ont l’avantage de ne pas se décoller sur certaines parties.

Toutefois, le décollement des panneaux n’est, pas uniquement induit par la déformation des panneaux lors des variations de température mais également par les propriétés physiques de la colle utilisée pour fixer les panneaux à la doublure métallique interne du caisson de la porte. Par ailleurs, cette solution ne permet pas de supprimer le bourdonnement procuré par le panneau lui-même.

Le document US 7 055 887 décrit un panneau d’étanchéité et d’insonorisation dont la rigidité est augmentée et dont le périmètre d’étanchéité est amélioré. Ledit panneau est constitué d’une couche dite inter-polymérique et d’une couche polymérique qui est positionnée au droit de la doublure métallique interne du caisson de la porte et qui est composée de polyéthylène haute densité dont le pourcentage élevé d’élongation permet, par un procédé de thermoformage, la formation de nervures en relief adjacentes à la périphérie du panneau. Lesdites nervures permettent de raidir le panneau et d’améliorer son étanchéité au niveau de la doublure métallique interne du caisson. Lesdits panneaux comportent également des formes embouties en relief contigües aux nervures afin de répartir la pression d’appui le long de toute la nervure en relief.

Ce type de panneau ne présente une rigidité accrue qu’à sa périphérie de sorte que le reste de la surface du panneau continue d’émettre des vibrations à l’origine de distorsions acoustiques des haut-parleurs.

Afin de pallier ces inconvénients, la demanderesse a développé, et déposé une demande de brevet français FR 1751742, un panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour porte de véhicule automobile. Ledit panneau comprend une paroi d’étanchéité avec un bord périphérique apte à être disposé de manière étanche contre la doublure de la porte de manière à fermer le caisson de la porte et au moins une plaque en matériau insonorisant disposé contre la paroi. Ladite paroi d’étanchéité est en matière plastique thermoformée et présente une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm. Les plaques en matériau insonorisant présentent une masse surfacique supérieure à 2 kg/m , de préférence obtenues dans un matériau bitumeux tel que de l’IFF selon l’acronyme « Insonorisant en Feuille Fusible », et sont fixées sur la paroi d’étanchéité par collage au moyen de bandes adhésives double face.

Toutefois, ces panneaux étant soumis à des conditions de variation de température et d’humidité, les plaques en matériau insonorisant ont tendance à se décoller rendant lesdits panneaux inefficaces. Accessoirement, ces panneaux sont généralement stockés par empilement de sorte que les plaques en matériau insonorisant, obtenues dans un matériau bitumeux, collent à la face inférieure du panneau supérieur provoquant un amalgame des panneaux qui nuit à leurs manipulations sur les chaînes de montage.

Divulguation de l’invention L’un des buts de l’invention est donc de remédier à au moins un de ces inconvénients en proposant un panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule et un procédé de fabrication dudit panneau d’insonorisation de conception simple et peu onéreuse, présentant une bonne tenue aux variations de température et d’humidité afin d’éviter tout décollement des plaques en matériau bitumeux sous l’effet des vibrations. A cet effet et conformément à l’invention, il est proposé un panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule permettant d’améliorer le confort acoustique des véhicules tels que les véhicules automobiles ou similaire, comprenant au moins une paroi d’étanchéité dont le bord périphérique est apte à être disposé de manière étanche contre une structure du véhicule, et au moins une plaque en matériau insonorisant solidarisée sur l’une des faces de la paroi au moyen d’une couche adhésive ; ledit panneau est remarquable en ce que ladite couche adhésive est obtenue dans un adhésif sensible à la pression dit PSA en phase solvant à base de caoutchouc naturel non vulcanisé de viscosité Mooney comprise entre 30 et 80 points Mooney à une température de 100°C, ledit adhésif présentant un pouvoir adhésif supérieur à 3.5 N/cm à température ambiante.

De manière particulièrement avantageuse, ledit adhésif présente une déformation en _2 fluage inférieure à 1 mm pour une durée supérieure à 24 heures pour une charge de 100 g.crri à une température de 85°C.

Selon un premier mode de réalisation, ledit adhésif consiste en un adhésif sensible à la pression dit PSA en phase solvant à base de caoutchouc naturel non vulcanisé de viscosité Mooney comprise entre 30 et 80 points Mooney à une température de 100°C, mélangé avec des élastomères de synthèse triblocs, des plastifiants et des résines tackifiantes.

Lesdits élastomères de synthèse triblocs consistent en des copolymères triblocs de polystyrène-poly(éthylène-propylène)-polystyrène (SEPS) et/ou des copolymères triblocs de polystyrène-b-polyisoprène-b-polystyrène (SIS) et/ou des copolymères triblocs de polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène (SEBS) et/ou des copolymères triblocs de polystyrène-b-polybutadiène-b-polystyrène (SBS) et/ou des copolymères triblocs polystyrène-b-poly(éthylène-éthylène/propylène)-b-polystyrène (SEEPS).

Lesdits plastifiants consistent en des huiles naphténiques et/ou en des huiles adipate tels que le bis(2-éthylhexyl) adipate (DOA).

Lesdites résines tackifiantes consistent en des résines hydrocarbonées aliphatiques en C5 et/ou des résines hydrocarbonées aromatiques en C9 et/ou des résines de colophane hydrogéné et estérifié au pentaérythritol.

Par ailleurs, ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une matière plastique thermoformée et présente une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm.

De préférence, ladite paroi d’étanchéité présente une tension de surface inférieure à 35 J.m"2.

Ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une matière plastique présentant une masse volumique inférieure à 0,5 g.cm’3.

De plus, ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une matière plastique présentant un 2 module de Young compris entre 4 et 30 N/mm .

De préférence, ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une mousse polyéthylène à cellules fermées réticulée physiquement.

Par ailleurs, la ou les plaques en matériau insonorisant présentent une masse volumique -3 supérieure à 2 g.cm" et sont, de préférence, obtenues dans un matériau bitumeux dit IFF selon l’acronyme « Insonorisant en Feuille Fusible » comprenant du bitume, au moins une charge minérale tel que du carbonate de calcium et/ou de l’oxyde de calcium et/ou similaire, et au moins un polymère.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, la face libre de la ou des plaques en matériau insonorisant est recouverte en tout ou partie d’une peinture anti-collante afin que les plaques en matériau insonorisant, obtenues dans un matériau bitumeux, ne collent à la face inférieure du panneau supérieur provoquant un amalgame des panneaux qui nuit à leurs manipulations sur les chaînes de montage.

Ladite peinture anti-collante est composée de résines, de pigments et de charges minérales dispersées dans de l’eau.

Brève description des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, d’un panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule suivant l'invention, à partir des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face d’un panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule suivant l'invention, - la figure 2 est une vue en élévation d’un panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule suivant l'invention.

Mode de réalisation de l’invention

Par souci de clarté, dans la suite de la description, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. Les termes « extérieur » et « intérieur » s’entendent par rapport à l’habitacle du véhicule. De plus, les diverses vues ne sont pas nécessairement tracées à l’échelle.

On décrira ci-après un panneau d’étanchéité et d’insonorisation d’un véhicule automobile et plus particulièrement d’une porte de voiture ; toutefois, il est bien évident que le panneau d’étanchéité et d’insonorisation suivant l’invention pourra être utilisé pour tout type de véhicule sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

En référence aux figures 1 et 2, le panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1 suivant l’invention est constitué d’une paroi d’étanchéité 2 et d’au moins une plaque en matériau insonorisant 3. Dans cet exemple particulier de réalisation, le panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1 comporte trois plaques en matériau insonorisant 3 ; toutefois, il est bien évident que ledit panneau 1 pourra comprendre un nombre quelconque de plaques en matériau insonorisant 3 sans pour autant sortir du cadre de l’invention. La paroi d’étanchéité 2 présente un bord périphérique 4 qui est apte à être disposé de façon étanche contre une doublure de la porte, notamment la doublure métallique interne du caisson, de manière à obturer cette partie inférieure de la porte, non représentée sur les figures. Les plaques en matériau insonorisant 3 sont collées contre la paroi d’étanchéité 2 comme il sera détaillé un peu plus loin.

Ladite paroi d’étanchéité 2 est obtenue dans une matière plastique et présente une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm ainsi qu’une énergie de surface, également appelée _2 tension superficielle, inférieure à 35 J.rri . Elle peut être notamment thermoformée pour s’adapter aux différents équipements fixés sur la face externe du panneau interne de garnissage, dont notamment le ou les haut-parleurs, et forme ainsi des creux et des reliefs. Par ailleurs, ladite paroi d’étanchéité 2 est obtenue dans une matière plastique présentant une _0 masse volumique inférieure à 0,5 g.cm’ et un module de Young compris entre 4 et 30 N/mm . De préférence, ladite paroi d’étanchéité 2 est obtenue dans une mousse polyéthylène à cellules fermées réticulée physiquement. Par exemple, la paroi d’étanchéité 2 est obtenue dans des panneaux de mousse commercialisés par la société Sekisui Alvéo sous la référence Alveolen NE FFA 03 02.7 et présente une épaisseur de 2,7 mm, une masse volumique de 0,37 -3 2 g.crri , un grammage surfacique de 1000 g/m et un module de Young compris entre 5 et 18 N/mm2 selon la norme D41 1009.

Par ailleurs, les plaques en matériau insonorisant 3 présentent une masse volumique supérieure à 2 g.cm" et sont, de préférence, obtenues dans un matériau bitumeux dit IFF selon l’acronyme « Insonorisant en Feuille Fusible » comprenant du bitume, au moins une charge minérale tel que du carbonate de calcium et/ou de l’oxyde de calcium et/ou similaire, et au moins un polymère. Ce matériau est connu de l’état de l’art pour amortir les vibrations liées à une structure de base, comme par exemple le plancher, le tunnel, et le toit des véhicules automobiles. Les plaques en matériau insonorisant 3 de la présente invention présente une épaisseur supérieure à 2 mm et/ou inférieure à 5 mm. Afin de supprimer par amortissement les vibrations du panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1, une ou plusieurs plaques 3 peuvent être collées contre le panneau d’étanchéité 2 sur une de ses faces intérieure et/ou extérieure. Le collage des plaques en matériau insonorisant 3 est effectué sur une seule face de cette plaque 3, la surface extérieure de cette plaque 3 restant donc « libre ».

Les plaques en matériau insonorisant 3 sont solidarisées sur l’une des faces de la paroi au moyen d’une couche adhésive, représentée sur la figure 2 sous forme de bandes 4. Ladite couche adhésive est obtenue dans un adhésif sensible à la pression dit PSA en phase solvant à base de caoutchouc naturel non vulcanisé de viscosité Mooney comprise entre 30 et 80 points Mooney à une température de 100°C, mélangé avec des élastomères de synthèse triblocs, des plastifiants et des résines tackifiantes, ledit adhésif présentant un pouvoir adhésif supérieur à 3.5 N/cm à température ambiante.

Ladite couche adhésive présente une épaisseur comprise entre 25 pm et 130 pm, préférentiellement comprise entre 55 pm et 80 pm.

Par ailleurs, de manière particulièrement avantageuse, ledit adhésif présente une déformation en fluage inférieure à 1 mm pour une durée supérieure à 24 heures pour une _2 charge de 100 g.cm’ à une température de 85°C.

Lesdits plastifiants consistent en des huiles naphténiques et/ou en des huiles adipates tels que le bis(2-éthylhexyl) adipate (DOA).

Lesdites résines tackifiantes consistent en des résines hydrocarbonées aliphatiques en C5 et/ou des résines hydrocarbonés aromatiques en C9 et/ou des résines de colophane hydrogéné et estérifié au pentaérythritol.

Selon un mode préférentiel de réalisation, ledit adhésif est composé d’un mélange de caoutchouc naturel non vulcanisé SMR CV60 (50 parts en masse), malaxé et granulé pour obtenir une viscosité Mooney égale à 55 points Mooney à une température de 100°C, mélangé avec l’élastomère de synthèse tribloc Vector 4113A (50 parts en masse), le plastifiant Edelex N956 (20 parts en masse) et les résines tackifiantes Piccotac 1100E (85 parts en masse) et Picco AR100 (40 parts en masse). Des agents stabilisants et anti-oxidants tels l’Irganox 1010 et/ou le Perkacit ZDBC peuvent être rajoutés dans des proportions variant de 0.5 parts à 2.5 parts en masse. Tous les composants sont dissous et malaxés dans un mélange de solvants organiques tels le toluène et l’hexane. La viscosité de cette masse adhésive à base élastomère en phase solvant est ajustée entre 10000 mPas et 70000 mPas par rajout éventuel des solvants. Après enduction à la racle et séchage dans des fours, ladite masse adhésive sèche présente une épaisseur de 75 g/m . Son pouvoir adhésif mesuré sur plaque d’acier ou plaque de polyéthylène est supérieur à 5 N/cm.

Ainsi, le panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1 obtenu par l’assemblage des plaques IFF 3 sur la paroi d’étanchéité 2 est ensuite collé sur la doublure métallique interne du caisson à l’aide habituellement d’un cordon de colle disposé à la périphérie du panneau 1 et, éventuellement, avec quelques points de colle réparties uniformément sur la face externe de la paroi d’étanchéité 2 notamment sur les parties en relief et les parties planes. Ensuite un panneau interne de garnissage, est fixé par clipsage sur l’autre face du panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1. Le panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1 se trouve ainsi inséré entre la tôle du caisson et le panneau de finition.

Les vibrations de la flexion du panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1 produisent des déformations au sein des plaques IFF 3, ce qui provoque un amortissement des vibrations par dissipation d’énergie. L’avantage de cette plaque en matériau insonorisant 3 réside donc en ce que le matériau amortissant joue également par sa masse et le surcroît de raideur qu’il apporte à la paroi d’étanchéité 2. En conséquence il résulte qu’il n’y a pas lieu d’avoir d’autres éléments supplémentaires pour assurer la rigidité du panneau d’étanchéité et d’insonorisation 1 de la porte. L’amortissement des vibrations du panneau 1 supprime donc le bourdonnement perçu et la distorsion des haut-parleurs, d’autant plus que la plaque en matériau insonorisant 3 est disposée aussi en vis-à-vis des haut-parleurs.

La colle utilisée suivant l’invention permet d’éviter le décollement des plaques en matériau insonorisant 3 des parois d’étanchéité 2 lorsque le véhicule, et in fine le panneau d’étanchéité 1, est soumis à de fortes variations de température et d’humidité, et à des vibrations.

Par ailleurs, la face libre de la ou des plaques en matériau insonorisant 3 est avantageusement recouverte en tout ou partie d’une peinture anti-collante afin que les plaques en matériau insonorisant 3, obtenues dans un matériau bitumeux, ne collent à la face inférieure du panneau supérieur provoquant un amalgame des panneaux qui nuit à leurs manipulations sur les chaînes de montage. Ladite peinture anti-collante est, par exemple, composée de résines, de pigments et de charges minérales dispersées dans de l’eau.

Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Panneau d’étanchéité et d’insonorisation pour véhicule permettant d’améliorer le confort acoustique des véhicules tels que les véhicules automobiles ou similaire, comprenant au moins une paroi d’étanchéité dont le bord périphérique est apte à être disposé de manière étanche contre une structure du véhicule, et au moins une plaque en matériau insonorisant solidarisée sur l’une des faces de la paroi au moyen d’une couche adhésive, caractérisé en ce que ladite couche adhésive est obtenue dans un adhésif sensible à la pression dit PSA en phase solvant à base de caoutchouc naturel non vulcanisé de viscosité Mooney comprise entre 30 et 80 points Mooney à une température de 100°C, ledit adhésif présentant un pouvoir adhésif supérieur à 3.5 N/cm à température ambiante.
2. Panneau suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ledit adhésif présente une déformation en fluage inférieure à 1 mm pour une durée supérieure à 24 heures pour une _2 charge de 100 g.crri à une température de 85°C.
3. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit adhésif consiste en un adhésif sensible à la pression dit PSA en phase solvant à base de caoutchouc naturel non vulcanisé de viscosité Mooney supérieure à 50 points Mooney à une température de 100°C, mélangé avec des élastomères de synthèse triblocs, des plastifiants et des résines tackifiantes.
4. Panneau suivant la revendication 3 caractérisé en ce que les élastomères de synthèse triblocs consistent en des copolymères triblocs de polystyrène-poly(éthylène-propylène)-polystyrène (SEPS) et/ou des copolymères triblocs de polystyrène-b-polyisoprène-b-polystyrène (SIS) et/ou des copolymères triblocs de polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène (SEBS) et/ou des copolymères triblocs de polystyrène-b-polybutadiène-b-polystyrène (SBS) et/ou des copolymères triblocs polystyrène-b-poly(éthylène-éthylène/propylène)-b-polystyrène (SEEPS).
5. Panneau suivant la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que lesdits plastifiants consistent en des huiles naphténiques et/ou en des huiles adipate tels que le bis(2-éthylhexyl) adipate (DOA)
6. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que lesdites résines tackifiantes consistent en des résines hydrocarbonées aliphatiques en C5 et/ou des résines hydrocarbonées aromatiques en C9 et/ou des résines de colophane hydrogéné et estérifié au pentaérythritol
7. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une matière plastique tliermoformée et présente une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm.
8. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ladite _2 paroi d’étanchéité présente une tension de surface inférieure à 35 J.m’ .
9. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une matière plastique présentant une masse volumique inférieure à 0.5 g.cm’3.
10. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une matière plastique présentant un module de Young 2 compris entre 4 et 30 N/mm .
11. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 7 à 10 caractérisé en ce que ladite paroi d’étanchéité est obtenue dans une mousse polyéthylène à cellules fermées réticulée physiquement.
12. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que la ou les plaques en matériau insonorisant présentent une masse volumique supérieure à 2 g.crri 3
13. Panneau suivant la revendication 12 caractérisé en ce que la ou les plaques en matériau insonorisant sont obtenues dans un matériau bitumeux dit IFF selon l’acronyme « Insonorisant en Feuille Fusible » comprenant du bitume, au moins une charge minérale tel que du carbonate de calcium et/ou de l’oxyde de calcium et/ou similaire, et au moins un polymère.
14. Panneau suivant l’une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que la face libre de la ou des plaques en matériau insonorisant est recouverte en tout ou partie d’une peinture anti-collante.
15. Panneau suivant la revendication 14 caractérisé en ce que ladite peinture anti-collante est composée de résines, de pigments et de charges minérales dispersées dans de l’eau.