FR3123827A1 - Pièce stratifiée pour thermoformage - Google Patents

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Philippe REMENIERAS
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Plastisoft
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Abstract

Pièce stratifiée comprenant au moins les couches de matériaux suivants, empilées dans cet ordre :-une couche de polymère thermoplastique de densité allant de 0,5 à 1,5 ;-une première couche d’un premier adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60°C à 170°C, de préférence de 90°C à 130°C,-une couche de garnissage de densité allant de 11 kg/m3 à 200 kg/m3, de préférence de 30 kg/m3 à 90 kg/m3 en un matériau choisi parmi les matériaux fibreux et les matériaux cellulaires,- une deuxième couche d’un deuxième adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60 °C à 170°C, de préférence de 90°C à 130°C,-une couche de textile de grammage compris entre 30g/m2 et 1500 g/m2 , procédé de préparation de cette pièce et utilisation pour la fabrication d’éléments d’habillage pour véhicules, aménagement intérieur. Figure à publier avec l’abrégé : aucune

Description

Pièce stratifiée pour thermoformage
L’invention concerne le domaine des éléments d’habillage notamment pour véhicules pour le marché du transport tels que par exemple les tableaux de bord, les éléments d’habillage intérieurs ; pour le marché du bâtiment notamment l’aménagement intérieur, l’ameublement ; pour la bagagerie notamment les surfaces internes des articles de bagagerie.
Plus particulièrement l’invention concerne la fabrication d’articles relativement rigides et présentant une surface d’aspect particulier tel qu’un toucher doux conféré par un tissu ou tout autre revêtement comme un tissu enduit, étanche, lavable ou encore tout matériau compatible avec ladite technologie. La surface décorative peut présenter une résistance à la compression modérée et une résilience afin de lui conférer un toucher doux et confortable « soft touch » en anglais.
Typiquement de tels articles d’habillage sont réalisés par injection. En effet, cette technologie présente l’avantage de permettre la fabrication de pièces de forme complexe à une cadence rapide, cependant les coûts liés à la mise en œuvre des procédés par injection peuvent être rédhibitoires notamment lorsque l’objectif est la fabrication d’éléments en petite ou moyenne série.
Le thermoformage est un procédé plus simple et moins onéreux que l’injection, cependant les contraintes liées à la mise en œuvre des procédés de thermoformage font qu’ils ne semblaient pas appropriés pour la mise en forme de pièces multicouches hétérogènes. En outre le thermoformage ne permet pas toujours de réaliser des pièces à la fois complexes et de grandes dimensions.
En particulier un des problèmes à l’origine de l’invention était la difficulté à assembler des éléments sous forme de couches très hétérogènes, en vue d’obtenir un assemblage apte à être traité par thermoformage pour conduire à un article fini stable dans le temps.
La demande de brevet FR 3 079 448 A1 décrit déjà des pièces stratifiées néanmoins ces pièces ne comprennent pas les mêmes couches que les pièces stratifiées selon la présente invention, en outre les articles finis décrits dans ce document de l’art antérieur ne sont pas fabriqués par un procédé de thermoformage de ladite pièce stratifiée.
De manière surprenante et avantageuse, les inventeurs ont mis en œuvre une pièce multicouche particulière apte à être utilisée pour la fabrication, par thermoformage, d’un élément d’habillage répondant aux exigences structurelles à la base de l’invention en particulier comprenant un élément de garnissage et une surface au toucher doux ou décoratif.
Un premier objet de l’invention vise une pièce stratifiée comprenant au moins les couches de matériaux suivants, empilées dans cet ordre :
-une couche de polymère thermoplastique de densité allant de 0,5 à 1,5 ;
-une première couche d’un premier adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60°C à 170°C, de préférence de 90°C à 130°C,
-une couche de garnissage de densité allant de 11 kg/m3à 200 kg/m3, de préférence de 30 kg/m3à 90 kg/m3en un matériau choisi parmi les matériaux fibreux et les matériaux cellulaires,
- une deuxième couche d’un deuxième adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60 °C à 170°C, de préférence de 90°C à 130°C,
-une couche de textile de grammage compris entre 30g/m2et 1500 g/m2.
Ladite pièce est apte à être utilisée dans un procédé de thermoformage.
La pièce stratifiée selon l’invention comprend notamment une couche de garnissage en un matériau choisi parmi les matériaux fibreux et les matériaux cellulaires située à proximité d’une couche de thermoplastique, or ces couches sont généralement isolantes. Ces couches isolantes constituent des couches barrières étanches qui empêchent le transfert de la chaleur/des calories à travers le garnissage vers l’intérieur de la pièce. De manière surprenante, il a été montré qu’un adhésif thermofusible pouvait être avantageusement utilisé pour assembler les couches de la pièce stratifiée de manière cohésive et sans incidence sur la surface extérieure de la couche textile en particulier sans défauts d’aspect de ladite surface.
La pièce stratifiée selon l’invention présente en outre l’avantage de pouvoir être moulée par thermoformage c’est-à-dire que sa structure permet un glissement adéquat des différentes couches lors du formage dans un moule sans pertes de cohésion de sa structure générale notamment dans délaminage de couches.
La pièce finale obtenue par thermoformage de la pièce stratifiée selon l’invention est stable dans le temps dans des conditions normales d’utilisation notamment en termes d’exposition à la chaleur et aux UV.
Un deuxième objet de l’invention vise un procédé de fabrication de la pièce stratifiée selon l’invention comprenant au moins les étapes suivantes :
-une étape de collage, au moyen du premier adhésif thermofusible, de la première face de la couche de matériau de garnissage sur une face de la couche de polymère thermoplastique,
-une étape de collage, au moyen du deuxième adhésif thermofusible, d’une face de la couche de textile sur la deuxième face de la couche de matériau de garnissage.
Le procédé selon la présente invention permet de fabriquer des pièces de grandes dimensions, en effet des pièces de surface allant jusqu’à 3,5 m X 2,5 m peuvent été réalisées.
Un troisième objet de l’invention vise les utilisations de la pièce selon l’invention dans ou pour la fabrication d’un élément d’habillage pour véhicules pour le marché du transport tels que par exemple les tableaux de bord, les éléments d’habillage intérieurs, pour le marché du bâtiment notamment l’aménagement intérieur, l’ameublement, pour la bagagerie notamment les surfaces internes des articles de bagagerie.
L’invention porte également sur les variantes suivantes. L’homme du métier comprendra que chacune des caractéristiques des variantes suivantes peut être combinée indépendamment aux caractéristiques ci-dessus, sans pour autant constituer une généralisation intermédiaire.
Selon une mise en œuvre, le matériau de garnissage est choisi parmi les mousses de polyoléfines, les fibres de polyester, les feutres de coton, les mousses de mélamine, les mousses de polyuréthane, de préférence il est choisi parmi les mousses de polyéthylène réticulées (PER) de densité allant de 30 kg/m3à 90 kg/m3.
Selon une mise en œuvre, les premier et deuxième adhésifs thermofusibles, identiques ou différents, sont choisis parmi les copolyamides, les copolyesters, les polyuréthanes (PU), les polyéthylènes (PE) et l’éthyléne vinyle acétate (EVA), de préférence choisi parmi les copolyamides.
Selon une mise en œuvre, la couche de polymère thermoplastique est une couche en un matériau choisi parmi l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), le polystyrène (PS), le poly(méthacrylate de méthyle (PMMA), le polyéthylène (PE), polypropylène (PP) et le polychlorure de vinyle (PVC).
Selon une mise en œuvre, la couche de polymère thermoplastique est telle que sa face au contact avec le premier adhésif thermofusible présente des aspérités notamment un grainage.
Selon une mise en œuvre, la couche textile présente des élongations selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 200 % quelle que soit la norme appliquée.
D éfinitions
Par « pièce stratifiée » on entend un objet présentant plusieurs couches superposées et assemblées entre elles.
Dans le présent texte, les intervalles sont définis de façon abrégée afin d’éviter de décrire chacune des valeurs et toutes les valeurs de cet intervalle, cependant toute valeur appropriée dans l’intervalle peut être choisie comme la valeur supérieure, la valeur inférieure ou les valeurs terminales de l’intervalle. Un intervalle défini comme étant « compris entre la valeur A et la valeur B » inclut les valeurs A et B et est donc équivalent à un intervalle « allant de la valeur A à la valeur B ». En outre, l’expression « au moins » comprend la valeur énoncée après, par exemple, « au moins 5 % » doit être compris comme comprenant également « 5 % ». L’expression « un maximum de » comprend la valeur énoncée après, par exemple, « un maximum de 5 % » doit être compris comme comprenant également « 5 % ».
En outre, dans le présent texte, les valeurs mesurables, telles qu’une quantité, doivent être comprises comme comprenant les écarts types qui peuvent être facilement déterminés par l’homme du métier dans le domaine technique de référence.
Dans le présent texte, la forme au singulier d’un mot comprend le pluriel et inversement, sauf si le contexte indique clairement le contraire. Ainsi, les références « un », « une » et « le/la » comprennent généralement les pluriels des termes respectifs.
De manière générale, les pièces stratifiées selon la présente invention présentent une épaisseur allant de 1 mm à 30 mm.
De manière générale, les pièces stratifiées selon la présente invention présentent une surface présentant un premier côté allant de 0,05 m à 3,5 m et un deuxième côté allant de 0,05 m à 2,5 m.

Claims (13)

  1. Pièce stratifiée comprenant au moins les couches de matériaux suivants, empilées dans cet ordre :
    -une couche de polymère thermoplastique de densité allant de 0,5 à 1,5 ;
    -une première couche d’un premier adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60°C à 170°C, de préférence de 90°C à 130°C,
    -une couche de garnissage de densité allant de 11 kg/m3à 200 kg/m3, de préférence de 30 kg/m3à 90 kg/m3 en un matériau choisi parmi les matériaux fibreux et les matériaux cellulaires,
    - une deuxième couche d’un deuxième adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60 °C à 170°C, de préférence de 90°C à 130°C,
    -une couche de textile de grammage compris entre 30g/m2et 1500 g/m2.
  2. Pièce stratifiée selon la revendication 1 dans laquelle le matériau de garnissage est choisi parmi les mousses de polyoléfines, les fibres de polyester, les feutres de coton, les mousses de mélamine, les mousses de polyuréthane.
  3. Pièce stratifiée selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle le matériau de garnissage est choisi parmi les mousses de polyéthylène réticulées de densité allant de 30 kg/m3à 90 kg/m3.
  4. Pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle les premier et deuxième adhésifs thermofusibles, identiques ou différents, sont choisis parmi les copolyamides, les copolyesters, les polyuréthanes, les polyéthylènes et l’éthyléne vinyle acétate, de préférence choisis parmi les copolyamides.
  5. Pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle la couche de polymère thermoplastique est une couche en un matériau choisi parmi l’acrylonitrile butadiène styrène, le polystyrène, le poly(méthacrylate de méthyle), le polyéthylène, polypropylène et le polychlorure de vinyle.
  6. Pièce stratifiée selon la revendication 5 dans laquelle la couche de polymère thermoplastique est telle que sa face au contact avec le premier adhésif thermofusible présente des aspérités notamment un grainage.
  7. Pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la couche textile présente des élongations selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 200 %.
  8. Pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans laquelle la couche textile est un tissu maillé présentant des élongations à 35 N selon ses deux directions principales comprises entre 10 et 200 % selon la norme ISO 13934-1 de 2013 et un grammage compris entre 50 et 500 g/m².
  9. Pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans laquelle la couche textile est un tissu enduit plastique, avec ou sans enduction, présentant des élongations à 35 N selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 50 % selon la norme ISO 13934-1 de 2013 et un grammage compris entre 250 et 1500 g/m².
  10. Pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans laquelle la couche textile est un non-tissé présentant des élongations selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 100 % selon la norme ISO 9073-3 de décembre 1992 et un grammage compris entre 30 et 500 g.
  11. Procédé de fabrication de la pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes suivantes :
    -une étape de collage, au moyen du premier adhésif thermofusible, de la première face de la couche de matériau de garnissage sur une face de la couche de polymère thermoplastique,
    -une étape de collage, au moyen du deuxième adhésif thermofusible, d’une face de la couche de textile sur la deuxième face de la couche de matériau de garnissage.
  12. Procédé de fabrication de la pièce stratifiée selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’étape de collage de la couche de matériau de garnissage sur la couche de polymère thermoplastique est effectuée selon les étapes suivantes :
    -une étape de dépôt de premier adhésif thermofusible sur une face de la couche de polymère thermoplastique,
    -une étape de dépôt de premier adhésif sur la première face de la couche de matériau de garnissage ;
    -ces deux étapes étant suivies d’une étape de mise en contact de l’adhésif thermofusible déposé sur la couche de polymère thermoplastique avec l’adhésif thermofusible déposé sur la couche de matériau de garnissage.
  13. Utilisation de la pièce stratifiée selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 ou obtenue suivant le procédé de fabrication selon la revendication 11 ou 12 dans ou pour la fabrication d’un élément d’habillage pour véhicules pour le marché du transport tels que par exemple les tableaux de bord, les éléments d’habillage intérieurs, pour le marché du bâtiment notamment l’aménagement intérieur, l’ameublement, pour la bagagerie notamment les surfaces internes des articles de bagagerie.
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