FR3140317A1 - Siège de véhicule comprenant une matelassure formée d’un enchevêtrement irrégulier des fibres continues thermoplastiques - Google Patents

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Abstract

La présente divulgation est relative à un procédé de fabrication d’une matelassure de siège comprenant les étapes suivantes :- fourniture d’une pièce (3) comprenant un enchevêtrement 3D de fibres (5) continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles, - fourniture d’un revêtement (R) apte à conduire la chaleur. Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

Siège de véhicule comprenant une matelassure formée d’un enchevêtrement irrégulier des fibres continues thermoplastiques
La présente divulgation est relative à un procédé de fabrication d’un siège chauffant pour véhicule automobile, et le siège obtenu par ledit procédé de fabrication.
La présente divulgation relève du domaine des sièges de véhicules automobiles qui comprennent une structure métallique, avec typiquement un châssis d’assise et un châssis de dossier. La structure est classiquement obtenue par techniques d’emboutissage. Les sièges comportent encore des matelassures, y compris une couche de matelassure d’assise et une couche de matelassure de dossier qui confèrent le moelleux de l’assise et du dossier, et participent au confort au siège.
Les matelassures d’assise et de dossier sont généralement en mousse de polymère d'uréthane, et mises en forme dans des moules. Les matelassures en mousse de polyuréthane donnent satisfaction, mais peuvent en condition humide conserver l’humidité, ce qui peut s’avérer d’autant plus problématique quand il s’agit d’un siège chauffant.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation.
A cet effet, il est proposé un procédé de fabrication d’une matelassure de siège comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d’une pièce comprenant un enchevêtrement 3D de fibres continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles,
- fourniture d’un revêtement apte à conduire la chaleur,
- solidarisation dudit revêtement en surface de ladite pièce.
Selon un autre aspect, l’étape de solidarisation du revêtement et de la pièce comprend une étape de flammage.
Selon un autre aspect, au cours du flammage :
- on brûle une surface de la pièce, de préférence à une température supérieure ou égale à 800°C, ce qui fait fondre au moins partiellement ladite surface,
- on applique le revêtement sur ladite surface partiellement fondue, dont la température est de préférence inférieure à 50°C.
Selon un autre aspect, l’étape de solidarisation du revêtement et de la pièce comprend une étape de collage.
Selon un autre aspect, au cours du collage on pulvérise une colle néoprène sur une surface de la pièce et/ou sur une surface du revêtement.
Selon un autre aspect, l’étape de solidarisation du revêtement et de la pièce comprend une étape de soudage haute fréquence.
Selon un autre aspect, la fréquence de l’étape de soudage est comprise entre 20 MHz et 40 MHz.
Selon un autre aspect, les étapes de fourniture du revêtement et de solidarisation du revêtement et de la pièce comprennent une étape d’enduction d’un fluide visqueux sur une surface de la pièce, de sorte, simultanément, à former le revêtement et à joindre le revêtement à ladite surface.
L’invention a également pour objet un siège chauffant pour véhicule automobile comprenant une matelassure obtenue à partir d’un procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
est une vue de siège de véhicule automobile, selon la présente divulgation, illustrant la structure métallique du siège supportant une interface plastique de dossier destinée à recevoir une couche de matelassure de dossier et une interface d’assise, plastique, destinée à recevoir une couche de matelassure d’assise, les matelassures de dossier et d’assise étant non illustrées.
Fig. 2
est une vue de coupe du siège de la , sur lequel on ajoute une matelassure de dossier, et une matelassure d’assise, selon la présente divulgation comprenant une pièce d’enchevêtrement irrégulier, en trois dimensions 3D de fibres continues thermoplastiques comprenant des boucles entre fibres thermosoudées les unes aux autres.
Fig. 3
est une vue de détail de la pièce d’enchevêtrement de la .
Fig. 4
est un logigramme d’un procédé de fabrication d’une matelassure pour siège chauffant selon la présente invention.
Fig. 5
est une vue de dessus d’une nappe chauffante pouvant être utilisée par le procédé de la .
Fig. 6
est une vue schématique illustrant le procédé de fabrication de la selon un premier mode de réalisation ou un deuxième mode de réalisation.
Fig. 7
est une vue schématique illustrant le procédé de fabrication de la selon un troisième mode de réalisation.
Fig. 8
est une vue schématique illustrant le procédé de fabrication de la selon un quatrième mode de réalisation.
Fig. 9
est une vue schématique illustrant un procédé de fabrication d’une pièce d’enchevêtrement pour le procédé de la .
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
Aussi, la présente divulgation est relative à un procédé 100 d’un siège chauffant 1 comprenant une structure 2 métallique, une matelassure M munie d’une pièce 3 et d’une nappe chauffante 4.
Sur les figures 1 et 2, le siège 1 comprend une interface I située entre la structure 2 et la matelassure M. Alternativement, le siège 1 est dépourvu de l’interface I, et la matelassure M est directement attachée à la structure métallique 2.
A la , un repère XYZ est illustré, la direction X orientée suivant la direction de coulissement de glissière G entre la structure 2 de siège et un plancher du véhicule, la direction Y, orientée suivant une direction transversale du siège, et la direction Z selon la verticale.
La structure 2 comprend un châssis d’assise 20 et un châssis de dossier 21, articulé autour d’un axe de rotation transversal, typiquement au moyen d’articulations, préférentiellement de type continu.
Le châssis d’assise 20 comprend :
- deux flasques latéraux, s’étendant depuis un bord arrière de l’assise et jusqu’à un bord avant, suivant la direction X, ou légèrement incliné par rapport à la direction longitudinale X (par exemple de plus ou moins 30 degrés) autour d’un axe transversal et,
- une pièce frontale, reliant deux extrémités avant des flasques, et s’étendant suivant la direction transversale. La pièce frontale et les flasques sont avantageusement des tôles conformées, par exemple, par les techniques d’emboutissage.
Le châssis de dossier comprend des montants latéraux, s’étendant en hauteur, ainsi qu’une traverse supérieure reliant deux extrémités supérieures des montants. Les montants et la traverse supérieure sont avantageusement des tôles conformées, par exemple par les techniques d’emboutissage.
La matelassure M comprend une couche matelassure d’assise Ma qui confère le confort de l’assise et qui est reçue sur une interface Ia d’assise intercalée entre le châssis d’assise 20. La matelassure M comprend également une couche matelassure de dossier Mb qui confère le confort du dossier et qui est reçue sur une interface Ib de dossier, intercalée entre le châssis de dossier 21 et la couche de matelassure de dossier Mb.
Comme particulièrement visible sur les figures 1 et 2, la matelassure M, en particulier la couche de matelassure d’assise Ma et/ou la couche de matelassure de dossier Mb comprend la pièce 3 et la nappe chauffante 4.
Comme particulièrement visible sur la , la pièce 3 comprend un enchevêtrement 30 en trois dimensions (en « 3D ») de fibres 5 continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles entre les fibres 5.
Les fibres 5 peuvent être des fibres creuses et/ou fibres pleines. Les fibres peuvent être de diamètre compris entre 0,2 mm et 2 mm, préférentiellement entre 0,3 mm et 1,5 mm. On entend par « continues » dans « fibres continues » le fait que les fibres sont de longueur très supérieure au diamètre des fibres, et du fait des procédés décrits ci-après, typiquement au moins d’un rapport 100, voire 500, voire 1000.
Les fibres 5 comprennent un polymère thermoplastique, la composition des fibres comprenant de préférence au moins 95% en poids de PET. Par exemple la composition des fibres, voire de la matelassure comprend :
- 95% à 99% en poids d’un premier polymère de la famille des polyesters tel que le PET (Polytéréphtalate d'éthylène),
- 1% à 5% en poids d’un second polymère de la famille des polyesters tel que le PTT (Polytéréphtalate de triméthylène) ou PBT (Polybutylène téréphtalate). La somme du PET et du PTT (ou PBT) peut faire 100% en poids des fibres, voire de la matelassure.
L’enchevêtrement 3D de la matelassure M présente avantageusement une masse volumique apparente comprise entre 45 kg/m3et 65 kg/m3.
De préférence, les vides entre les fibres 5 de l’enchevêtrement 3D de fibres 5 de la matelassure M sont laissés libres. On obtient une matelassure structurelle et respirante, en raison des nombreux inter-espaces entre les fibres qui favorisent la circulation d’air.
Sur la , la couche de matelassure d’assise Ma s’étend en longueur suivant une direction longitudinale Ma de l’assise d’un bord arrière jusqu’à un bord avant de l’assise, et en largeur suivant une direction transversale Ya de l’assise d’un premier bord latéral jusqu’à un second bord latéral, ainsi qu’en épaisseur suivant une direction orthogonale Za, qui est orthogonale à la direction longitudinale et à la direction transversale de l’assise. L’épaisseur de la couche de matelassure d’assise peut être comprise entre 40mm et 120mm, par exemple de 60mm à 100mm.
Sur la , la couche de matelassure de dossier Mb s’étend en longueur suivant une direction longitudinale Xb du dossier d’un bord inférieur vers un bord supérieur du dossier, et en largeur suivant une direction transversale Yb du dossier d’un premier bord latéral jusqu’à un second bord latéral, ainsi qu’en épaisseur suivant une direction orthogonale Zb qui est orthogonale à la direction longitudinale et à la direction transversale du dossier. L’épaisseur de la couche de matelassure de dossier peut être comprise 15 mm à 50 mm, par exemple de 30mm à 60mm.
L’interface I, en particulier l’interface d’assise Ia ou l’interface de dossier Ib peut comprendre un matériau entièrement ou partiellement en plastique. Par exemple, ladite interface I est en ABS (acrylonitrile butadiène styrène) et /ou PC (Polycarbonate) et/ou P/E (Copolymère Polypropylène/Poléthylène).
De manière générale, l’interface I, en particulier l’interface d’assise Ia ou l’interface de dossier Ib peut comprendre une coque. La coque peut être une pièce moulée ou une pièce thermoformée.
En particulier ladite interface de dossier Ib peut comprendre :
- au moins une coque déformable 40 de dossier, recevant la matelassure qui est une matelassure de dossier Mb, ladite coque déformable 40 étant configurée pour prendre différentes formes notamment depuis une position initiale de lordose lombaire et en particulier jusqu’à une position finale de cyphose lombaire, en réponse à une charge variable appliquée par le dos de l’occupant du siège,
- un système couplant ladite coque déformable 40 de dossier à la structure comprenant des liens 41s supérieurs de contrôle de déplacement, et des liens 41i inférieurs de contrôle de déplacement.
Les liens 41s supérieurs de contrôle de déplacement et/ou les liens 41i inférieures de contrôle de déplacement sont typiquement des liens articulés qui peuvent comprendre des bielles.
L’invention est maintenant décrite plus particulièrement en référence aux figures 4 à 8.
Le procédé 100 assure la fabrication de la matelassure M, qu’il s’agisse de la matelassure d’assise Ma ou la matelassure de dossier Mb.
Comme illustré sur la , le procédé 100 comprend une étape 101 de fourniture de la pièce 3, dont le procédé de fabrication sera détaillé ultérieurement.
Le procédé 100 comprend également une étape 102 de fourniture d’un revêtement R, particulièrement visible sur la .
Le revêtement R comprend la nappe chauffante 4 sous forme d’un film muni de fibres conductrices de chaleur. Les fibres conductrices de chaleur peuvent comprendre des fils de cuivre et/ou des fils de carbone.
Le film présente une épaisseur entre 0,5 et 4 mm.
Par étape de fourniture de la pièce 3, on entend simplement le fait de se munir de la pièce 3 en vue de la solidariser au revêtement R.
Par étape de fourniture du revêtement R, on entend simplement le fait de se munir du revêtement R en vue de le solidariser à la pièce 3.
Le procédé 100 comprend une étape 103 de solidarisation de la pièce 3 et du revêtement R, qui va maintenant être détaillée.
Selon un premier mode de réalisation, illustré sur la , l’étape 103 de solidarisation du revêtement et de la pièce comprend une étape de flammage.
Au cours du flammage :
- on brûle une surface S de la pièce 3, de préférence à une température Tflam, ce qui fait fondre au moins partiellement ladite surface,
- on applique le revêtement R sur ladite surface S partiellement fondue, de préférence quand une température de ladite surface Tsurf est de préférence inférieure ou égale à une valeur seuil.
La température Tflam est supérieure ou égale à 800°C. La valeur seuil de la température de surface Tsurf est de préférence inférieure ou égale à 50°C, et de préférence supérieure ou égale à 40°C.
Le fait de fondre la surface S de la pièce 3 augmente l’adhérence entre la pièce 3 et le revêtement 4, ce qui assure la solidarisation de la nappe 4 et de l’enchevêtrement 30.
Au cours de l’étape d’application du revêtement R sur la pièce 3, on fait défiler l’enchevêtrement 30 d’une part et la nappe 4 d’autre part via des rouleaux Ro dont les vitesses de rotation sont avantageusement pilotées.
Selon un deuxième mode de réalisation, qui peut lui aussi être illustré sur la , l’étape 103 de solidarisation du revêtement et de la pièce comprend une étape de collage.
Au cours du collage, on peut apposer ou pulvériser un film de colle, de préférence néoprène, sur une surface de la pièce 3 et/ou sur une surface du revêtement R. Puis, on fait défiler la pièce et la nappe 4 l’une contre l’autre à l’aide des rouleaux Ro.
Selon un troisième mode de réalisation, illustré sur la , l’étape 103 de solidarisation du revêtement et de la pièce comprend une étape de soudage à haute fréquence, avantageusement entre 20 MHz et 40 MHz, de préférence 27,12MHz.
Comme visible sur la , dans une enceinte E, on place la pièce 3 et le revêtement R. Un champ électromagnétique est ensuite généré dans l’enceinte E, ce qui échauffe l’enchevêtrement 30 et la nappe 4 au point de les faire fondre en surface. Ainsi, la pièce 3 et le revêtement R fusionnent localement, solidarisant l’ensemble.
Selon un quatrième mode de réalisation, illustré sur la , les étapes 102 et 103 de fourniture du revêtement R et de solidarisation du revêtement R et de la pièce 3 comprennent une étape d’enduction d’un fluide visqueux sur une surface S de la pièce, de sorte, simultanément, à former le revêtement R et à joindre le revêtement R à ladite surface. Le fluide enduit présente la composition chimique du revêtement R.
Selon ce mode de réalisation, les étapes 102 et 103 sont concomitantes, dans la mesure où le revêtement R est produit sous forme de film en même temps qu’il adhère à la surface S de l’enchevêtrement 30.
Le film de revêtement présente de préférence une épaisseur comprise entre 0,5 et 2 mm.
Quel que soit le mode de réalisation choisi parmi ceux décrits, le procédé 100 produit beaucoup moins de dioxyde de carbone que les procédés connus qui ont recours à des mousses.
La pièce 3, grâce à son enchevêtrement 30 de fibres 5, assure une grande adhérence de la nappe 4, quel que soit le mode de réalisation.
Le procédé 100 est simple à mettre en œuvre, et la matelassure M pour siège chauffant obtenue est robuste, respirante, adaptable à toute forme souhaitée. La matelassure M présente une aération efficace du passager du véhicule, réduisant la température et l’humidité du siège 1.
On décrit maintenant un procédé de fabrication permettant d’obtenir la pièce 3 d’enchevêtrement 30, en référence à la :
- /A/ Extrusion d’un polymère thermoplastique dans une filière d’extrusion 6 comprenant des buses d’extrusion 60 reparties suivant une direction en longueur X6 et suivant un direction en largeur Y6 de la filière d’extrusion, générant un rideau de fibres continues fondues 50, chutant par gravité ;
- /B/ Réception du rideau de fibres continues fondues chutant par gravité contre un moyen de mise en forme, avec une génération d’un enchevêtrement 3D de fibres 5 selon une répartition aléatoire avec fusion des boucles entre les fibres continues, en particulier selon une couche d’épaisseur déterminée par le moyen de mise en forme. Ainsi, les fibres sont disposées irrégulièrement, comme déjà décrit. Selon ce procédé, le moyen de mise en forme comprend deux organes de guidage 7, 8 contrarotatifs. L’entraxe ETR entre les deux organes contrarotatifs 7, 8 délimite l’épaisseur de la pièce d’enchevêtrement ;
- /C/ Solidification de l’enchevêtrement 3D de fibres par immersion dans un fluide, par exemple liquide, de refroidissement 9, tel que de l’eau.
Les buses d’extrusion 60 sont de préférence réparties régulièrement suivant la direction en longueur X6 de la filière d’extrusion, ainsi qu’en largeur suivant la direction en largeur Y6.
L’épaisseur de la couche de matelassure formée par l’enchevêtrement peut être réglée, par un réglage de l’entraxe entre les deux organes de guidage 7,8.
En /B/, les deux organes de guidage 7, 8 sont entrainés en rotation à une vitesse, typiquement inférieure la vitesse de chute des fibres, assurant une accumulation des fibres à l’origine de la formation de boucles qui se thermosoudent entre fibres, générant l’enchevêtrement irrégulier en trois dimensions. La solidification en /C/ est obtenue juste après l’étape /B/, les deux organes de guidage pouvant être immergés à mi-hauteur, à cet effet.
La température de l’extrusion mise en œuvre en /A/ dans la filière d’extrusion est typiquement comprise entre 180°C et 240°C. La filière d’extrusion est alimentée en granulés de polymère
La couche d’enchevêtrement 3D de fibres, en défilement continu, est ensuite guidée en dehors du réservoir de liquide de refroidissement pour être séchée, typiquement par des secousses/vibrations. La couche en défilement est ensuite découpée, par des coupes transversales, permettant l’obtention de différentes pièces 3. Ces pièces 3 s’étendent en longueur, par exemple en longueur suivant la direction longitudinale Xa de la couche de matelassure d’assise (ou en longueur suivant la direction longitudinale Xb de la couche de matelassure de dossier), typiquement suivant la direction transversale au défilement de la couche.
Selon un mode de réalisation, la masse volumique apparente peut être homogène suivant la longueur et la largeur de la couche, et également en haut. La densité du nombre de buses d’extrusion est ainsi homogène suivant la direction en longueur de la filière d’extrusion.
Selon un mode de réalisation, la filière d’extrusion peut comprendre des buses d’extrusion configurées pour l’extrusion de fibres pleines, uniquement, permettant l’obtention de matelassure à fibres pleines.
Selon un autre mode de réalisation, la filière d’extrusion peut comprendre des buses d’extrusion configurées pour l’extrusion de fibres creuses, uniquement, permettant l’obtention de matelassure à fibres creuses.
Selon un autre mode de réalisation, la filière d’extrusion 6 peut comprendre non seulement des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres pleines mais encore des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres creuses.
Le procédé selon la présente invention présente l’avantage de pouvoir être mis en œuvre par différents modes de réalisation, simples, rapides et moins polluants.
Le siège chauffant obtenu présente de multiples avantages également : solidité de l’ensemble revêtement-pièce enchevêtrement 3D, matelassure respirante, simple à intégrer à la structure de siège.

Claims (9)

  1. Procédé de fabrication d’une matelassure de siège comprenant les étapes suivantes :
    - fourniture d’une pièce (3) comprenant un enchevêtrement 3D de fibres (5) continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles,
    - fourniture d’un revêtement (R) apte à conduire la chaleur,
    - solidarisation dudit revêtement en surface de ladite pièce (3).
  2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’étape de solidarisation du revêtement (R) et de la pièce (3) comprend une étape de flammage.
  3. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel, au cours du flammage :
    - on brûle une surface (S) de la pièce (3), ce qui fait fondre au moins partiellement ladite surface,
    - on applique le revêtement sur ladite surface partiellement fondue.
  4. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’étape de solidarisation du revêtement (R) et de la pièce (3) comprend une étape de collage.
  5. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel, au cours du collage on pulvérise une colle néoprène sur une surface de la pièce (3) et/ou sur une surface du revêtement.
  6. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel l’étape de solidarisation du revêtement (R) et de la pièce (3) comprend une étape de soudage haute fréquence.
  7. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel la fréquence de l’étape de soudage est comprise entre 20 MHz et 40 MHz.
  8. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel les étapes de fourniture du revêtement (R) et de solidarisation du revêtement (R) et de la pièce comprennent une étape d’enduction d’un fluide visqueux sur une surface de la pièce, de sorte, simultanément, à former le revêtement et à joindre le revêtement à ladite surface.
  9. Siège chauffant pour véhicule automobile comprenant une matelassure (M) obtenue à partir d’un procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4865379A (en) * 1988-02-04 1989-09-12 Tachi-S Co., Ltd. Automotive seat with heating device
DE112006002186T5 (de) * 2005-08-19 2008-06-26 W.E.T. Automotive Systems Ag Automobilsitzeinsatz
JP2017140264A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 長瀬産業株式会社 クッション構造部品及び高通気性弾性体と発泡体部との接合体の製造方法

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