Brevet FR2027980A1 — publié le 19701002

La présente invention est relative à un procédé permettant de fabriquer des articles de rembourrage et se rapporte en particulier à un procédé pour obtenir un article de rembourrage monolithique ayant une âme interne en matériau souple et une couche externe en matériau spongieux de caractéristiques différentes de celles du matériau qui constitue le noyau, ladite couche formant toutefois une enveloppe compacte constituant la surface externe dudit article. On connaît des articles de rembourrage en matériau.expansé dont les dimensions des cellules diminuent à mesure que l'on progresse de l'intérieur vers l'extérieur de sorte que la surface externe est constituée pratiquement d'une enveloppe ou "peau" du même matériau, c'est-à-dire d'une fine couche pratiquement sans porosités .En particulier de tels articles sont principalement réalisés au matériau à base de polyuréthane expansé .D'autres produits analogues ont été fabriqués en utilisant comme matériau destiné à constituer la surface externe compacte du matériau à base de polyuréthane expansé un matériau différent de ce dernier ,tel que par exemple du chlorure de polyvinyle, soit sous forme de feuille soit sous forme de poudre ou de pâte , plastifié ou non; dans ce cas les procédés généralement suivis pour la fabrication d'un tel article de rembourrage consistent à revêtir les parois internes d'un moule avec la feuille , la pâte ou la poudre de chlorure de polyvinyle et, après la formation du bottier qui constitue la surface externe de l'article, à couler le mélange d'uréthane expansableet à la faire expanser Les procédés indiqués plus haut et les divers matériaux utilisés visent tous à l'obtention d'un article de rembourrage qui présente d'une part ltélasticité et la souplesse nécessaires pour une application déterminée et d'autre part une surface externe résistante à l'usure et d'un bon aspect esthétique de manière que ces articles puissent être avantageusement appliqués à l'industrie automobile, par exemple comme bords de protection, accoudoirs, garnitures pour cadrans de bord, élément de carrosserie intérieurs et extérieurs, tableaux de bord, sièges, etc .. , pouvant être montés directement sans revêtements ou traitements superficiels ultérieurs Dans le domaine des articles de rembourrage constitués d'une âme intérieure en polyuréthane expansé dont la surface externe est en chlorure de polyvinyle obtenu en même temps que ltexpan- sion de l'écume d'uréthane suivant les procédés décrits plus haut on se trouve toutefois en présence de certains inconvénients En fait dès que Iton utilise pour le revêtement une feuille préformée ,par exemple de chlorure de polyvinyle on rencontre très souvent des difficultés de positionnement de celle-ci dans le moule, surtout lorsque ce dernier est de forme compliquée ; au contraire lorsqu'on utilise une pâte de chlorure de polyvinyle il-est assez difficile d'obtenir une répartition parfaite de celle-ci sur la surface du moule de sorte que l'épaisseur de chlorure. de polyvinyle constituant la surface de l'article fini nTest pas uniforme. La présente invention, vise à obtenir un article de rembourrage monolithique ayant une ame intérieure en matériau souple et une couche extérieure en matériau spongieux à base de polymères vinyliques qui forme une enveloppe compacte constituant la superficie externe, dans lequel cette couche externe présente des caractéristiques esthétiques excellentes et uniformes et est parfaitement moulée quelle que soit la forme que l'on désire donner à l'article L'invention vise également à créer un procédé très simple qui permette d'obtenir un tel article de rembourrage Elle a donc pour objet un procédé de fabrication d'articles de rembourrage élastiques, monolithiques, ayant une ime intérieure en matériau souple et une couche exterieure en un matériau spongieux de caractéristiques différentes de oelles du matériau constituant l'rne, ladite couche f-ormant cependant une enveloppe compacte constituant la surface externe dudit article, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire dans un moule qui reproduit la forme extérieure de l'article à obtenir, un noyau qui, en coopération avec ledit moule définit un espace vide, à introduire une écume à base de polymères vinyliques obtenue par agitation mécanique, et à soumettre ladite écume à un traitement thermique de prise en gel.L introducti5n deltécume à base de polymères vinyliques dana le moule peut être effectuée soit par injection de celle-ci dans l'espace vide soit par coulée dans le moule avant l'introduction du noyau Le procédé suivant l'invention, essentiellement basé sur l'utilisation de l'écume à base de polymères vinyliques , destiné à former, après prise en gel, la couche extérieure spongieuse ainsi que la surface compacte de l'article de rembourrage, est particulièrement avantageux en ce qu'avant tout il permet d'obte nir par des opérations simples, uniquement de moulage, un article fini, prêt à l'utilisation , ayant des caractéristiques esthétiques et fonctionnelles optimales, et procurant une sensation agréable au toucher semblable à celle que procurent les revête- ments en cuir En second lieu, l'introduction dans le moule du matériau vinylique déjà sous forme d'écume obtenue par agitation mécanique , permet d'en réguler convenablement la densité afin d'obtenir le degré de douceur désiré pour le revëtement de l'article En outre, l'écume à base de polymères vinyliques ,venant uniformément en contact avec la paroi interne du moule porté à une température élevée , forme, une fois priseen gel, une couche spongieuse d'épaisseur uniforme ayant une peau superficielle fine; une telle peau est dépourvue de plis ou d'autres défauts, et est particulièrement résistante aux éraflures et aux coupures Evidemment, le moule adapté peut être convenablement gravé sur ses parois internes afin de donner à l'article une surface extérieure décorée d'un motif quelconque désiré (par exemple peau naturelle , etc..). L'écume à base de polymères vinyliques peut être constituée de chlorure de polyvinyle ,. de chlorure de polyvinylidène , de copolymère acétate de vinyle-chlorure de vinyle et chlorure de vinyle-chlorure de vinylidène, de polymères ou copolymères d'acrilonitryle, de polymères du butadiène-styrène etc Ces polymères vinyliques sont dilués dans un plastifiant afin de former un plastisol ; à cet effet on emploie des plastifiants généralement adaptéspour ces polymères, tels que les phtalates les sebacates, les phosphates, les chloro-paraffines , les diphényles chlorés , les- esters dérivés de mono et diacides tels que l'acide benzoIque et des glycols ,tels que le diéthylène glycol dibenzoate, ou des plastifiants polymères tels que les polyesters dérives de diacides et de glycols , comme par exemple l'adipate de propylèneglycol . Le plastisol obtenu est nelangéà d'autres additifs tels que des agents spumogènes , des agents chabilisants de l'écume, des pigments, etc .., et est ensuite transformé en écume par agitation mécanique Ensuite l'écume estsoit injectée dans l'espace vide défini par le noyau et le moule, soit coulé dans le moule, le noyau étant introduit par la suite Suivant une première variante de l'invention, cet espace vide est défini par le moule de Norme convenable , correspondant à la forme que l'on désire donner à l'article, et par un noyau qui est constitué en un matériau souple de caractéristiques différentes de celles de l'écume qui est introduite * un tel noyau forme donc lame proprement dite de l'article Le noyau peut, par exemple, ëtre constitué par un bloc de polyuréthane expansé préformé et profilé séparément conformément au moule auquel il doit être adapté ; il peut éventuellement ëtre revêtu , sur sa surface destinée à définir l'espace vide avec le moule, d'une couche de renforcement qui reste finalement incorporée à l'article En particulier la couche de renforcement est de préférence constituée par un matériau thermoplastique capable de prendre sous l'effet de la chaleur la forme désirée et de la conserver après refroidissement .Les matériaux de renforcement adaptés à une telle -applieation sont par exemple des feutres ou tissus en fibres de matériaux thermoplastiques , tels que le chlorure de polyvinyle ,les polyacrylates,- les polyamides, etc Grace à l'utilisation d'un tel noyau, l'écume à base de po- lymères vinyliques , une fois prise en gel, est solidement fixée au matériau qui le constitue;. on obtient donc, d'une façon sib- ple et-directe, l'article de rembourrage complètement terminé et prêt à être utilisé Suivant une seconde variante de l'invention, le noyau , en métal ou autre matériau similaire, est extrait du moule une fois que l'écume à base de polymères vinyliques a subi la prise en gel; dans l'espace libéré par celui-ci on introduit un matériau élastique capable de constituer le rembourrage .Un tel matériau élastique peut être un matériau à base de polyuréthane expansé :dans ce cas, dans le moule déjà revêtu de l'écume de polymères vinyliques prise en gel on coule un mélange à base d'uréthane expansable , capable de donner un produit flexible ou semi-rigide et on fait ensuite expanser le mélange et réticuler le matériau expansé .Le mélange d'uréthane à base de polyesters ou de. poly- éthers et de polyisocyanates peut être convenablement dosé ,d'une façon en soi connue , afin que pour son expansion et sa réticulation un traitement thermique ne soit pas nécessaire ,de tels phénomènes étant déjà obtenus à la température ambiante .Par conséquent on peut adopter une composition quelconque en soi connue; la réticulation de l'écume peut être en fait effectué en soumet tant l'ensemble à un traitement thermique Le matériau élastique capable de constituer un rembourrage peut être également une écume préformée, par exemple un mélange de latex de caoutchouc naturel ou synthétique ; dans ce cas cette écume est disposée dans le moule et le tout est soumis à la prise en gel et à un traitement thermique afin de vulcaniser l'écume Comme matériau élastique on peut également adopter un matériau hétérogène élastique tel que par exemple, des flocons de fibres, des déchets de fibres, un matériau expansé régénéré des fibres de coco etc .. qui, imprégné au préalable d'un liant éventuellement vulcanisable, est disposé et comprimé dans le moule et soumis ensuite à un traitement thermique pour stabiliser le liant Egalement suivant cette seconde variante le noyau, avant son introduction dans le moule peut être revêtu d'une couche de renforcement du type déjà décrit Dans ce cas, une fois que l'écume à base de polymères vinyliques est prise en gel la couche de renforcement reste solidement fixée à celle-ci permettant de cette manière le détachement du noyau de cette couche et son extraction pour l'introduction ultérieure du matériau élastique capable de constituer le rembourrage. Eventuellement avant l'introduction du matériau élastique dans le moule, l'écume prise en gel est traitée par un adhésif afin de favoriser son adhésion audit matériau élastique L'écume à base de polymères vinyliques, se présente, après prise en gel comme une couche spongieuse dont la superficie, correspondant aux parois du moule, a l'aspect d'une peau compacte. Par prise en gel" on entend, dans la présente description , le phénomène suivant lequel se produit la totalité de la dissolution des polymères vinyliques dans le plastifiant et de la diffusion de celui -ci dans le polymère, de sorte que le polymère vinylique atteint ses caractéristiques physiques et mécaniques optimales L'article de rembourrage monolithique obtenu 9 donc, outre les excellentes caractéristiques déjà définies précédemment, une surface externe très résistante aux éraflures , aux coupures aux chocs et à l'usure Le procédé qui vient d'être décrit permet ,selon l'-une quelconque des deux variantes, d'obtenir des articles de rembourrage monolithiques qui comprennent des éléments noyés métalliques ou en un autre matériau, disposés à l'avance en vue de relier l'article proprement dit aux supports auxquels il est destiné ; dans ce cas ces éléments peuvent être déjà inclus dans le noyau formant l'amie de l'article, ou bien ils peuvent être introduits dans le moule simultanément à l'introduction du matériau élastique devant constituer le rembourrage On doit en outre remarquer qu'en particulier dans le cas de l'application de l'article de rembourrage comme siège, fauteuil ou similaire , la présence de la couche de renforcement entre la couche externe à base de polymères vinyliques et le matériau élastique formant l'ame est particulièrement efficace, car elle donne à l'article la résistance nécessaire R E V E N D -I C A T I O N S 1-Procédé de fabrication d'articles de rembourrage élastiques, monolithiques, ayant une Sme intérieure en matériau souple et une couche extérieure en un matériau spongieux de caractéristiques différentes de celles du matériau constituant l'àme, ladite couche formant cependant une enveloppe compacte constituant la surface externe dudit article, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire dans un moule qui reproduit la forme extérieure de l'article à obtenir, un noyau qui, en coopération avec ledit moule définit un espace vide , à introduire une écume à base de polymères vinyliques obtenue par agitation mécanique , et à soumettre ladite écume à un traitement thermique de prise en gel. 2-Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit noyau est laissé à l'intérieur de l'article de rembourrage à former, ce noyau étant constitué d'un matériau souple de caractéristiques différentes de celles de l'écume 3-Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une phase ultérieure d'application audit noyau , avant son introduction dans le moule, d'une couche de renforcement 4-Procédé suivant la revendication l,caractérisé en ce qu'il comporte une phase ultérieure d'extraction dudit noyau du moule après prise en gel de l'écume et d'introduction dans 1 'espacelaissé libre d'un matériau élastique capable de constituer le rembourrage 5-Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la phase d'introduction du matériau élastique capable de constituer le rembourrage consiste à couler un mélange d'uréthane expansable et à faire expanser et réticuler ladite écume 6-Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la phase d'introduction du matériau élastique capable de constituer le rembourrage consiste à placer une écume préformée, par exemple formée d'un mélange de latex de caoutchouc et à soumettre celle-ci à une prise en gel et à un traitement thermique ultérieur de vulcanisation 7-Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la phase d'introduction du matériau élastique capable de constituer le rembourrage consiste à disposer et à comprimer un matériau hétérogène élastique imprégné au préalable d'un liant éventuellement vulcanisable et à soumettre ensuite celui-ci à un traitement thermique -Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une phase ultérieure d'application audit noyau, avant son introduction dans le moule, d'une couche de renforcement 9-Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il'comprend une phase ultérieure de traitement à l'aide d'un adhésif , la surface de l'écume prise en gel après l'extraction du noyau et avant l'introduction du matériau élastique capable de constituer le rembourrage