Brevet FR2094092A1 — publié le 19720204

La présente invention concerne la fabrication d'articles composés formés au moins en partie ou principalement en une mousse de matière plastique synthétique. On sait mouler des articles en mousse de matière plastique synthétique rigide telle que des polyuréthannes, la surface de l'article étant formée soit par la "peau" naturelle formant la surface de la mousse de polyuréthanne, soit par une feuille séparée d'un matériau approprié, ultérieurement collée sur la mousse de polyuréthanne; l'invention a pour objet un procédé amélioré pour la fabrication d'articles composés de ce type général. D'une manière générale, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un article composé ayant un corps formé d'une mousse de matière plastique synthétique et une couche superficielle d'une matière différente, dans lequel on fait gonfler une matière plastique à l'intérieur d'une feuille ou enveloppe d'une matière thermoplastique différente et on contrôle la forme ou le profil de ladite feuille ou enveloppe par un moule extérieur, un gabarit, un outil de façonnage ou d'autres éléments de modification de la forme. De préférence, on introduit la feuille de matière thermoplastique dans un moule et on la déforme contre une surface du moule et on introduit la mousse ou la matière à expanser dans le même moule pour remplir sensiblement la cavité du moule et coller contre la feuille. Il est ainsi possible de mouler l'article composé dans un moule et on effectue avantageusement l'opération complète de formage de la feuille et moulage de la mousse simultanément ou concurrement en une opération relativement rapide, le produit moulé étant sensiblement fini lorsqu'on ###le retire du moule. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, on déforme la feuille à peu près simultanément avec le remplissage du moule par la mousse ou matière à expanser. La pression pour déformer la feuille thermoplastique peut être exercée de diverses manières, Un moyen possible consiste à exercer une pression par la mousse ou matière à expanser sur la feuille pour provoquer ou faciliter la déformation de la feuille. Suivant un autre mode opératoire, ou simultanément, on peut appliquer une pression réduite sur une face de la feuille pour provoquer ou faciliter sa déformation, par une technique de moulage "sous vide". Selon une caractéristique préférée de l'invention, on dispose la mousse ou la matière à expanser de manière qu'elle subisse une réaction exothermique dans le moule. La chaleur de réaction peut être telle qu'une étape supplémentaire de chauffage ne soit pas nécessaire pour déformer la matière thermoplastique,mais,#si nécessaire, cette feuille peut être préchauffée ou chauffée dans le moule jusqu'au degré nécessaire de ramollissement. Selon une autre caractéristique préférée de l'invention,on introduit dans le moule une seconde feuille de matière thermoplastique (qui peut être séparée de la première feuille ou fixée à cette première feuille) et on la déforme contre une autre partie de la surface du moule, la mousse ou matière à expanser étant introduite entre les deux feuilles. On produit ainsi une structure stratifiée dans laquelle les deux faces opposées du produit final sont revêtues de la feuille de matière thermoplastique. Les deux feuilles peuvent être de composition identique ou différente. Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un article composite tubulaire dans lequel on introduit une mousse ou matière à expanser dans un tube de matière thermoplastique de manière à remplir sensiblement le tube et former une liaison avec lui, le tube étant moulé par un moule extérieur ou un autre élément limitant son volume. L'invention concerne également les articles composés formés par le procédé défini ci-dessus. Le matériau en feuille thermoplastique utilisé selon l'invention présente de préférence la totalité ou une partie des caractéristiques suivantes : bonnes propriétés d'adhérence avec la mousse, aptitude au moulage sous vide par léger ramollissement à chaud, bonne résistance à l'abrasion et au choc et aptitude à fixer les couleurs, de préférence comme ingrédient intégral. Un matériau préféré est le polymère acrylonitrile butadène-styrène (ABS) ou le chlorure de polyvinyle (PVC) plastifié. Le matériau en mousse est de préférence un matériau qui libère par réaction exothermique une quantité de chaleur suffisante pour ramollir la feuille thermoplastique et est aussi capable de former une liaison satisfaisante avec celle-ci; la mousse doit aussi de préférence être rigide dans le produit final. Un matériau préféré est le polyuréthanne. Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre de diverses manières et on décrit ci-après plusieurs modes de mise en oeuvre à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - les figures 1 à 3 sont des coupes verticales schématiques à travers un moule, représentant trois stades successifs dans le procédé de moulage selon l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective éclatée d'un article moulé d'ameublement fabriqué selon l'invention, - les figures 5, 6 et 7 sont des coupes verticales schématiques représentant trois stades consécutifs d'un autre mode de mise en oeuvre du procédé de moulage selon l'invention;; - la figure 8 est une vue de face d'un sac soudé en matière plastique utilisé dans le procédé selon les figures 5 à 7, - la figure 9 est une vue générale en perspective d'un article moulé caractéristique produit par le procédé selon les figures 5 à 7 et - la figure 10 est une vue en perspective d'un autre article moulé caractéristique produit par le procédé selon l'invention. Le procédé représenté par les figures 1 à 3 est mis en oeuvre dans un moule en deux parties 10, 11, les deux parties ayant une forme appropriée pour donner une cavité de moule 12 qui dans -le présent exemple, a une forme complexe sur ses deux faces opposées. Les pièces 10 et 11 du moule ne nécessitent pas une grande résistance, car de légères pressions internes seulement sont produites dans le moule et elles peuvent être formées par exemple d'une matière plastique synthétique, telle qu'une résine époxy. Le moule inférieur 10 est forme Dans la mise en oeuvre du procédé, on place une feuille 17 d'une matière thermoplastique flexible appropriée, telle qu'acrylonitrilebutadiène-styrène (ABS), sur la lèvre du moule inférieur 10 et on la fixe en position au moyen de l'anneau 15 et on abaisse le dispositif de chauffage 16 pour ramollir la feuille. Lorsque la feuille est ramollie, on enlève le dispositif de chauffage et on ferme le moule avec la partie supérieure li comme représenté à la figure 2, la partie supérieure étant évidée pour s'ajuster sur l'anneau 15 et former un joint étanche entre les lèvres des deux parties du moule. On fait ensuite le vide par les canaux 13 de manière que la feuille 17 est moulée sous vide en contact étroit avec la surface interne de la partie inférieure 10 du moule. Simultanément ou immédiatement après le moulage sous vide, on injecte un polyuréthanne à expanser par la buse 20 à travers l'ouverture 14 dans la partie supérieure du moule pour remplir la cavité 12 du moule au-dessus de la feuille 17 en ABS. On retire ensuite la buse 20 et on ferme l'ouverture 14 au moyen d'un bouchon 21, comme représenté à la figure 3, et à mesure que le mélange de polyuréthanne en expansion réagit, il produit davantage de chaleur et gonfle en exerçant une pression supplémentaire sur la feuille 17.Lorsque l'article moulé a durci, en environ 3 à 5 mn, on ouvre le moule et on retire l'article et l'on constate que cet article composé moulé comporte une feuille 17 en ABS moulé intimement liée sur une face et s'ajustant avec précision sur le profil de la partie inférieure 10 du moule tandis que la surface opposée est également moule avec pré- cision sur le contour de la partie supérieure 11 du moule. Après enlèvement de l'article du moule, la seule opération ultérieure normalement nécessaire est d'ébarber les bords de le feuille d'ABS. Dans un mode de mise en oeuvre possible du procédé illustré dans les figures 1 à 3, le procédé est semblable, mais avant de commencer le moulage on place une seconde feuille d'ABS sur la lèvre de la partie supérieure du moule et on l'y accroche avant de refermer le moule. Dans ce cas, on injecte le mélange de polyuréthanne à expanser à travers une buse spéciale(non représentée) entre les deux parties du moule afin de le faire passer entre les deux feuilles d'ABS pour que le mélange à expanser soit injecté entre les deux feuilles. L'expansion de la matière comprime ensuite les deux feuilles contre les surfaces opposées du moule et l'article composé résultant comporte une couche superficielle d'ABS sur ses deux faces. Au lieu d'utiliser deux feuilles du même matériau; on peut utiliser des matériaux différents: par exemple les deux feuilles peuvent être de couleurs différentes ou avoir une dureté différente ou des textures de surface différentes. La figure 4 représente un meuble moulé par le procédé selon l'invention. Ce meuble a été décrit en détail dans les demandes de brevets de Grande Bretagne n0 28 838/70 et 32 125/70 et comprend essentiellement un logement inférieur 30 une section supérieure 32 et une porte 31. La partie supérieure 32 est moulée en une seule pièce et destinée à s'adapter sur la partie supérieure du meuble30 pou: former un passage horizontal35 dans lequel oe peut disposer un tiroir sur une paire de glissières 36, 37 formées sur la partie inférieure 30. Cette partie supérieure 32 est moulée en un article composé par le procédé décrit en référence aux figures 1 à 3 de sorte qu'une couche superficielle d'ABS apparait sur la surface supérieure 38 et également sur les surfaces extérieures des parois latérales telles que 39-40.La porte 31 peut également être moulée en un article composé de la même manière de sorte qu'une couche d'ABS est moulée intégralement sur les deux surfaces opposées. Dans le mode de mise en oeuvre illustré par les figures 5 à 8, le moule est encore formé de deux parties 50,51 dont la forme définit une cavité de moule ayant un contour nécessaire et dans ce cas, au lieu d'introduire une ou deux feuilles en ABS, on produit un sac 52 en feuille comme comme représenté à la figure 8 en soudant sur trois de ses bords 53, 54, 55. Le troisième bord est laissé ouvert ou bien on peut le mouler et le souder comme représenté à la figure 8 de manière à former une tubulure 56. Avant de souder la tubulure, on introduit dans le sac une pièce métallique de renforcement 57 en forme de cerceau dont la forme s'adapte au profil de la cavité moulée en vue de donner à l'article final la plus grande résistance effective. Le sac 52 en ABS contenant la pièce métallique de renforcement est ensuite introduit entre les deux parties du moule comme représenté à la figure 5, les bords soudés 53, 54, 55 du sac reposant sur les lèvres de la partie 50 du moule et la tubulure 56 sortant au-delà de la paroi du moule. La partie 50 du moule est découpée en 60 pour former un logement pour la tubulure 56 mais le restant des lèvres du moule 50 s'adapte du moule étanche sur la lèvre du moule 51 comme représenté à la figure 6. On injecte ensuite le polyuréthanneà expanser dans le sac à travers la tubulure 56, ce qui provoque le gonflement du sac de manière que les feuilles d'ABS sont moulées sur les faces opposées du sac suivant la forme des deux parties du moule comme représenté à la figure 7.Si cela est nécessaire, un certain nombre d'orifices peuvent être percés dans l'un des moules ou dans les deux pour faciliter ce procédé de moulage par une technique de moulage sous vide de la même manière qu'illustré aux figures 1 à 3. Lorsque le sac est rempli, on enfonce un bouchon 61 dans la tubulure 56 comme représenté à la figure 7 et on laisse reposer l'article pendant un court instant pour que la mousse s'expanse et durcisse en une mousse rigide. On ouvre ensuite le moule, on r#etire l'article, on ébarbe la tubulure 56 et les bords soudés du sac pour obtenir un article moulé composé renforcé comme représenté à la figure 9, toutes les surfaces extérieures étant moulées avec précision sur la forme et formant une feuille superficielle d'ABS totalement liée au corps de l'article. On peut également mettre en oeuvre l'invention d'une manière assez semblable dans un procédé utilisant un sac ou un tube préformé en ABS qui est au moins partiellement rempli avec le polyuréthanne à expanser, dans utiliser un moule englobant complètement l'article moulé. Par exemple dans le cas d'un tube allongé comme représenté en 62 à la figure 10, il peut être suffisant de fermer une extrémité du tube au moyen d'un bouchon 64, d'introduire le mélange de polyuréthanne expansé par l'autre extrémité du tube 65 et de mouler ensuite temporairement le tube sur un simple gabarit suivant le profil nécessaire tel qu'un cable de chaise comme illustré à la figure 10, dans laquelle le tube 62 rempli de mousse d'ABS est simplement courbé et disposé provisoirement sur un bâti en tiges de bois 63 jusqu a ce que la mousse durcie soit rigide. Un procédé semblable peut être appliqué également à un tube en matière plastique rempli de mousse que l'on fait passer entre des cylindres de moulage dans un procédé continu, la vitesse de déplacement entre les cylindres étant ajustée de manière que la mousse durcisse pendant que le tube se trouve entre les cylindres de mqulage. Ce procédé peut être utilisé pour produire un article de mousse ayant un revêtement ou une "peau" en surface, ayant une section droite de forme régulière sur toute sa longueur. Si on le désire également par le choix approprié des formes des cylindres de moulage, on peut faire varier la section droite sur la longueur de l'article. Au lieu de polymères acrylonitrile-butadiène-styrène, on peut également utiliser du PVC plastifié, des résines de mélanine B-stables des polymères acryliques et des matériaux composés par exemple de PVC combinés avec une étoffe tricotée. Le matériau en feuille peut être préalablement traité pour améliorer sa liaison avec la mousse. Par exemple, la feuille peut être enduite avec un solvant tel que le chlorure de méthylène ou soumise à une abrasion mécanique par une brosse métallique. Si la feuille comporte des surfaces opposées de textures différentes, il peut être préférable de placer la surface la plus rugueuse à l'intérieur pour améliorer l'adhérence avec la mousse. Le procédé de l'invention peut s'appliquer à la construction d'une grande variété d'articles tels que meubles, bateaux, caravanes, carrosseries de voiture, sièges roulants pour enfants, revêtements de murs, et plafonds. Le procédé de l'invention est particulièrement intéressant dans la construction d'articles ayant des formes un peu complexes sur leurs deux faces. REVENDICATION S 1.Procédé pour fabriquer un article composé ayant une âme formée d'une mousse de matière plastique synthétique et une couche superficielle d'une matière différente caractérisé en ce qu'on fait expanser une matière plastique contre une feuille ou enveloppe d'une matière thermoplastique différente dont on contrôle la forme ou le profil au moyen d'un moule extérieur, d'un gabarit, d'un outil de façonnage, ou d'autres éléments de modification de forme. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille ou enveloppe de matière thermoplastique est introduite dans un moule et onla déforme contre une surface du moule puis on introduit une mousse ou matière à expanser dans le même moule de manière à remplir sensiblement la cavité du moule et à y verser une pression sur la feuille et à y adhérer. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille ou enveloppe est déformée sensiblement en même temps que l'on remplit le moule avec la mousse ou matière à expanser. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que l'on exerce par la mousse ou matière à expanser une pression sur la feuille ou enveloppe à l'état plastique pour provoquer ou faciliter la déformation de la feuille. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on applique une pression réduite sur une face de ladite feuille ou enveloppe par l'intermédiaire d'orifices à vide pour provoquer ou faciliter la déformation de ladite feuille. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la mousse ou matière à expanser subit une réaction exothermique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la feuille ou enveloppe est chauffée par un dispositif de chauffage avant l'introduction de la mousse ou matière à expanser dans le moule. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on introduit dans le moule une seconde feuille de matière thermoplastique et on la déforme contre une autre partie de la surface du moule, la mousse ou matière à expanser étant introduite entre les deux feuilles. 9. Procédé selon la revendication 1, pour fabriquer un article moulé composé tubulaire, caractérisé en ce que l'on introduit une mousse ou une matière plastique expansée dans un sac ou un tube en matière thermoplastique de manière à remplir sensiblement ledit sac ou tube en y adhérant, le tube étant moulé par un moule extérieur, un gabarit, un outil de façonnage ou tout autre élément de limitation du volume. 10. Article composé comportant une âme en mousse de matière plastique synthetique et une couche superficielle moulée d'une matière plastique différente caractérisé en ce qu'on ltobtient par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.