Brevet FR2149296A1 — publié le 19730330

L'invention, qui résulte des recherches de MM. Serge GAUTHIER et Jean Bernard LLARET, concerne un procédé de fabrication de corps moulés en mousse souple de polvuréthane permettant d'obtenir avec une bonne reproductibilité des corps ioulés doués d'excellentes propriétés mécaniques, mAeme lorsque la mousse de polyuréthane est en faible épaisseur. 1l est connu de réaliser des corps moulés en mousse souple de polyuréthane par coulée d'un mélange moussant de polvuréthane dans un moule fermé pourvu, à sa partie supérieure, d'un ou quelques évents permettant à ltair occlus dans le moule de s'échapper. Ces évents représentent au maximum environ un quelques pour.oent de la surface de la cloison supérieure du moule. Cette méthode de moulage est notamment appliquée à la fabrication de corps tels que des sièges pour véhicules automobiles, ces corps étant pourvus d'une peau ex térieure continue relativement épaisse.Bien que donnant généralement des résultats assez satisfaisants, cette méthode de moulage présente néanmoins l'in convénient d'engendrer fréquemment des "rips" qui sont des zones de forte den sit résultant d'un écrasement localisé de la mousse, ce qui provoque des rebuts de fabrication. En outre, lorsque les corps moulés ont une épaisseur d'un à quelques centimètres seulement, certaines propriétés mécaniques des mousses sont peu satisfaisantes ; c est ainsi, en particulier, que ces mousses manifestent gntralement un écrasement rémanent trop important, tel qu'il peut Entre mesuré par exemple par le "compression set" à 90 . La deianderesse a maintenant trouvé un procédé de fabrication de corps moulés en mousse souple de polvuréthane permettant dlobtenir, avec une très bonne reproductibilité, des mousses douées d'excellentes propriétés mécaniques, mése lorsque leur épaisseur est faible. L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication de corps moulés en mousse souple de polvuréthane, procédé qui consiste à utiliser un moule dont au moins la plus grande partie de la cloison supérieure est constituée par une paroi fortement ajourée, la porosité relative de cette paroi étant comprise entre 5 et 90 % et, de préférence, entre 40 et 80 k, et la distance entre orifices adjacents étant inférieure à 30 nin et de préférence inférieure à 10 nin. La porosité relative, mentionnée dans le paragraphe ci-dessus, est égale à la superficie des orifices existant par unité de surface de la paroi ajourée. Cette dernière peut être constituée par une tôle ajourée dont les orifices sont de préférence uniformément répartis. Elle peut également être formée d'une grille réalisée par tissage ou par enchevêtrement de fils tels que des fils métalliques. Afin de faciliter l'opération de démoulage, la surface intérieure du moule et la cloison supérieure peuvent entre enduits d'un agent de démoulage. Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, le procédé de l'invention peut être appliqué à la fabrication, par moulage à chaud, de de corps moulés composites comprenant une partie en mousse souple de polyuréthane intimement associée à une couche poreuse telle qu'un tissu de un à quelques millimètres d'épaisseur ou une feuille de matière plastique poreuse. La couche poreuse est alors utilisée en tant que paroi ajourée dans l'opération de moulage. Cette couche poreuse doit autre maintenue dans la forme désirée à la partie supérieure du moule au moyen dtun support mécanique tel qu'une grille métallique à larges ouvertures. Elle doit être également maintenue solidaire du moule, de manière que le mélange moussant ne puisse pas stéchapper de ce dernier ; ceci peut être obtenu par exemple en serrant la partie périfihérique de la couche contre le moule au moyen d'un collier ou en munissant la partie supérieure du moule d'un rebord contre lequel la cruche est appliquée par la pression du mélange moussant. Les mélanges moussants mis en oeuvre dans le procédé de 1 invention sont préparés de toute manière connue, à partir de composés polyhydroxylés et de polyisocyanates organiques. Les composés polyhydroxylés sont avantageusement choisis parmi des polyétners-polyols possédant une fonctionnalité moyenne égale ou inférieure à 3 et un poids moléculaire équivalent moyen compris entre 500 et 2 000 et, de préférence, entre 1 000 et 1 500. Ces polyéthers polyols sont obtenus par condensation d'oxydes d'alcoylènes tels que l'oxyde d'éthylène et/ou l'oxyde de propylène sur des composés possédant plusieurs fonctions hydroxyles ou plusieurs atomes d'hydrogène mobile, tels que le glycérol ou le triméthylol- propane.Les polyisocyanates organiques sont de préférence choisis parmi des polyisocyanates aromatiques tels que des coupages des différents isomères du tolylène-diisocyanate couramment dénommé 1D1 ou le diphénylméthane-diisocyanate désigné sous le nom de MDI. Il peut être avantageux d'utiliser des polyisocya- nates bruts tels que le TD1 brut ou le MD1 brut. Les mélanges moussants contiennent également des catalyseurs, choisis par exemple parmi des amines tertiaires ou parmi des dérivés organométalliques de l'étain ainsi que des agents d'expansion tels que l'eau ou des composés organiques volatils comme le monofluorotrichlorométhane. Les mélanges moussants sont mis en oeuvre selon lune des différentes manières connues, soit selon la technique dite en "one-shot", par simple mélange des différents constituants, soit par formation préalable d'un prépolymère ou dtun quasi-pré polymère. Le moulage est réalisé de la manière habituelle en disposant dans le moule une quantité calculée du mélange moussant puis en fermant le moule par ajustage de la paroi ajourée à sa partie supérieure. Après expansion de la mousse, celle-ci peut être soumise à un chauffage dans le moule, de manière à la réticuler entièrement. Il a été observé que le moulage selon l'invention se déroulait d'une tanière entièrement satisfaisante, sans perte importante de mélange moussant Malgré la grande porosité de la paroi ajourée. Il a aussi été constaté que les mousses ainsi obtenues ne présentaient pas de tendance ni à la fissuration ni k la formation de "rips", grâce à quoi les rebuts sont pratiquement évités en totalité.De plus, les corps minces en mousse de polvuréthane ob tenus selon le procédé de l'invention possèdent des propriétés mécaniques suprieures à celles des corps de #me forme fabriqués selon la technique antérieure, nomment en ce qui concerne l'écrasement rémanent, caractéristique lise en évidence par la mesure du "compression-set". Ce procédé est particulièrement avantageux dans la fabrication de sièges, notamment de véhicules automobiles, de coussins, de dessous de tapis ainsi que d'accessoires divers destinés k être soumis à de fréquentes compressions. exemple a/ On prépare un mélange moussant pour moulage à chaud constitué de (parties en poids) z - PolyJther-polyol, d'un poids moléculaire d'environ 3 000 d'après l'indice d'brrroxyle, obtenu par condensation séquencée sur du glycérol, de 93 % en poids d'oxyde de propylène et de 7 % en poids d'oxyde d'éthylène ....loo - Eau 2,4 - Triéthylène-diamine ................................... o,o8 - Octoate stanneux .........................,...,.......... 0,08 - Fluide silicone "Si 190" S.I.8.8 ............................... 1 - Monofluorotrichlorométhane 8 - Tolylène-diisocyanate (mélange de 80 % en poids de l'isomère 2-4 et de 20 % en poids de l'isomère 2w6) .................................. 33,4 b/ Ce mélange moussant est coulé dans un moule parallélépipédique de 20 cm x 30 cm de cotés et de 25 mm d'épaisseur. Une toile de jute de 1,5 mm d'é- paisseur est placée k la partie supérieure du moule. Dans un premier essai selon l'invention, ce dernier est fermé par un couvercle constitué d'une tale perforée d'une manière régulière par des orifices circulaires de 8 mm de diamètre (porosité 12,5 %) ; dans un second essai selon l'invention, le moule est recouvert d'une grille métallique d'une porosité de 45 %. Après cuisson de la mousse et démoulage, on mesure le "C. Set" des mousses. Ce wC.Setw est la perte relative d'épaisseur, exprimée en %, d'une éprouvette de mousse soumise pendant 22 heures à une compression de 90 % entre deux plataux, la température étant de 700C. Le résultat des mesures figure dans le tableau I. On y a également mentionné à titre comparatif le "C.Sett mesuré sur une mousse fabriquée comme décrit ci-dessus, à la différence que le moule est fermé par un couvercle muni de quelques évents, la porosité de ce couvercle étant d'environ 1 %. c/ On effectue la même surie d'essais qu'en b/, le moule ayant une épaisseur de 15 mm. Le résultat des mesures de tC.Sett est porté dans le tableau I. On constate qu'aussi bien dans les essais décrits en b/ que dans ceux décrits en c/, l'utilisation d'un couvercle d'une porosité de 12,5 % et mieux encore celle dune grille permet d'améliorer considérablement le "C.Sett des mousses obtenues. Tableau I (moyenne de 10 essais) épaisseur de l'échantillon porosité du couverole (%) compression Set (%1) (mm) après compression 90% 25 1 60# 25 12,5 16 25 45 4 15 1 15 12,5 18 15 45 6 résultats d'essais donnés à titre comparatif. FEVENDICATIONB 1/ Procédé de fabrication de corps moulés en mousse souple de polvuréthane, qui consiste k utiliser un moule dont au moins la plus grande partie de la cloison supérieure est constituée par une paroi ajourée, la porosité de cette paroi étant comprise entre 5 et 90 % et la distance entre orifices adjacents étant inférieure k 30 mm et de préférence inférieure à 10 nin. 2/ Procédé revendiqué en 1/, dans lequel la porosité de la paroi ajourée est comprise entre 40 et 80 g; 3/ Procédé revendiqué en 1/, mis en oeuvre avec un mélange moussant préparé k partir : - de polyéthers-polyols possédant une fonctionnalité moyenne égale ou inférieure k 3 et un poids moléculaire équivalent moyen compris entre 500 et 2 000, - de polyisocyanates organiques d'une nature aromatique. 4/ Application du procédé revendiqué en 1/ k la fabrication de corps moulés composites comprenant une partie en mousse souple de polyuréthane intimement associée à une couche poreuse telle qu'un tissu, ladite couche poreuse étant utilisée en tant que paroi fortement ajourée dans l'opdration de moulage. 5/ Au titre de produits industriels nouveaux, les corps moulés en mousse souple de polvuréthane préparés conformément k l'une quelconque des revendications précédentes et particulièrement les sièges, coussins et dessous de tapis, destinés notaient k ltéquipement de véhicules automobiles.