Brevet FR2535275A1 — publié le 19840504

La présente invention concerne un volant de voiture ou d'autres véhicules qui est réalisé à partir d'une pièce moulée en résine de polyuréthane et d'une pièce moulée en résine de chloru- re de vinyle. Il est souhaitable de réaliser la partie annulaire d'un volant à partir d'un matériau qui est doux et lisse au toucher. Pour réaliser un volant, on utilise beaucoup depuis peu une mousse d'uréthane moulée par injection b réaction, mousse qui est non seulement douce et facile à teinter mais qui dure en outre longtemps, autre condition importante requise d'un volant de véhicule On utilise depuis longtemps du chlorure de polyvinyle mou pour réaliser un bourrelet de volant, parce qu'il présente une aptitude excellente au moulage, une dureté pouvant varier dans de larges limites et une longue durée de vie. Des essais de performance ont, toutefois, permis de consta- ter la présence d'un certain problème dans un volant muni d'une partie annulaire en uréthane moulé par injection à réaction et d'un bourrelet en chlorure de polyvinyle mou Le chlorure de po- lyvinyle mou est devenu rouge lorsqu'on a effectué les essais dans des conditions thermiques sévères auxquels le volant d'une automobile pourrait être exposé On n'a pas constaté un change- ment de couleur analogue dans le bourrelet en chlorure de polyvi- nyle mou d'un volant muni d'une partie annulaire en polypropylè- ne, acétate de cellulose, bois ou chlorure de polyvinyle mou. L'inventeur a effectué des études profondes de ce problème et a pu constater que le changement de couleur de chlorure de po- lyvinyle mou est dû à l'action d'une très petite quantité de ma- tière volatile dégagée par l'uréthane moulé par injection b réac- tion. Un but de la présente invention est de réaliser un volant pour automobile constitué de polyuréthane et de chlorure de poly- vinyle dans lequel aucun ou pratiquement aucun changement de couleur du chlorure de polyvinyle n'est provoqué par la matière volatile produite en très petite quantité par le polyuréthane. On atteint ce but, conformément à l'invention, par la mise en oeuvre de chlorure de polyvinyle auquel on ajoute un stabili- sateur thermique spécifique. Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un échantillon d'essai en polyuréthane et chlorure de polyvinyle la figure 2 est une vue de face en élévation d'un volant conforme à un premier mode de réalisation de l'invention la figure 3 est une vue en coupe d'un symbole encastré du volant de la figure 2 la figure 4 est une vue en coupe d'une partie annulaire selon une variante du volant représenté sur la figure 2; la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, mais représentant une autre variante de réalisation; la figure 6 est une vue de face en élévation d'un volant conforme à un second mode de réalisation de l'invention; et la figure 7 est une vue de face en élévation d'un volant conforme à un troisième mode de réalisation de l'inven- tion. On a effectué une série d'essais pour examiner le changement de couleur de chlorure de polyvinyle lorsqu'on chauffe en contact intime avec du polyuréthane On a utilisé divers stabilisateurs thermiques pour le chlorure de polyvinyle On prépare le polyuré- thane en utilisant 100 parties en poids de polyol de polyéther trifonctionnel d'un poids moléculaire de 5 000, 48 parties en poids d'un prépolymère de diisocyanate de méthylène (NCO:26 %), une partie en poids de triéthylènediamine comme catalyseur, 10 parties en poids de 1,4butanediol comme agent de réticulation, parties en poids de fréon 11 (trichlorofluorométhane) comme agent de production de mousse et 0,5 parties en poids d'huile de silicium comme agent tensio-actif On prépare le chlorure de polyvinyle mou en utilisant 100 parties en poids d'une résine en chaîne longue polymérisée en suspension dotée d'un degré de poly- mérisation moyen, 100 parties en poids d'un plastifiant se compo- sant essentiellement d'acide phtalique, 30 parties en poids d'une charge de remplissage et au moins un stabilisateur thermique choisi parmi le maléate d'étain, le savon de zinc et le phosphite dont la quantité est donnée sur le tableau 1. On place un échantillon d'essai 1 de polyuréthane, un carré de 5 mm de côté et 2 mm d'épaisseur, au centre d'un échantillon d'essai 2 de chlorure de polyvinyle, un carré de 20 mm de côté et de 2 mm d'épaisseur, en contact intime avec lui, comme le montre la figure 1 On les place dans un récipient en verre fermé d'un diamètre de 70 mm et d'une hauteur de 20 mm, et on le laisse 5 h dans un four Geer que l'on maintient à une température de 900 C. On croit que les conditions dans lesquels les essais ont été conduits sont plus sévères que celles auxquelles une automobile est soumise en réalité, parce que le polyuréthane et le chlorure de polyvinyle mou sont en contact intime l'un avec l'autre dans un récipient clôs de faible volume On a mis à l'essai divers échantillons de chlorure de polyvinyle mou contenant divers sta- bilisateurs thermiques, comme le montre le tableau 1 pour compa- rer le degré de changement de couleur du chlorure de polyvinyle. Les résultats sont répertoriés sur le tableau 1 La quantité de chaque stabilisateur thermique est indiquée en phr (partie ou parties pour cent parties de résine) Les lettres alphabétiques représentant le degré de changement de couleur du chlorure de polyvinyle seront expliquées à l'aide du tableau 3. TABLEAU 1 On a mis en outre à l'essai d'autres échantillons de chloru- re de polyvinyle contenant d'autres stabilisateurs thermiques à des fins de comparaison, comme le montre le TABLEAU 2. Echantillon i 2 3 4 5 6 7 Stabilisateur thermique (phr) Maléate d'étain 2 _ Savon de zinc 0,5 1 2 3 1 Phosphite 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Degré de changement de couleur A E C B B A C l TABLEAU 2 Echantillon 8 9 10 11 12 13 14 15 Stabilisateur thermique (phr) Laurate d'étain 2 Mercatile d'étain 2 Savon de plomb 2 Savon de barium 2 Sulfate tribasique 2 Savon de calcium 2 i 1 Huile de soja époxyde 1 Savon de zinc 1 1 Phosphite 0,5 0,5 Degré de changement de couleur E D D D D D B B TABLEAU 3 A Aucun changement. B Faible changement dans une partie de la zone o le chlorure de polyvinyle est en contact intime avec le polyuréthane. C Changement dans toute la zone de contact intime. D Changement non seulement dans la zone de contact intime mais dans d'autres zones. E Changement sur plus de la moitié de la surface entière de l'échantillon de chlorure de polyvinyle. Il ressort des résultats des essais que, pour éviter un changement de la couleur du chlorure de polyvinyle en raison d'une très petite quantité de matière volatile dégagée par le polyuréthane, il est préférable d'utiliser comme stabilisateur thermique pour le chlorure de polyvinyle 1 à 3 phr de maléate d'étain, ou une combinaison de 1 à 4 phr de savon de zinc et de 0,3 à 1,0 phr de phosphite On peut également utiliser une combi- I I naison de maléate d'étain, de savon de zinc et de phosphite dans les quantités indiquées ci-dessus. On va décrire maintenant l'invention en se référant aux dessins En se référant d'abord aux figures 2 et 3, on y voit un volant de voiture 5 selon un premier mode de réalisation de l'in- vention Le volant 5 comprend une partie annulaire 6 en uréthane moulé par injection à réaction de la même composition que le polyuréthane utilisé dans les essais décrits ci-dessus La partie annulaire 6 comprend des rayons 7 et une bosse 8 solidaire des rayons 7 pour supporter la partie annulaire 6 La bosse 8 est en chlorure de polyvinyle mou On prépare ce chlorure de polyvinyle mou en mélangeant 100 parties en poids d'une résine en chaîne longue polymérisée en suspension d'un degré de polymérisation moyen, 100 parties en poids d'un plastifiant constitué essentiel- lement d'acide phtalique, 30 parties en poids d'une charge de remplissage, telle que le carbonate de calcium et deux parties en poids d'un stabilisateur thermique tel qu'un monomère-de maléate alkyl-étain. Un tampon 9, réalisé à partir du même chlorure de polyvinyle mou est disposé au centre de la bosses 8 Un symbole 13 est en- castré au centre du tampon 9 Le symbole encastré 13 comprend un boîtier en aluminium 10 noyé dans le tampon 9, une résine d'uré- thane transparente 12 remplissant le boîtier 10, et une pluralité d'éléments d'indicationl noyés dans la résine d'uréthane 12. Le chlorure de polyvinyle mou constituant la bosse 8 et le tampon 9 ne change pas de couleur, même s'il est exposé à la matière volatile dégagée en très petite quantité par le polyuré- thane de la partie annulaire 6 et par le symbole encastré 13 sui- vant une montée en température. Une forme modifiée du volant est représentée sur la figure 4 Ce volant 5 comprend un organe annulaire 14 fixé sur la cir- conférence extérieure de la partie annulaire 6, et est identique à tous les autres points de vue au volant des figures 2 et 3. L'organe annulaire 14 est en chlorure de polyvinyle mou que l'on prépare à partir de 3 phr de savon de zinc et de 0,5 phr de trialkylphosphite comme stabilisateur thermique La figure 4 re- présente en outre un noyau métallique 15 encastré dans la partie annulaire 6. Sur la figure 5, on voit une autre forme modifiée du volant comprenant une gaine 16 en chlorure de polyvinyle mou entourant toute la partie annulaire 6 On prépare ce chlorure de polyvinyle mou à partir de 2 phr d'un monomère de maléate alkylétain, 3 phr de savon de zinc et 0,5 phr de trialkylphosphite comme stabilisa- teur thermique. Sur la figure 6, on voit un second mode de réalisation de l'invention Ce volant diffère de celui des figures 2 et 3 en ce que les rayons 7 et la bosse 8 sont réalisés d'une seule pièce en chlorure de polyvinyle. Un troisième mode de réalisation de l'invention est repré- senté sur la figure 7 Il diffère du volant des figures 2 et 3 en ce qu'il comprend deux gaines partielles 16 disposées sensible- ment diamàtralement l'une à l'opposé de l'autre, qui sont analo- gues à la gaine représentée sur la figure 5 et sont également en chlorure de polyvinyle. Outre le monomère de maléate d'alkylétain indiqué ci-dessus à titre d'exemple comme stabilisateur thermique, on peut utiliser un polymère de maléate d'alkylétain et un sel d'un semi ester d'acide maléique et d'un oxyde d'alkylétain. De même, comme savon de zinc, on peut utiliser un stéarate, un palmitate, un laurate, un sel d'acide erucique, un béhénate, un octylate, un p-tert-butylcarbolate et un p-tert-butylben- zoate. En outre, comme phosphite, on peut utiliser non seulement le trialkyl\phosphite mais aussi le triphenylphosphite, l'alkylphényl - phosphite et un phosphite comportant un groupe alkoxy. Bien que l'on vienne de décrire plusieurs modes de réalisa- tion de l'invention, il va de soi que des modifications peuvent y être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention, laquelle est définie dans les revendications annexées Par exem- ple, on peut utiliser un autre polyuréthane qu'un uréthane moulé par injection à réaction, ou un chlorure de polyvinyle dur au lieu d'un chlorure de polyvinyle mou On peut en outre utiliser une partie annulaire en chlorure de polyvinyle et un tampon en polyuréthane - REVENDICATIONS 1 Volant pour véhicule en une résine de chlorure de vinyle moulée et une résine de polyuréthane moulée, caractérisé en ce que la résine de chlorure de vinyle contient un stabilisateur thermique sélectionné dans le groupe comprenant (I) 1 à 3 phr de maléate d'étain; (II) 1 à 4 phr de savon de zinc et 0,3 à 1,0 phr de phos- pite; et (III) 1 à 3 phr de maléate d'étain, 1 à 4 phr de savon de zinc et 0,3 à 1,0 phr de phosphite. 2 Volant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une bosse ( 8) et un tampon ( 9) dont au moins un est en résine de chlorure de vinyle et une partie annulaire ( 6) et des rayons ( 7) dont au moins un est en résine de polyuréthane. 3 Volant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une bosse ( 8) et un tampon ( 9) dont au moins un est en résine de polyuréthane et une partie annulaire ( 6) et des rayons ( 7) dont au moins un est en résine de chlorure de vinyle. 4 Volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine de chlorure de vinyle est un chlorure de polyvinyle mou contenant une résine en chaîne longue polymérisée en suspension dotée d'un degré de polymérisation moyen, un plastifiant, une charge de remplissage et un stabilisateur thermique.