Brevet FR2542321A1 — publié le 19840914

La présente invention concerne les réflec- teurs de projecteurs pour véhicules automobiles fabriqués par moulage par injection selon le procédé à deux compo- sants en poly(alkylène téréphtalate) à nombre de viscosi- té (DIN 16 779) situé entre 60 et 180 cm 3/g. Jusqu'à présent, les réflecteurs de projec- teurs pour véhicules automobiles sont habituellement fa- briqués en tôle par emboutissage Après cette opération, sont appliqués une couche de vernis et un dépôt d'alumi- nium vaporisé sous vide assurant la fonction réfléchissan- te En raison des possibilités limitées du façonnage, ces réflecteurs de projecteurs actuellement en usage n'offrent qu'un nombre relativement faible de formes géométriques simples. Les automobiles modernes rendent de plus en plus nécessaires des réflecteurs de projecteurs à géomé- trie compliquée Il n'est plus possible de fabriquer de façon rentable de tels réflecteurs de projecteurs pour véhicules automobiles à partir de tôle. De telles pièces ne peuvent être façonnées qu'en des matières thermodurcissables ou, selon le cas, thermoplastiques Cependant, les possibilités d'utilisa- tion de ces matériaux restent faibles si des mesures com- plémentaires ne sont pas prises. Les réflecteurs de projecteurs pour véhi- cules automobiles en matières plastiques thermodurcis- sables n'offrent pas la surface polie nécessaire à un bon rendement optique C'est pourquoi des opérations complé- mentaires doivent être effectuées avant l'application de la couche réfléchissante, par exemple l'application d'une couche intermédiaire. Par contre, les thermoplastiques, dans la mesure o ils ne sont pas renforcés, permettent d'obtenir des réflecteurs pour véhicules automobiles à surface polie, Sous l'influence d'une source de lumière chaude, les pièces ont tendance à se dilater et se déformer de telle sorte que la direction légalement prescrite du faisceau lumineux est modifiée pendant le service dans une propor- tion intolérable Le cahier des charges TRANS/SC 1/WP 29/ R 184 définit les variations tolérables de l'orientation d'un faisceau lumineux. La solution actuellement la plus favorable du point de vue économique et technique, mais cependant d'utilisation limitée, convenant par exemple aux réflec- teurs paraboliques de révolution, est celle qu'offre le moulage par injection de thermoplastiques comme les poly(alkylène téréphtalates) incorporant des additions qui améliorent la stabilité dimensionnelle de la pièce à travailler, sans pour autant nuire à la qualité de sur- face De telles additions sont décrites entre autres dans les demandes publiées DE 29 10 643 ou EP O 043 797 Mais elles ne peuvent être utilisées que dans la mesure oi 4 la qualité de surface n'est pas modifiée de manière défavo- rable La résistance à la chaleur de tels réflecteurs de projecteurs pour véhicules automobiles est donc nécessai- rement limitée. Les réflecteurs de projecteurs pour auto- mobiles décrits ci-dessus peuvent faire face aux exigen- ces du cahier des charges lors de l'utilisation d'ampoules bilux (Code Européen règlement ECE N O 2) Mais, les ampoules à halogène (règlements ECE N O 8 et N O 20), qui sont préférées en raison de leur rendement supérieur d'é-É clairage et de leur plus grande longévité, ne peuvent pas être utilisées: la stabilité dimensionnelle des maté- riaux utilisés est insuffisante aux hautes températures produits par de telles sources lumineuses. En principe, il est possible de renforcer les matériaux indiqués cidessus, par exemple par des additions particulièrement efficaces comme les fibres de verre ou de carbone, jusqu'à ce qu'ils présentent une stabilité dimensionnelle à la chaleur suffisante Mais, dans ce cas, la surface des réflecteurs laisse à désirer de telle sorte qu'une réflexion parfaite est aussi diffi- cile à obtenir que pour des matières thermodurcissables. En outre, lorsqu'elle est retirée de l'empreinte du moule, la pièce moulée subit déjà une déformation inadmissible en raison de phénomènes de contraction anisotrope. Enfin, on sait obtenir des réflecteurs de projecteurs pour véhicules automobiles à surface polie à partir des matériaux thermoplastiques indiqués, qui sont pourvus d'une peau en thermoplastique généralement non renforcée, obtenue au moyen du procédé appelé procédé à deux composants ou procédé par moulage sandwich par in- jection Mais, ce procédé n'est lui non plus, pas suscep- tible d'éliminer la tendance à la déformation déjà décrite, Le problème résolu par la présente inyen- tion est d'éviter les inconvénients connus dans l'état de la technique. Le problème posé a pu être résolu par l'u- tilisation d'une couche de noyau composée de poly(alkylène téréphtalate) comportant de 15 à 75 % en poids, de préfé- rence de 30 à 60 % d'hématite, ce pourcentage en poids étant relatif au mélange total. Les poly(alkylène téréphtalates) préféren- tiels sont le poly(éthylène téréphtalate) et le poly(buty- lène téréphtalate) Le poly(éthylène téréphtalate) offre l'avantage d'une meilleure stabilité dimensionnelle à la chaleur, le poly(butyiène téréphtalate) l'avantage d'une aptitude au formage économique. Les poly(alkylène téréphtalates) ont un nom- bre de viscosité (DIN 16 779) situé entre 60 et 180 cm 3/g. Les masses molaires des poly(alkylène téréphtalates utilisés pour Re noyau et la peau sont en général de même valeur Au cas o ces masses molaires seraient de valeurs différentes, la masse molaire du polyester utilisé pour la peau devrait avoir une valeur supérieure à celle du polyester utilisé pour le noyau. L'homopoly(éthylène téréphtalate) ou, selon le cas, l'homopoly(butylène téréphtalate) sont utilisés en général Particulièrement en ce qui concerne les polyesters qui constituent la peau il est possible de remplacer un pourcentage molaire allant jusqu'à 10 % de l'acide téré- phtalique par d'autres acides dicarboxyliques tels que l'acide isophtalique, l'acide sébacique, l'acide azélaique, l'acide dodécanediolque, ou analogues et un pourcentage molaire allant jusqu'à 10 % de l'éthylène glycol ou, selon le cas, du butylène glycol ajouté par d'autres diols tels, entre autres, que le cyclohexane diméthanol-1-4 ou le néopentyl glycol. La matière de remplissage (charge) utilisée selon l'invention pour le poly(alkylène téréphtalate) du noyau est l'hématite qui compose de 15 à 75 %, de préfé- rence de 30 à 60 % pourcentage en poids du mélange total Au moins 75 % de l'hématite utilisée selon l'inven- tion doit avoir une dimension particulaire (passage au tamis) dont au moins 90 % des particules ont une dimension parti- culaire d'aluminium, de calcium et de magnésium. Outre la matière de remplissage hématite résultant de l'invention, d'autres matières de remplissage peuvent être utilisées: les fibres de verre, les micro- billes, le mica, la craie, la kaolin, le talc, le graphite, etc Les autres matières de remplissage peuvent remplacer jusqu'à 25 % de l'hématite mai S à co Qpditiop que le iélan- ge tota e p Qly(alkylène têréphtalate) et de matière de remplissage comporte au moins 15 % en poids d'hématite, Le poly(alkylène téréphtalate) utilisé pour la peau peut être mélange à des matières de remplis- sage dans la mesure o la qualité de surface n'est pas altérée Un exemple de matière de remplissage appropriée est le dioxyde de titane de préférence en quantité allant jusqu'à 30 % en poids du mélange total. Selon une forme d'exécution générale, les poly(alkylène téréphtalates) destinés à la fabrication de réflecteurs de projecteurs pour automobiles sont choi- sis comre suit: A Pour la peau: Utilisation d'homopoly(butylène téréphta- late) non chargé à nombre de viscosité compris entre 110 et 160 cm 3/g. B Pour le noyau Le noyau est fabriqué en matière moulable comportant de 40 à 70 % d'homopoly(butylène téréphtalate), jusqu'à 20 % de fibres de verre moulues et de 30 à 50 % d'hématite pourcentages en poids Le nombre de viscosi- té du polyester est situé dans un domaine compris entre et 120 cm 3/g. Le diamètre des fibres de verre va gêné- ralement de 9 à 16 gm Au moins la m Qitié des fibres de verre a une longueur de fibre Exemples: 1) Pour la peau est utilisé un homopoly (butylène téréphtalate) à nombre de viscosité de 135 cm 3/g. 2) Pour la fabrication de la matière moula- ble destinée au noyau est utilisé un homopoly(butylène téréphtalate) à nombre de viscosité de 115 cm 3 '/g, 3) Sont utilisées comme matières de rem- plissage: a hématite: emploi d'un produit du commerce (densité 4,9 g/cm 3 t surface spécifique; 0,312 m 2/cm 3; diamètre moyen des particules; 40 Wm. b mica 1 emploi d'un produit du commerce (densité 2,9 g/cm 3; surface spécifique; 0,212 m 2/cma; diamètre moyen des particules: 82 jme bo mica 2: emploi d'un produit du commerce (densité 2,9 g/cm 3; surface spécifique: 0,755 m 2/cm 3; diamitre moyen des particules 12 imo 4) Les fibres de verre utilisées sont un produit du commerce de diamètre 10 Am et de longueur de fibre moyenne 110 gm. Fabrication de la matière moulable destin née au noyau: Dans un malaxeur à une vis et à action continue, pourvu de deux ouvertures de remplissage (tem- pérature de cylindre: 240 C) est versé le présent homo- poly(butylène téréphtalate) sous forme de granulés dans la première ouverture Les matières de remplissage et les fibres de verre sont ajoutées après dosage dans la seconde ouverture La matière moulable est sortie sous forme de jonc, refroidie et granulée Les granules sont séchés jusqu'à ce qu'ils atteignent une humidité résiduelle Le tableau annexé montre la réalisation de réflecteurs en des matières sel Qn l'invention (exem- ples 1 et 2), c'est-à-dire chargées essentiellement avec de l'hématite (exemples 1 et 2) et, d'autre part, avec une des matières de la technique antérieure (mica), Les réflecteurs ainsi fabriqués ont les dimensions suivantes: contour d'ouverture rectangulaire; largeur 220 mm; hauteur 1 '16 mm; distance focale; 26,5 mm; épaisseur de paroi: 2,5 mm. Ils sort réalisés par moulage par injec- tion à deux composantes dans les conditions suivantes: pour ce qui est de la peau: À température; 240-270 C pression; 675 bars pour ce qui est du noyau: température: 230-250 C pression: 1000 bars tes réflecteurs ainsi fabriqués sont exac- minés sur le plan de la qualité dimensionnelle et de la stabilité en température pour ce qui est de la qualité dimension- nelle, on examine, à la sortie du moule et après refroi- dissement du réflecteur, si le réflecteur comporte un vrillage, c'est-àdire une torsion autour de son axe Les résultats figurent au tableau annexé dans la colonne "bonne forme sans vrillage", On voit que pour les exemples 1 et 2 selon l'invention, quatre-vingt quatorze réflec- teurs sur cent ne présentent aucun vrillage Cette propor- tion descend à dix-sept et vingt-huit pour les réflec- teurs A et B de référence. pour ce qui est de la stabilité en tem- pérature, on équipe les projecteurs de lampes fonction Dnant en éclairage de coupure Au bout de 20 minutes de fonc- tionnement, on note (par observation sur un écran) l'a- baissement de la limite de coupure entre l'état froid et l'état d'échauffement Une telle méthode a été défi- nie dans une norme de la Communauté Economique européenne, dite GTB (Groupe de Travail de Bruxelles). Le tableau annexé montre dans sa dernière colonne la variation de coupure GTB exprimée en pourcen- tages d'angles (valeurs de la tangente) On voit que pour les exemples 1 et 2 selon l'invention, la variation détec- tée est beaucoup plus faible que pour les réflecteurs de référence des exemples A et B. En définitive, on voit que l'utilisation de l'hématite en tant que charge, conformément à l'inven- tion, améliore de façon nette la stabilité dimensionnelle et la tenue en température des projecteurs selon l'inven- tion. ESSAI MATIERE YMAJBLE PCVR LE NOYAUJ MATIERE YOL BQNOEFORME VAPR Il PION DE po Up R LA p E 1 U U Vp IUXZAG COUPURE G,T B. H (BUTMATIERE DE 1 REMLIS 514 GE FIBRES PE VERE TEREPFTALATE) TPPTIT- Nomtbre deQuantité Quantité Quantité Noebre de viscosité viscosité No d 1 REVENDICATIONS 1 Réflecteur de projecteur pour véhicule automobile fabriqué par moulage par injection selon le procédé à deux composants en poly(alkylne téréphtalate) à nombre de viscosité (DIN 16 779) situé entre 60 et 180 cm 3 '/g, caractérise par le fait que le noyau comporte de 15 à 75 % en poids d'hématïteau moins 75 % de l'hé- matite ayant une dimension particulaire inférieure à 70 gm. 2 Réflecteur de projecteur pour véhicule automobile selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le noyau comporte de 30 à 60 % en poids d'héma- tite. 3 Réflecteur de projecteur pour véhicule automobile selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait que la peau comporte jusqu'à 30 % en poids de Ti 02.