Brevet FR2598967A1 — publié le 19871127

La présente invention concerne le domaine des pièces moulées en mousse de polyuréthane et a pour objet un procédé de fabrication de matelassures moulées en mousse de polyuréthane comportant plusieurs zones de souplesses différentes. 5 Actuellement, il est connu qu'en coulant dans un moule, un mélange d'isocyanate, de polyol, d'activateur, de catalyseur et d'eau, on réalise un mélange moussant qui s'expanse dans le moule et permet d'obtenir, après polymérisation dans ce moule, une matelassure en mousse souple de 10 polyuréthane. Ce type de matelassure présente une souplesse équivalente en tous ses points, alors qu'il est souvent souhaitable qu'elle présente, au contraire, différentes zones de souplesse, par exemple une zone souple dans la partie centrale 15 d'un siège, qui correspond à la zone d'assise ou d'appui du dos, et une zone plus ferme dans les parties latérales du siège, qui correspond à une zone de soutien. On a alors pensé à couler simultanément dans un moule un mélange moussant de qualité souple dans la partie 20 centrale et un mélange moussant de qualité ferme dans les parties latérales, les deux mélanges moussants s'expansant simuitanément, de sorte que le coussin obtenu présente une partie centrale souple et des parties latérales fermes. Mais pour obtenir une bonne délimitation des zones 25 de souplesse, il est indispensable de compartimenter le moule, pour chaque zone de coulée, par des séparations en métal de quelques centimètres de hauteur fixées au fond du moule et destinées à éviter que les mélanges moussants ne se mélangent avant que l'expansion soit suffisamment développée. Il en résulte que la matelassure, une fois réalisée, présente sur sa surface des fentes moulées indésirables, de l'épaisseur et de la profondeur de ces séparations. De plus, les zones fermes, si elles sont désirables sur le plan du soutien, n'en sont pas moins désagréables sur 35 le plan du confort d'approche, le procédé de fabrication ne permettant pas que ces parties en mousse ferme soient recouvertes d'une certaine épaisseur de mousse souple. Enfin, le procédé de fabrication actuel ne permet A 2598967 - 2 - que de juxtaposer des zones de souplesses différentes, alors qu'il est souvent souhaitable de les superposer. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients. À 5 Elle a, en effet, pour objet un procédé de fabrication d'une matelassure moulée en mousse de polyuréthane présentant plusieurs zones de souplesses différentes, caractérisé en ce qu'il consiste à compartimenter un moule en y disposant un ou plusieurs récipients collecteurs et/ou une ou plusieurs 10 séparations qui forment avec le moule l'ensemble des parois délimitant les différents volumes dans chacun desquels s'expanse une mousse de polyuréthane de souplesses différentes et qui déterminent la liaison intime des différentes mousses, de souplesses différentes, après l'expansion desdites mousses.:115 L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels 0 la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'un moule ouvert, muni de deux récipients collecteurs, lors de la coulée de mélanges de mousse de polyuréthane selon le procédé de fabrication conforme à l'invention la figure 2 est une vue en perspective d'une plaque découpée 25 selon le procédé de fabrication conforme à l'invention la figure 3 est une vue en perspective d'un récipient collecteur réalisé selon le procédé de l'invention la figure 4 est une vue en coupe d'une matelassure de siège réalisée selon le procédé de l'invention la figure 5 est une vue en perspective et en coupe d'un moule ouvert muni de deux séparations lors de la coulée de mélanges de mousse de polyuréthane selon le procédé de fabrication conforme à l'invention la figure 6 est une vue en coupe d'une variante de matelassure 35 de, siège réalisée selon le procédé de l'invention, et la figure 7 est une vue en coupe d'une matelassure de dossier réalisée selon le procédé de l'invention. Conformément à l'invention, le procédé de fabrica- -3 tion consiste à compartimenter un moule 1 en y disposant un ou plusieurs récipients collecteurs 2 et/ou une ou plusieurs séparations 3 qui forment avec le moule 1 l'ensemble des parois délimitant les différents volumes dans chacun desquels s'expanse une mousse de polyuréthane de souplesses différentes et qui déterminent la liaison intime des différentes mousses, de souplesses différentes, après l'expansion desdites mousses. Selon une caractéristique de l'invention, les séparations 3 et/ou les récipients collecteurs 2 sont façonnés dans des plaques 4 en mousse de polystyrène d'une densité de 8 à 20 g/dm3, d'une épaisseur de 1 à 4 mm, et dont la rétraction s'effectue à une température comprise entre 70 C et C, entraînant pendant la phase de polymérisation la transformation par rétraction de ladite mousse de polystyrène 15 en une couche 6 de matière fine, compacte et souple faisant office d'agent collant solidarisant entre elles les mousses de polyuréthane de souplesses différentes. Les plaques en mousse de polystyrène présentent préférentiellement une densité de g/dm et une épaisseur de 2 mm. Ainsi le procédé consiste à découper ou à façonner, par exemple sous presse, les plaques 4 en mousse de polystyrene, à les disposer à l'intérieur du moule 1 de manière à former des séparations 3 et/ou des récipients collecteurs 2, à les maintenir en place dans le moule 1 par tous moyens connus 25 tels que supports, rainures ou clips, à couler simultanément différents mélanges moussants de polyuréthane de souplesses différentes, chacun dans un volume délimité par les parois des séparations 3 et du moule 1 et/ou par les parois des récipients collecteurs 2, à recouvrir le moule 1, à laisser la réaction exothermique des mousses de polyuréthane s'effectuer de telle façon que les séparations 3 et/ou les récipients collecteurs 2 en mousse de polystyrène se transforment par rétraction en une couche 6 de matière fine, compacte et souple qui fait office d'agent collant et qui réalise ainsi une 35 liaison intime des différentes mousses de polyuréthane de souplesses différentes, puis enfin à retirer la matelassure du moule 1 après la polymérisation. La solidarisation des mousses de polyuréthane ô - Z-0 2598967 constituant les différentes zones de souplesse peut encore être améliorée en ménageant dans les plaques 4, avant ou après leur découpage, des orifices 5 de l'ordre de 0,5 à 2 mm de diamètre, déterminant les points de contact entre les diffé5 rentes mousses qui renforcent ainsi leur cohésion. La réaction exothermique des différentes mousses de polyuréthane pourra, en outre, être complétée par une source - -:de chaleur extérieure de telle façon que la transformation par rétraction de la mousse de polystyrène s'effectue à une température comprise entre 80 C et 110 C durant environ 120 à 180 secondes, et préférentiellement à une température de 1000 C durant 150 secondes. Dans une première variante de réalisation du procédé, une plaque 4 en mousse de polystyrène est découpée ou 1t5 façonnée de manière à former deux récipients collecteurs 2 - faisant office de séparation (voir figures 2 et 3). Ces récipients sont ensuite disposés sur les parties latérales 1' et 1" du moule 1 et maintenus en place, par exemple par des supports 7 fixés au moule 1. Deux mélanges mous20 sants de polyuréthane sont alors coulés, une tête de coulée 8 coulant un mélange moussant souple dans la partie centrale du moule 1 et deux têtes de coulée 9 coulant un mélange moussant -moins souple dans les récipients collecteurs 2 en mousse de - polystyrène (voir figure 1). Après la coulée de ces différents mélanges moussants, le moule est recouvert d'un couvercle et la mousse est amenée à une température d'environ 100 C, soit par la seule....- reaction exothermique de la mousse de polyuréthane elle-même, tsoit en plaçant, en outre, le moule 1, par exemple dans un four. Durant une période de 150 secondes incluse dans la phase de polymérisation, s'effectue la rétraction partielle des - 000 récipients collecteurs 2 en mousse de polystyrène,-cette rétraction déterminant la transformation de la mousse de polystyrène en une couche 6 de matière fine et compacte faisant office d'agent collant qui solidarise les différentes qualités de mousse. La figure 4 représente une vue en coupe d'une matelassure de siège telle qu'elle sort du moule. Les parties - 5 latérales 10 du coussin sont en mousse ferme, séparées de la partie centrale 11 du coussin en mousse souple par la couche 6 de matière fine et compacte faisant office d'agent collant qui solidarise les différentes mousses de polyuréthane. On remarquera que, conformément à l'invention, la mousse souple, grâce à la disposition des récipients collecteurs 2 de séparation en mousse de polystyrène, recouvre les parties latérales 10 en mousse ferme, assurant ainsi un excellent confort d'approche. Lorsqu'il est, au contraire, souhaité que les parties latérales 10 d'une matelassure soient en mousse ferme, sans confort d'approche, par exemple pour des sièges de voitures de sport, on compartimente le moule 1 au moyen de séparations 3 constituées par les simples plaques 4 de mousse de polystyrène façonnées aux dimensions désirées, et fixées par exemple par des clips 7'. On coule de même les différents mélanges moussants de mousse de polyuréthane, puis après avoir recouvert le moule 1 de son couvercle, on procède à la polymérisation comme décrit précédemment (figure 5). La figure 6 représente une variante de réalisation d'une matelassure de siège telle qu'elle sort du moule 1, la mousse souple de la partie centrale 11 du coussin étant également séparée de la mousse ferme des parties latérales 10 du coussin par une couche 6 de matière fine et compacte faisant 25 office d'agent collant qui solidarise les différentes mousses de polyuréthane. La figure 7, quant à elle, représente une matelassure de dossier telle qu'elle sort de son moule, la mousse souple de polyuréthane constituant la partie centrale 11' et 30 l'avant des parties latérales 10' du dossier, et la mousse ferme constituant l'arrière des parties latérales 10' du dossier-, l'avant et l'arrière des parties latérales 10' étant séparées par une couche 6 de matière fine et compacte faisant office d'agent collant qui solidarise les différentes mousses 35 de polyuréthane. Cette variante de réalisation est obtenue en plaçant les récipients collecteurs en mousse de polystyrène en zone haute des parois latérales du moule. Ainsi la mousse souple q i- 1 . - 6 - coulée dans le fond du moule n'a pu s'expanser que jusqu'à la hauteur des récipients collecteurs en mousse de polystyrène, formant barrière, tandis que la mousse ferme coulée dans ces récipients collecteurs de mousse de polystyrene, s'est expansée dans la partie supérieure du moule. Cette variante illustre le moulage de matelassures en mousse de polyuréthane dont deux zones de souplesses différentes sont superposées. Bien entendu, et selon une caractéristique de l'in10 vention, les plaques 4 dans lesquelles sont façonnées les séparations 3 et/ou les récipients collecteurs 2 peuvent être en un produit cellulaire souple ou semi-souple, tel qu'une mousse de polyuréthane constituant des liaisons souples ou semi-souples solidarisant les différents mélanges de mousse de 15 polyuréthane de souplesses différentes grâce à l'adhérence naturelle de ces mousses sur les parois desdits récipients collecteurs 2 et/ou séparations 3. Ces plaques 4 en mousse de polyuréthane présentent une épaisseur de 1 à 5 mm. Il va de soi que les matelassures représentées figu20 res 4, 6 et 7 ne sont que des exemples non limitatifs de matelassures en mousse de polyuréthane et que l'invention a pour objet toutes matelassures présentant deux ou plusieurs zones de souplesse, de géométrie parfaite, entièrement solidarisées, exemptes de toutes fentes indésirables, permettant toutes 25 combinaisons répondant aux nécessités de soutien et de confort, par exemple la superposition de mousses de souplesses différentes, reliées entre elles par une couche 6 qui les solidarise, et qui est, soit en matière fine, compacte et souple faisant office d'agent collant, soit en matière souple 30 ou semisouple faisant office d'agent de liaison. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitu35 tion d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -7 -R E V E N D I C AT I ONS1. Procédé de fabrication d'une matelassure moulée en mousse de polyuréthane présentant plusieurs zones de souplesse différente, caractérisé en ce qu'il consiste à compar5 timenter un moule (1) en y disposant un ou plusieurs récipients collecteurs (2) et/ou une ou plusieurs séparations (3) qui forment avec le moule (1) l'ensemble des parois délimitant les différents volumes dans chacun desquels s'expanse une mousse de polyuréthane de souplesses différentes, et qui 10 déterminent la liaison intime des différentes mousses, de souplesses différentes, après l'expansion desdites mousses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à façonner des plaques (4) en matière synthétique, à disposer les plaques ainsi façonnées (4) à l'intérieur du moule (1) de manière à former des séparations (3) et/ou des récipients collecteurs (2), à les maintenir en place dans le moule (1) par tous moyens connus tels que supports, rainures ou clips, à couler simultanément différents mélanges moussants de polyuréthane de souplesses différentes 20 chacun dans un volume délimité par les parois des séparations (3) et du moule (1) et/ou par les parois des récipients collecteurs (2), à recouvrir le moule (1), à laisser la réaction exothermique des mousses de polyuréthane s'effectuer de telle façon que les séparations (3) et/ou les récipients collecteurs (2) en matière synthétique déterminent la liaison intime des différentes mousses, de souplesses différentes, puis à retirer la matelassure du moule (1) après la polymérisation. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 1 et 2, caractérisé en ce que des orifices (5) de l'ordre de 0,5 à 2 mm sont réalisés dans les plaques (4) en matière synthétique avant ou après leur façonnage, afin de favoriser la solidarisation des mousses. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica35 tions 1 à 3, caractérisé en ce que les plaques (4) dans lesquelles sont façonnées les séparations (3) et/ou les récipients collecteurs (2) sont en mousse de polystyrène d'une densité de 8 à 20 g/dm3, d'une épaisseur de 1 à 4 mm, et 259896? -8 dont la rétraction s'effectue à une température comprise entre 70' C et 1500 C, entraînant pendant la phase de polymérisation la transformation par rétraction de ladite mousse de polystyrène en une couche (6) de matière fine, compacte et souple 5 faisant office d'agent collant solidarisant entre elles les mousses de polyuréthane de souplesses différentes. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les plaques (4) en mousse de polystyrène présente pré3 férentiellement une densité de 15 g/dm3, et une épaisseur de 10 2 mm. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications et 5, caractérisé en ce que la réaction exothermique des différentes mousses de polyuréthane est complétée par une source de chaleur extérieure de telle façon que la transforma15 tion par rétraction de la mousse de polystyrène s'effectue à une température comprise entre 800 C et 1100 C durant environ à 180 secondes. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la transformation par rétraction de mousse de polysty20 rène s'effectue préférentiellement à une température de 1000 C durant 150 secondes. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,. caractérisé en ce que les plaques (4) dans lesquelles sont façonnées les séparations (3) et/ou les récipients collecteurs (2) sont en un produit cellulaire souple ou semisouple, tel qu'une mousse de polyuréthane constituant des liaisons souples ou semi-souples solidarisant les différents mélanges de mousse de polyuréthane de souplesses différentes grâce à l'adhérence naturelle de ces mousses sur les parois 30 desdits récipients collecteurs (2) et/ou séparations (3). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les plaques (4) en mousse de polyuréthane présentent une épaisseur de 1 à 5 mm. 10. Matelassure en mousse de polyuréthane de souplesses différentes obtenue par application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que lesdites mousses sont reliées entre elles par une couche(6)de matière fine et compacte faisant office d'agent -9 collant qui solidarise les différentes mousses de polyuréthane, lesdites mousses pouvant être juxtaposées et/ou superposees. 11. Matelassure en mousse de polyuréthane de sou5 plesses différentes obtenue par application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 8 et 9, caractérisée en ce que lesdites mousses sont reliées entre elles par une couche (6) de matière souple ou semi-souple faisant office d'agent de liaison qui solidarise les différentes mousses de 10 polyuréthane, lesdites mousses pouvant être juxtaposées et/ou superposées.