Brevet FR2621321A1 — publié le 19890407

L'invention a pour objet une mousse de polyurethanne souple, des produits d'insonorisation comportant une telle mousse et leur procédé de fabrication. Les propriétés d'isolation thermique des mousses de polyuréthanne sont connues de longue date et l'on connaît également l'emploi de ces mousses dans le domaine de l'insonorisation, notamment celle de l'habitacle de véhicules automobiles. Aussi bien pour améliorer le confort acoustique des passagers d'une automobile ou d'un véhicule utilitaire, que pour diminuer le niveau de bruit général résultant de la circulation de ces véhicules, on a déja proposé d'associer à la source de bruit des matériaux d'absorption des ondes sonores placés en regard de ladite source, par exemple sur la face interne du capot du compartiment moteur. On a également proposé d'associer a la paroi séparant l'habitacle du compartiment moteur, c'est-à- dire au tablier de même qu'aux tôles de plancher ou autres, des produits agissant par un effet d'amortissement ou un effet d'isolation. Lorsqu'il agit par effet d'amortisse- ment, le produit d'insonorisation est destiné à empêcher la vibration de la tôle et ce but est atteint dans de nombreuses réalisations connues à l'aide de matériaux à base de bitume qui, non seulement sont lourds ou très lourds, mais présentent en outre des caractéristiques qui décroissent lorsque la température augmente. Lorsqu'il agit par effet d'isolation, le produit d'insonorisation est destiné à arrêter, comme à l'aide d'une barrière, le bruit transmis par exemple par la tôle de tablier séparant l'habitacle du compartiment moteur du véhicule. Le produit isolant est alors disposé dans le volume à isoler, c'est-à- dire du côté de l'habitacle dans le cas d'un véhicule de tourisme, et ledit produit est fréquemment réalisé en tant que système masse-ressort, c'est-à-dire sous forme d'un septum réfléchissant les ondes sonores, par exemple en PVC ou en caoutchouc, sur lequel est fixé le matériau "ressort" comme du feutre ou une mousse de polyuréthanne, l'ensemble masse-ressort étant plaqué sur la paroi en tôle du véhicule par la face libre de la mousse ou du feutre, c'est-à-dire la face distante du septum. De tels produits d'insonorisation à effet isolant sont décrits dans DE-Al1 923 161 o ils sont définis en tant que mousse de polyuréthanne comportant au moins 60 % en poids de charge lourde ceci leur conférant une densité telle qu'ils sont mal adaptés à leur utilisation dans l'in- dustrie automobile o la tendance est, d'une façon géné- rale, à des économies de poids. En outre, et comme indiqué dans FR-A1-2 545 493 qui se réfère spécifiquement au docu- ment mentionné en premier lieu ci-dessus, le module d'élas- ticité relativement élevé ou le faible facteur de perte des produits connus selon DE-Ai-i 923 161 ne permettent pas de les utiliser pour former des systèmes masse-ressort. De tels systèmes sont par contre décrits dans le document mentionné en second lieu, à savoir FR-A1-2 545 493 (TEROSON GmbH) qui vise une mousse de polyuréthanne exempte de charge et qui, en faisant référence à une mousse d'une densité d'environ 45 kg/m3, est prévue soit pour entrer dans la constitution de systèmes masse-ressort, soit pour être utilisée comme matériau d'absorption des ondes sonores, comme explicité ci-dessus. Le matériau mousse de TEROSON, d'application particulièrement intéressante pour la fabrication de tapis de sol de véhicules automobiles est obtenu par réaction d'un isocyanate ou d'un mélange d'isocyanates et de polyéther triols en tant que polyols, ces derniers ayant un nombre OH compris entre 180 et 400, de préférence compris entre 180 et 350. Un tel matériau, qui n'est pas prévu et ne présente pas les caractéristiques requises pour être utilisé en tant que produit d'insonorisation à effet d'amortissement, ne permet pas de répondre complètement au problème posé par 2 6 2 1 3 2 1 les fabricants de véhicules automobiles et qui est celui de fournir une bonne qualité d'insonorisation des véhicules par effet d'isolation, mais aussi d'amortissement, sans avoir à recourir, pour ce dernier effet, aux matériaux lourds ou très lourds des réalisations connues à base de bitume ou analogue. A la suite des travaux poursuivis par la Demanderesse pour tenter d'apporter une solution au problème posé, celle-ci a maintenant trouvé, de manière surprenante, qu'il était possible de fournir une mousse de polyuréthanne souple présentant les caractéristiques requises tant pour la fabrication de produits agissant par effet d'amortis- sement que par effet d'isolation et cela en préparant ladite mousse par réaction d'un diisocyanate ou de poly- isocyanates purs ou modifiés avec un mélange de polyols, plus précisément un tel mélange contenant au moins un polyéther polyol et un polyesterpolyol de caractéristiques prédéterminées. Dans une réalisation préférée, la mousse de poly- uréthanne souple utilisable notamment pour la fabrication de produits d'insonorisation, en particulier de produits d'insonorisation de véhicules automobiles, est caractérisée en ce qu'elle est obtenue par réaction d'un diisocyanate ou de polyisocyanate(s) avec au moins 75 % en poids d'un mélange contenant: (A> 30 à 90 % en poids de polyétherpolyol (teneur en OH de 25 à 56 mg KOH/g); et (B) 10 à 50 % en poids de polyesterpolyol (teneur en OH de 22 à 40 mg KOH/g). La mousse de polyuréthanne souple selon l'invention est en outre caractérisée en ce que sa densité est comprise entre 0,08 et 1,3. Une telle mousse de polyuréthanne, dont les caractéristiques peuvent, en outre, être choisies pour leur adaptation à la fabrication de produits insonorisants mettant en oeuvre un effet d'amortissement et/ou un effet d'isolation est ainsi d'utilisation particulièrement intéressante par les grandes possibilités d'emploi qu'elle offre. Un produit d'insonorisation selon l'invention, notamment pour habitacle de véhicule automobile, est alors caractérisé en ce qu'il comprend une mousse de polyuréthan- ne souple obtenue comme indiqué ci-dessus, utilisée soit seule sous forme de pièce moulée pour son effet d'amortis- sement et/ou en tant que partie constitutive d'un système masse-ressort. Dans un mode d'exécution du produit d'insonorisation selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que ladi- te mousse de polyuréthanne est sous forme d'une pièce mou- lée de faible épaisseur (2 à 4 mmn) dans le cas d'une mousse de densité voisine de l'unité ou de plus forte épaisseur densité, de l'ordre de 0,08 à 0,11. Dans un autre mode d'exécution, le produit d'insono- risation selon l'invention est caractérisé en ce que la mousse de polyuréthanne souple d'une densité de 0,08 à 0,11 forme la partie "ressort" d'un système masse-ressort dont le septum est en caoutchouc thermoplastique, polyuréthanne chargé ou polymère thermoplastique. A cet égard, l'invention envisage un produit d'insonorisation d'un intérêt particulier, caractérisé en ce qu'il comprend, sous forme d'un ensemble unitaire, un système masse-ressort et une couche à effet d'amortis- sement, l'ensemble étant propre à être rapporté sur le tablier du véhicule automobile qu'il est destiné à équiper. Dans une telle réalisation, la mousse de polyuréthanne souple constitutive de la partie "ressort" est une mousse de faible densité et la couche à effet d'amortissement est une mousse de polyuréthanne souple selon l'invention Quel que soit le produit d'insonorisation à base de la mousse de polyurethanne souple obtenue comme indiqué ci- dessus, l'invention prévoit de fabriquer ledit produit soit à l'aide de machines de mélange à basse pression soit, de préférence, par les techniques de moulage par injection réaction, généralement désignées par leur dénomination anglaise "RIM" L'invention envisage également un mode de fabrication par projection, par exemple à l'aide d'un pistolet ou analogue dans un moule de forme appropriée. Une mousse de polyuréthanne souple selon l'invention est avantageusement obtenue en faisant réagir les composants suivants, en % en poids: Triol à base d'oxyde de propylène/ oxyde d'éthylène 22,60 Polyester polyol (pclybutylèneglycol adipate) 25 Diéthylene glycol 4,90 Catalyseurs 0,08 Colorant 1,96 Trichlorcfluorométhane 2,94 Chlorure de méthylène 0,98 Sulfate de baryum 25 Polyisocyanate (28 % NCO) 16,54 Une autre réalisation préférée est celle obtenue en faisant réagir les composants suivants, en % en poids: Triol à base d'oxyde de propylène/ oxyde d'éthylène 32,07 Polyester polyol (polybutylèneglycol adipate) 30 Diéthylène glycol 2,78 Glycérine 0,32 Eau 0,96 Catalyseurs 0,55 Colorant 0,38 Trichlorofluorométhane 4,18 Stabilisant de cellules 0,08 Polyisocyanate (28 % NCO) 28,68 On obtient ainsi, selon l'invention, une mousse de polyuréthanne souple dont la densité (d) peut être réglée a volonté entre une valeur d = 1,3 et une valeur d = 0,08 et cette mousse, mise en oeuvre dans des produits d'insono- risation à effet d'amortissement, ou du type masse-res- sort, fournit d'excellents résultats sur lesquels, en outre, les variations de température n'ont que peu d'influ- ence. L'invention sera bien comprise par la description qui suit de formes de réalisations données à titre d'exemple uniquement. EXEMLEl 1 Pour la fabrication d'un dispositif d'insonorisation, notamment de l'habitacle d'un véhicule automobile et, en particulier, un tel dispositif destiné à équiper la tôle de tablier et/ou les tôles de plancher du véhicule pour limi- ter la vibration desdites tôles et du tablier par effet d'amortissement, l'invention envisage l'utilisation d'une mousse de polyuréthanne souple d'une densité voisine de 1,3 à partir des constituants suivants: Triol à base d'oxyde de propylène/ oxyde d'éthylène 22,60 Polyester polyol (polybutylèneglycol adipate) 25, Diéthylène glycol 4,90 Catalyseurs 0,08 Colorant 1,96 Trichlorofluorométhane 2,94 Chlorure de méthylène 0,98 Sulfate de baryum 25 Polyisocyanate techniques de projection ou, de moulage par injection réac- tion (RIM) fournissent.des feuilles ou plaques d'une épaisseur comprise entre 2 et 4 mm dont la forme correspond très exactement, par un choix approprie du moule, à celle du tablier ou aux tôles de plancher sur lesquelles le pro- duit d'insonorisation doit être rapporté. Cette derniere opération est encore facilitée par le fait que la plaque ou feuille fabriquée selon l'invention présente, à sa sortie du moule, un "tack" naturel qui facilite l'adhérence et la fixation de la plaque ou feuille sur les tôles du véhicule automobile. Des essais de l'effet d'amortissement obtenu, exécutés suivant la méthode SAE 3671, conduisent à des gains de 12dB/s/kg/m2 à 20'C, avec en outre une très faible variation des caractéristiques obtenues en fonction de la température. Le poids de la plaque ou feuille amortissante est en outre notablement inférieur à celui de la couche amortis- sante usuelle connue à base de bitume, procurant ainsi un avantage supplémentaire au dispositif de l'invention. EXEMPLE a Fabrication d'une mousse de polyuréthanne de densité d = 0,08. Les constituants de départ sont sensiblement les mêmes que ceux indiqués ci-dessus pour l'Exemple 1 sous réserve de l'omission de la charge de sulfate de baryum. De façon plus précise, les constituants du mélange sont les suivants: % en poids Triol à base d'oxyde de propylène/oxyde d'éthylène 32,0? Polyester polyol (polybutylène glycol adipate)30 Diéthylène glycol 2,78 Glycérine 0,32 Eau 0,96 Catalyseurs 0,55 Colorant 0,38 Trichlorofluorométhane 4,18 Stabilisant de cellules 0,08 Polyisocyanate (28 % NCO) 28,68 2 6 2 1 3 2 1 La mise en forme est ici aussi effectuée par la tech- nique RIM pour former une plaque ou feuille de plus forte I épaisseur que celle mise en oeuvre dans l'Exemple 1, par exemple de l'ordre de 20 mm, pour l'obtention de produits d'insonorisation plus particulièrement destinés à équiper les planchers de véhicules automobiles. La mousse de polyuréthanne souple de cette réalisation est dépourvue de "tack". Les essais de gain effectués par la même méthode que celle indiquée cidessus pour l'Exemple 1 (SAE. J671) conduisent a des valeurs de 18 dB/s/kg/mn à 20'C, les variations des caractéristiques étant ici aussi peu impor- tantes en fonction de la température. EXEMPLE 3 Une mousse de polyuréthanne souple selon l'invention peut non seulement être mise en oeuvre pour la fabrication de produits d'insonorisation à effet d'amortissement mais également pour la fabrication de produits d'insonorisation à effets d'isolation, notamment de systèmes à masse-res- sort. Pour une telle utilisation, l'invention prévoit de ma- nufacturer le système masse-ressort en injectant ou proje- tant une mousse de polyuréthanne souple selon l'invention dans un moule préalablement garni d'un septum, par exemple en polyuréthanne chargé, en caoutchouc ou polymère thermo- plastique,la mousse de polyuréthanne souple étant choisie pour sa faible densité L'utilisation de la mousse de polyuréthanne souple se- lon l'invention permet alors d'obtenir en ce qui concerne le gain d'isolement des résultats analogues ou meilieurs à ceux obtenus à l'aide de systèmes de masse-ressort usuels mais nettement plus lourds, par exemple ceux constitués d'un septum à base de bitume et un matériau ressort constitué par une mousse de feutre. Bien que l'invention ait été décrite en référence à la mise en oeuvre des techniques de moulage par injection réaction (RIM) elle n'est pas limitée à ce type de techniques. Bien au contraire, elle prévoit dans son cadre que les produits d'insonorisation à effet d'amortissement ou à ef- fet d'isolation puissent être fabriqués par projection, ou par machine de mélange à basse pression. Dans le premier cas, le produit d'insonorisation est avantageusement fabriqué par pistolétage dans un moule de forme appropriée alors que dans le second cas le produit est coulé dans un moule de forme. Quel que soit le mode de mise en oeuvre, une réalisa- tion particulièrement avantageuse de l'invention prévoit de - réaliser le produit d'insonorisation sous forme d'un ensem- ble unitaire comprenant un système masse-ressort dans lequel la partie "ressort" est sous forme d'une mousse de polyuréthanne souple selon l'invention ou de type usuel, la surface libre de ladite mousse, -c'est-àdire celle distante du septum-, étant en outre munie d'une couche de mousse de polyuréthanne souple à plus grande densité que celle formant la partie "ressort" par exemple d'une densité de 0,8 à 1,3 et qui agit par effet d'amortissement, ladite couche étant celle qui est alors disposée au contact de la tôle de tablier ou de plancher d'un véhicule sur la face de ladite tôle ou dudit plancher en regard de l'habitacle. 2 6 2 1 3 2 1 REVENDICATIONS 1.- Mousse de polyuréthanne souple utilisable notamment pour la fabrication de produits d'insonorisation, en particulier de produits d'insonorisation de véhicules automobiles, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par réaction d'un diisocyanate ou de polyisocyanate(s) purs ou modifiés avec au moins 75 % en poids d'un mélange contenant: (A) 30 à 9'0 % en poids de polyétherpolyol (teneur en OH de 25 à 56 mg KOH/g; et (B) 10 à 50 % en poids de polyester polyol (teneur en OH de 22 à 40 mg KOH/g). 2.-Mousse de.polyuréthanne souple selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que sa densité est comprise entre 0,08 et 1,3. 3.-Mousse de polyuréthanne selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est obtenue & partir des constituants suivants, en parties en poids: Triol à base d'oxyde de propylène/ oxyde d'éthylène 22,60 Polyester polyol (polybutylèneglycol adipate) 25 Diéthylène glycol 4,90 Catalyseurs 0,08 Colorant 1,96 Trichlorofluoromé- thane. 2,94 Chlorure de méthylène 0,98 Sulfate de baryum 25 Polyisocyanate (28 % NCO) 16,54 4.-Mousse de polyuréthanne selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est obtenue à partir des constituants suivants, en parties en poids: Triol à base d'oxyde de propylène/ oxyde d'éthylène 32,07 Polyester polyol (polybutylèneglycol adipate> 30 Diéthylène glycol 2,78 Glycérine 0,32 Eau 0,96 il Catalyseurs 0,55 Colorant 0,38 Trichlorofiluorométhane 4,18 Stabilisant de cellules 0,08 Polyisocyanate 28,68 5.-Produit d'insonorisation, notamment pour habitacle de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une mousse de polyuréthanne souple selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6.-Produit d'insonorisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite mousse de polyuréthanne est sous forme d'une pièce moulée de faible épaisseur (2 à 4 mmn) dans le cas d'une mousse de densité voisine de l'unité ou de plus forte épaisseur (de l'ordre de 20 mm) dans le cas d'une mousse de faible densité, de l'ordre de 0,08 à 0,11. 7.-Produit d'insonorisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthanne souple d'une densité de 0,08 à 0,11 forme la partie "ressort" d'un système masse-ressort. 8.-Produit d'insonorisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le septum du système masse-ressort est, avantageusement en polyuréthanne chargé, caoutchouc ou polymère thermoplastique 9.-Produit d'insonorisation, notamment pour habitacle de véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend sous forme d'un ensemble unitaire un système masse-ressort dont la partie "ressort" est une mousse de polyuréthanne souple et une couche de polyuréthanne souple disposée sur la face libre de la partie "ressort" c'est-à-dire sur la face la plus distante du septum. 10.-Produit d'insonorisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthanne souple constitutive de la partie "ressort" est une mousse de faible densité et en ce que la couche à effet d'amortissement est une mousse de polyuréthanne souple selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 11.-Procedé de fabrication d'un produit d'insonorisa- tion selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthanne souple est façonnée par les techniques du moulage par injection réac- tion (RIM). 12.-Procédé de fabrication d'un produit d'insonorisa- tion selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthanne souple est mise en oeuvre par projection, avantageusement par pisto- létage. 13.-Procédé de fabrication d'un produit d'insonorisa- tion selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthanne souple est mise en forme à l'aide d'une machine de mélange basse pression.