Brevet FR2750700A1 — publié le 19980109

MOUSSE A PEAU INTEGREE ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne une mousse à peau intégrée et son procédé de fabrication. Les mousses revêtues de peaux compactes, à base de résine thermoplastique trouvent de nombreuses applications dans l'industrie automobile comme tableaux de bord, panneaux de portières, appui-tête, etc. Elles sont également utilisées pour la confection de consoles et dans la maroquinerie. Par ailleurs, les procédés d'obtention de mousses revêtues de peaux compactes utilisés industriellement, nécessitent l'utilisation d'au moins deux charges différentes (double slush). Ainsi, une charge comprenant essentiellement la résine thermoplastique est utilisée pour confectionner la peau compacte et ensuite une autre charge comprenant la résine thermoplastique et l'agent d'expansion est utilisée pour fabriquer la mousse. L'utilisation de charges différentes conduit à un procédé complexe et augmente le nombre d'opérations. Par conséquent, le temps nécessaire pour compléter un cycle de fabrication est plus élevé. La demanderesse a maintenant découvert une mousse à peau intégrée à base de résine thermoplastique. On entend par mousse à peau intégrée, une mousse de structure continue dans toute l'épaisseur et dont l'une des surfaces présente des propriétés équivalantes à celles d'une peau. Structure continue désigne une structure ne présentant pas de rupture définie. Cette mousse a un toucher comparable à celui du cuir véritable et dont la densité est relativement faible, en général inférieure à 1, de préférence comprise entre environ 0,4 et environ 0,9. Cette mousse à peau intégrée a une épaisseur comprise entre environ 2 mm et environ 5 mm. La résine thermoplastique peut être choisie parmi le polychlorure de vinyle (PVC), le polychlorure de vinyle chloré (CPVC), les copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle (CV/AV). Le polychlorure de vinyle est particulièrement préféré. Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication de mousse à peau intégrée. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (i) on dépose sur la surface d'un moule une composition A comprenant un plastifiant et un agent inhibiteur d'expansion; (ii) on dépose ensuite une composition B comprenant une résine thermoplastique et un agent d'expansion sur le moule revêtu en (i); (iii) on chauffe le moule graduellement puis rapidement jusqu'à la température de gélification de la résine thermoplastique; (iv) puis on redépose la composition B sur le moule chauffé en (iii). Après expansion de la mousse, le moule est refroidi et on obtient une peau intégrée après démoulage. La composition B se présente de préférence sous forme de poudre. Cette composition B peut être déposée sur le moule suivant les techniques usuelles de moulage comme notamment le pistolage, le rotomoulage et le slush-moulding. Le dépôt d'une poudre sur le moule basé sur l'effet électrostatique est connu sous le nom de pistolage. Dans le cas du rotomoulage, une quantité strictement nécessaire de poudre est introduite dans le moule et par des mouvements de rotation, la poudre se dépose sur la surface du moule. Lorsqu'on introduit dans le moule une quantité de poudre supérieure à celle nécessaire pour le dépôt par rotation, la quantité excédentaire après dépôt de la poudre sur le moule est alors éliminée par gravité. Cette technique est connue sous le nom de slush-moulding. Cette dernière technique de dépôt est particulièrement préférée. Pour le dépôt de la composition A sur la surface du moule, on opère en général à une température allant de la température ambiante à une température inférieure à 100" C. On utilise le plus souvent une température comprise entre 40 C et 70" C. La composition A peut être déposée sur le moule par des méthodes adaptées telles que pulvérisation, tamponnage ou à i'aide d'un pinceau. Outre, le plastifiant et l'agent inhibiteur, la composition A peut comprendre notamment des pigments, des paillettes, des additifs anti-UV, des stabilisants thermiques. On utilise en général un plastifiant compatible avec la résine thermoplastique de la composition B. Le plastifiant peut être choisi parmi les esters formés à partir d'alcool supérieur et d'acide organique tel que l'acide trimellitique, I'acide oléique ou l'acide sébacique comme notamment le trimellitate d'octyle, ou parmi les phtalates tels que le dioctyl phtalate ou parmi les adipates tel que le dibutyl adipate, ou parmi les phosphates tel que le phosphate de tricresyle. Le plus souvent, on utilise les phtalates et les trimellitates, en particulier le trimellitate d'octyle. Comme agent inhibiteur d'expansion, on utilise en général le benzotriazole N-Alkyle ou l'anhydride trimellitique ou le tolutriazole N - alkyle. La résine thermoplastique de la composition B est avantageusement choisie parmi le polychlorure de vinyle. Le polychlorure de vinyle peut être préparé par polymérisation en suspension ou en masse. Comme agent d'expansion, on utilise en général ceux qui se décomposent à une température voisine de la température de gélification ; par exemple les dérivés nitroso tels que la N,N'-dinitrosopentaméthylènetetramine ou la N,N'-diméthyl-N,N'-dinitrosotéréphtalamide, les composés azo tels que l'azodicarbonamide, l'azobisisobutyronitrile ou l'azodicarboxylate de barium, ou d'autres composés comme le bicarbonate de sodium ou l'hydrazide sulphonyle de benzène ou de toluène. L'azodicarbonamide est avantageusement utilisé comme agent d'expansion. Outre la résine thermoplastique et l'agent d'expansion, la composition B peut comprendre notamment un ou plusieurs plastifiants, des pigments, des agents anti-UV ou des agents de stabilisation. Lorsque la composition B comprend un plastifiant, on préfère utiliser le même que celui choisi pour la composition A. La composition B est en général préparée en mélangeant les différents ingrédients. En slush-moulding, la composition B est déposée sur le moule revêtu de la composition A par rotation de l'ensemble du dispositif qui comprend le moule ainsi que le réservoir de poudre. Le nombre de rotations du dispositif est choisi en fonction de l'épaisseur de la couche compacte souhaitée. Ainsi une couche compacte de faible épaisseur sera obtenue avec un nombre peu élevé de rotations. On opère en général à la même température que l'étape (i) pour cette première série de rotations. Puis, on augmente progressivement la température du moule pour permettre l'absorption du plastifiant et de l'agent inhibiteur par la couche de composition B déposée sur le moule. Ensuite, on augmente rapidement la température jusqu'à gélification de la résine thermoplastique. On entend par augmentation progressive de la température, une vitesse de chauffe au plus égale à 25 C par minute et par augmentation rapide, une vitesse de chauffe correspondant à la puissance maximale de l'installation. La température de gélification est en général comprise entre environ 1600 C et environ 270 C. Une température comprise entre environ 1800 C et environ 240 C est préférée. A la température de gélification, on procède à une nouvelle série de rotation du dispositif. Après dépôt d'une quantité suffisante de poudre à la température de gélification, on arrête la rotation et on refroidit le moule. Tout type de moule permettant un chauffage progressif en présence d'une résine thermoplastique peut convenir pour le procédé selon la présente invention. Avantageusement, on utilise les moules à double-enveloppe avec circulation d'un fluide. Le procédé selon la présente invention a l'avantage d'être très simple, par le fait qu'on utilise une seule charge de résine thermoplastique et d'avoir une durée de cycle de fabrication très courte. II présente également une souplesse d'utilisation car en variant quelques paramètres tels que la teneur en agent inhibiteur d'expansion, ou en agent d'expansion et/ou la quantité de poudre déposée à chaque étape on peut obtenir une grande variété de mousse à peau intégrée. L'invention sera mieux comprise à partir des exemples suivants: Partie expérimentale On prépare par malaxage une composition A contenant 40 % en poids du trimellitate d'octyle et 60 % en poids de benzotriazole N-alkyle. On prépare également une composition B contenant: -1 % en poids d'azodicarbonamide - 50 % en poids de résine PVC en poudre - 45 % en poids de trimellitate d'octyle - 4 % d'un mélange d'agent stabilisant thermique On pulvérise la composition A sur la surface intérieure du moule à une température voisine de 50 C, puis on ajuste le réservoir contenant la poudre B sur le moule à double-enveloppe. On démarre ensuite la rotation de l'ensemble du dispositif comprenant le moule revêtu et le réservoir. Après 3 tours complets du dispositif, on arrête la rotation, puis on chauffe progressivement le moule pour atteindre 100" C en 3 minutes. Lorsque la température du moule est à 100" C, on augmente rapidement la température de façon à atteindre 210 C en 4 minutes. On procède ensuite à une nouvelle série de rotation du dispositif. Au bout de 4 tours complets du dispositif, on arrête la rotation. On laisse le moule à 210"C pour une durée supplémentaire d'une minute avant de couper le chauffage et refroidir le moule à l'aide d'une circulation de fluide froide. Lorsque le moule est refroidi, on enlève le réservoir et on démoule la mousse à peau intégrée. La mousse à peau intégrée obtenue a les caractéristiques suivantes: densité = 0,5 épaisseur de la mousse = 3 mm Revendications 1. Mousse à peau intégrée à base d'une résine thermoplastique caractérisée par une continuité de structure. 2. Mousse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la densité est comprise entre 0,4 et 0,9. 3. Mousse selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la résine thermoplastique est le polychlorure de vinyle. 4. Procédé d'obtention d'une mousse à peau intégrée à base d'une résine thermoplastique caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (i) on dépose sur la surface d'un moule une composition A comprenant un plastifiant et un agent inhibiteur d'expansion. (ii) on dépose ensuite une composition B comprenant une résine thermoplastique et un agent d'expansion sur le moule revêtu en (i). (iii) on chauffe le moule graduellement puis rapidement jusqu'à la température de gélification de la résine thermoplastique. (iv) puis on redépose la composition B sur le moule chauffé en (iii). 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que la résine thermoplastique est le polychlorure de vinyle. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que l'on opère à une température comprise entre 40 et 70" C pour l'étape (i). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que la température de gélification est comprise entre 1600 C et 270 C. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que la température est comprise entre 1800 C et 240 C. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que le plastifiant est choisi parmi les phtalates, les esters de l'acide trimetillique. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 9 caractérisé en ce que l'agent inhibiteur est choisi parmi les benzotriazole N - alkyle, tolutriazole N - alkyle et l'anhydride trimellitique. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 10 caractérisé en ce que l'agent d'expansion est l'azodicarbonamide.