Brevet FR2805770A1 — publié le 20010907

PROCEDE DE REALISATION DE PIECES EN MATIERE PLASTIQUE ALLEGEES La présente invention concerne des pièces allégées en matière plastique thermodurcissable, un procédé de réalisation de telles pièces, ainsi qu'une tête de coulée pour la réalisation de pièces allégées en matière plastique thermodurcissable comprenant des moyens de mélange d'au moins deux composants réagissant en une réaction exothermique. Les matériaux thermodurcissables, et plus particulièrement les mousses de tels matériaux, sont souvent utilisés pour le remplissage de cavités avec une masse volumique la plus faible possible pour des caractéristiques données. C'est le cas dans le domaine de I'automobile des appuis-tête, des sièges, des tablettes arrière, des pavillons, des panneaux de portières, des sous-tapis... Il est généralement demandé à ces matériaux de constituer des structures susceptibles de conférer aux pièces réalisées des qualités de stabilité thermique et mécanique, des qualités de souplesse ou de rigidité, et des qualités de compromis poids I performance. On connait par ailleurs des matières thermoplastiques qui ont pour caractéristique de pouvoir être très fortement expansées. Toutefois, leur stabilité thermique est souvent insuffisante pour leur permettre d'être utilisées dans certains domaines tels que celui de Il'automobile. La présente invention vise à fournir un matériau permettant de réaliser des pièces allégées en matière plastique, dont les caractéristiques mécaniques et thermiques permettent l'emploi dans un grand nombre de domaines, et notamment dans l'automobile. L'invention a également pour but de fournir un procédé permettant de réaliser de telles pièces. L'invention a encore pour but de fournir des moyens permettant de mettre en oeuvre le procédé précité. A cet effet, I'invention a tout d'abord pour objet une pièce en matière plastique thermodurcissable, caractérisé par le fait qu'elle 2 2805770 comporte au moins une partie comprenant des inclusions en matière thermoplastique expansée. De telles pièces peuvent ainsi présenter une stabilité thermique et géométrique du même ordre que celle réalisées en matière plastique thermodurcissable, tout en bénéficiant du fait que les inclusions, étant en matière thermoplastique expansée, peuvent avoir une masse volumique extrêmement basse. Il en résulte des pièces qui peuvent être considérablement allégées. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation de pièces allégées en matière plastique thermodurcissable, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à introduire des billes en matériau thermoplastique expansible dans ladite matière plastique thermodurcissable, et provoquer l'expansion desdites billes au sein de la matière plastique thermodurcissable. Bien entendu, on entend ici par "billes" les matériaux thermoplastiques disponibles sur le marché sous une forme compacte prêts à expanser, indépendamment de leur forme géométrique. Ces billes ont généralement un diamètre de l'ordre de 0,3 à 2,5 mm et s'expansent sous l'effet de la chaleur, jusqu'à obtenir des masses volumiques voisines de 20 grammes par litre, les résistances à la compression étant fonction du choix de la matière. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à partir de billes brutes ou de billes préexpansées. Ladite matière plastique thermodurcissable peut en particulier être obtenue par mélange d'au moins deux composants réagissant en une réaction exothermique, lesdites billes étant introduites dans ledit mélange en cours de réaction et leur expansion étant provoquée par la chaleur dégagée par ladite réaction exothermique. Dans un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, l'introduction desdites billes en matériau thermoplastique dans le mélange desdits composants en cours de réaction est effectuée dans une tête de coulée desdits deux composants. Plus particulièrement, ladite introduction peut être effectuée dans une chambre de mélange de ladite tête. 3 2805770 L'invention a également pour objet une tête de coulée pour la réalisation de pièces allégées en matière plastique thermodurcissable comprenant des moyens de mélange d'au moins deux composants réagissant en une réaction exothermique, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens d'alimentation pour amener dans le mélange desdits deux composants des billes en matériau thermoplastique. Lesdits moyens d'alimentation peuvent comprendre un conduit débouchant dans une chambre de mélange de la tête de coulée. Dans un mode de réalisation particulier, ledit conduit est un conduit central coaxial à ladite chambre de mélange. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'une pièce réalisée conformément à l'invention; et - la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale d'une tête de coulée permettant la réalisation de la pièce de la figure 1. On voit à la figure 1 une pièce moulée 1, par exemple d'une automobile, dans laquelle une matrice 2 en mousse plastique thermodurcissable contient des inclusions 3 en matière thermoplastique expansée. La matrice 2 est par exemple en mousse de polyuréthanne obtenue par réaction exothermique d'un polyol et d'un isocyanate, et les inclusions 3 sont par exemple en polypropylène ou en polystyrène. La figure 2 représente une tête de coulée 4 pour le moulage de la pièce 1. Cette tête est cylindrique et munie d'un conduit central 5 débouchant coaxialement dans la chambre de mélange 6. Deux orifices latéraux 7 et 8 permettent l'alimentation de la chambre de mélange. Les billes expansibles sont amenées par le conduit central 5 tandis que les deux composants du polyuréthanne sont amenés respectivement par les orifices 7 et 8. Les billes sont donc 4 2805770 incorporées aux deux composants du polyuréthanne dans la chambre de mélange 6. Un piston racleur (non représenté) assure de façon connue le nettoyage de la chambre de mélange 6 après chaque opération de coulée. La température de réaction est réglée de manière à correspondre à la température d'expansion des billes, par exemple de l'ordre de 80 C à 120 C. On observera que l'expansion des billes peut, dans un autre mode de réalisation, être postérieure au moulage de la mousse de polyuréthanne. Cette expansion peut alors compenser le retrait naturel de la mousse. On peut en outre obtenir un gradient de dureté croissant vers l'intérieur de la pièce. On peut également moduler la dureté de la pièce en utilisant localement des billes expansées de dureté supérieure à celle de la mousse, qui suivent les mouvement de cette dernière sans recevoir toute la pression qui les détruirait. Bien entendu, la pièce peut n'être réalisée que partiellement selon l'invention, par exemple en introduisant à certains emplacements, contrairement au cas précédent, des billes expansibles souples dans une mousse rigide, de manière à procurer un toucher souple à ces emplacements. 2805770 REVENDICATIONS 1 - Pièce en matière plastique thermodurcissable, caractérisé par le fait qu'elle comporte au moins une partie comprenant des inclusions (3) en matière thermoplastique expansée. 2 - Procédé de réalisation de pièces allégées en matière plastique thermodurcissable, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à introduire des billes en matériau thermoplastique expansible dans ladite matière plastique thermodurcissable (2), et provoquer l'expansion desdites billes au sein de la matière plastique thermodurcissable. 3 - Procédé selon la revendication 2, dans lequel ladite matière plastique thermodurcissable (2) est obtenue par mélange d'au moins deux composants réagissant en une réaction exothermique, lesdites billes étant introduites dans ledit mélange en cours de réaction et leur expansion étant provoquée par la chaleur dégagée par ladite réaction exothermique. 4- Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'introduction desdites billes en matériau thermoplastique dans le mélange desdits composants en cours de réaction est effectué dans une tête de coulée (4) desdits deux composants. - Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite introduction est effectuée dans une chambre de mélange de ladite tête. 6 - Tête de coulée pour la réalisation de pièces allégées en matière plastique thermodurcissable comprenant des moyens (6-8) de mélange d'au moins deux composants réagissant en une réaction exothermique, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens d'alimentation (5) pour amener dans le mélange desdits deux composants des billes en matériau thermoplastique. 7 - Tête de coulée selon la revendication 6, dans laquelle lesdits moyens d'alimentation comprennent un conduit (5) débouchant dans une chambre de mélange (6) de ladite tête. 6 2805770 8 - Tête de coulée selon la revendication 7, dans laquelle ledit conduit (5) est un conduit central coaxial à ladite chambre de mélange (6).