Brevet FR2807964A1 — publié le 20011026

La présente invention concerne l'obtention de produits en mousse de polyuréthanne ayant une forme complexe. De manière connue en soi, ces produits en mousse de polyuréthanne sont par exemple utilisés pour assurer des étanchéités à l'eau ou à l'air, des améliorations acoustiques telles que isolation ou absorption, des fonctions élastiques ou une filtration. Ces produits doivent présenter une forme géométrique parfaitement adaptée au logement dans lequel ils sont positionnés. Ils sont mis en oeuvre dans des applications toujours plus nombreuses qui nécessitent la réalisation de formes de plus en plus complexes. Ces produits sont obtenus soit par découpe d'une plaque ou d'un bloc de mousse de polyuréthanne, soit par moulage, c'est-à-dire en réalisant l'expansion de la matière première destinée à obtenir la mousse dans la cavité du moule. Ces procédés sont longs et coûteux à mettre en oeuvre, le second présentant de plus l'inconvénient de nécessiter des machines de moulage très perfectionnées. La présente invention tend à proposer un nouveau procédé d'obtention de produits en mousse de polyuréthanne de forme complexe qui ne présente pas ces inconvénients et permette de plus d'obtenir des pièces pouvant présenter des zones des caractéristiques différentes. A cet effet, l'invention concerne un procédé de formage d'une pièce en mousse de polyuréthanne, caractérisé en ce que: - on choisit une préforme réalisée dans une mousse de polyuréthanne de densité inférieure à celle que doit présenter la pièce finie, ladite préforme ayant globalement le même contour que la pièce finie à obtenir et une épaisseur supérieure à l'épaisseur de la pièce finie, - on choisit un moule dont l'empreinte est de forme identique à celle de la pièce finie à obtenir et dont la chambre de compression est de hauteur au moins égale à l'épaisseur de la préforme, - on chauffe le moule à une température prédéterminée, - on positionne la préforme dans la chambre de compression du moule, - on rapproche les deux parties du moule, - on maintient le moule fermé pendant un temps prédéterminé, - on ouvre le moule pour retirer la pièce, - on laisse refroidir la pièce. Le procédé selon l'invention est encore remarquable en ce que: l'épaisseur de la préforme est définie en fonction du taux de compression à appliquer à la mousse de polyuréthanne la constituant pour obtenir la densité recherchée pour la pièce finie, - le taux de compression est au minimum de 10%, - la température du moule est choisie en fonction de la matière à former de sorte que celle-ci devienne formable mais ne soit pas détériorée, - la température du moule est comprise entre 150 et 200 OC, le temps de fermeture du moule est déterminé en fonction de la matière utilisée et est proportionnel au taux de compression choisi, - le temps de fermeture du moule est par exemple de 2 à 10 minutes. L'invention concerne également la pièce en mousse de polyuréthanne, caractérisée en ce qu'elle est obtenue selon le procédé de formage selon l'invention. L'invention concerne encore une préforme pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, caractérisée en ce qu'elle est globalement de même contour que la pièce finie à obtenir et d'épaisseur supérieure à celle de la pièce à obtenir. Cette préforme est encore remarquable en ce que: - elle est obtenue par découpe, - elle présente des ouvertures débouchantes lorsque la pièce comporte des ouvertures débouchantes disposées perpendiculairement à ses grandes faces. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure I est une vue de dessus de la pièce finie, - la figure 2 est une vue suivant la flèche Il de la figure 1, - les figures 3 à 5 sont des vues en coupe respectivement suivant les lignes III-III, IVIV et V-V de la figure 1, - la figure 6 est une vue en coupe du moule au début du formage, - la figure 7 est une vue en coupe du moule en cours de formage, - les figures 8a, 8b, 8c sont des vues respectivement de dessus, suivant la coupe B-B de la figure 8a et suivant la flèche C, de la préforme mise en oeuvre dans le procédé suivant l'invention. Les figures 1 à 5 montrent la pièce finie 2 qui doit être obtenue. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, la pièce 2 présente deux grandes faces 22 et 23 globalement trapézoïdales raccordées par des faces latérales. Une rainure 24 de section arrondie borde latéralement la grande face supérieure 22 sur l'un de ses grands côtés tandis qu'un pan coupé 25 borde l'autre grand côté de ladite grande face supérieure 22. La grande face supérieure 22 de la pièce 2 présente de plus une échancrure 26 ouvrant dans l'une 31 des faces latérales de la pièce 2. Deux trous traversants 27 et 30 sont constitués perpendiculairement aux grandes faces 22 et 23. Le trou traversant 27 est terminé par un évasement 28 débouchant dans la grande face inférieure 23. Une rainure circonférentielle 33 est formée dans la paroi du trou traversant 27 et débouche dans celui-ci. La pièce 2 comporte encore une cuvette 29 constituée dans la grande face inférieure 23. De plus, l'épaisseur de la pièce 2 est variable dans la zone se rapprochant du petit côté des grandes faces 22 et 23. Suivant l'invention, cette pièce 2 est obtenue à partir d'une préforme que l'on comprime à chaud, dans un moule, afin de lui donner la forme de l'empreinte du moule. Comme visible aux figures 6 et 7, le moule est composé de deux parties montées mobiles l'une par rapport à l'autre. La partie inférieure 41 du moule comporte une chambre de compression 40. La partie supérieure 42 du moule porte un bossage 43. Ces deux parties de moule 41 et 42 sont montées mobiles l'une par rapport à l'autre de sorte que le bossage 43 puisse être inséré à l'intérieur de la chambre de compression 40, ou retiré à l'extérieur de celle-ci. Des moyens de butée 45 limitent l'insertion du bossage 43 dans la cavité 40. Lorsque les parties supérieure 42 et inférieure 41 du moule sont en appui l'une contre l'autre avec interposition des moyens de butée 45, le bossage 43 remplit en partie la chambre de compression 40, l'espace restant constitue une empreinte dont la forme est identique à celle de la pièce finie 2 à obtenir. De manière connue en soi, les sections, prises perpendiculairement à la direction du déplacement relatif des deux parties du moule, du bossage 43 et de la chambre de compression 40 sont telles que ledit bossage coulisse avec très peu de jeu dans ladite cuvette. Lesdites sections, prises perpendiculairement à la direction du déplacement relatif des deux parties du moule, du bossage 43 et de la chambre de compression 40 ont un profil correspondant au profil trapézoïdal externe de la pièce 2. Comme visible au dessin, le fond de la chambre de compression 40 porte deux colonnes 47 et 50 et un bossage 49. La colonne 50 porte un bourrelet circonférentiel 53 et sa base présente un évasement 48. La face avant 44, tournée vers la chambre de compression 40, du bossage 43 présente une nervure 46 et une partie inclinée 52. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, la colonne 47 est de hauteur telle qu'elle coulisse dans un alésage 51 de la première partie 42 du moule lorsque les deux parties de moule se rapprochent l'une de l'autre. La colonne 50 est de forme et de hauteur telles qu'elle vienne en appui contre la partie inclinée 52 de la face avant 44 du bossage 43 lorsque le moule est fermé. En variante, cette colonne 50 peut également coulisser dans un alésage prévu à cet effet dans le bossage. Le déplacement relatif des deux parties du moule est prévu dans une direction parallèle aux trous traversants de la pièce finie si, comme dans l'exemple représenté, celle-ci en comporte ou dans une direction perpendiculaire aux grandes faces de la pièce finie. La préforme 1 destinée à être mise en oeuvre pour former la pièce finie 2 est réalisée dans un matériau présentant les mêmes caractéristiques chimiques que celui qui est destiné à constituer ladite pièce finie 2 mais de densité inférieure à la densité que doit présenter la pièce finie. Elle est en mousse de polyuréthanne seule ou complexée avec d'autres matériaux. Les matériaux utilisés pour constituer un tel complexe peuvent être de natures très différentes, ils doivent cependant supporter la déformation à laquelle sera soumise la préforme pendant le formage et la température à laquelle sera effectuée la compression, un film de polyuréthanne ou un matériau non tissé peuvent par exemple être mis en oeuvre. I1 est également possible d'utiliser une préforme comportant au moins deux mousses de polyuréthanne de caractéristiques différentes. Les figures 8a à 8c montrent un exemple de réalisation de la préforme 1 pour la réalisation de la pièce finie 2 des figures 1 à 5. Cette préforme 1 a globalement le même contour général que la pièce 2 à obtenir. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, les faces supérieure et inférieure de ladite préforme ont la même forme trapézoïdale que les grandes faces 22 et 23 de la pièce 2. Cette préforme est obtenue de manière économique par découpe d'un bloc de matière pouvant par exemple se présenter sous la forme d'une plaque ou d'un cylindre ayant une section correspondant à la forme des grandes faces 22, 23 de la pièce 2. L'épaisseur e de la préforme 1 est globalement supérieure à celle de la pièce finie qui doit être formée, certaines zones pouvant être d'épaisseur égale à celle de la pièce à obtenir. L'épaisseur de la préforme est déterminée en fonction du taux de compression à appliquer à la mousse de polyuréthanne la constituant pour obtenir la densité recherchée pour la pièce finie, ce taux de compression étant de préférence au minimum de 10%. Les zones d'épaisseur égale à celle de la pièce finie 2 sont destinées à constituer dans la pièce finie des portions de densité plus faible. Lorsque, comme dans l'exemple décrit, la pièce finie 2 à obtenir présente des ouvertures débouchantes disposées perpendiculairement à ses grandes faces, des ouvertures correspondantes 10, 1 1 sont prévues dans la préforme 1. Pour le formage de la pièce 2, après avoir découpé la préforme adaptée: on choisit un moule, tel que celui représenté à la figure 6, dont l'empreinte est de forme identique à celle de la pièce 2 à obtenir et dont la chambre de compression est de hauteur au moins égale à celle de la préforme, - on chauffe le moule, - on positionne la préforme 1 dans la chambre de compression 40 du moule, avec les ouvertures 11, 10 autour des colonnes 47 et 50, - on rapproche les deux parties 41 et 42 du moule jusqu'à ce qu'elles soient en appui l'une contre l'autre avec interposition des moyens de butée 45, - on maintient le moule fermé pendant le temps nécessaire au formage, - on ouvre le moule pour retirer la pièce 2, - on laisse refroidir la pièce 2. La souplesse de la mousse de polyuréthanne permet d'introduire celle-ci dans la cuvette de compression, même en présence du bourrelet 53 porté par la colonne 47, la matière s'écrasant ponctuellement pour épouser la forme dudit bourrelet. C'est également cette souplesse qui permet de sortir la pièce finie du moule même en présence de formes telles que la rainure 33 formée autour du bourrelet 53 qui, habituellement, ne peuvent pas être démoulées. Le formage d'une pièce en mousse de polyuréthanne peut être réalisé à une température comprise entre 150 et 200 C. La température du moule est choisie en fonction de la qualité de la matière à former de sorte que celle-ci soit capable de prendre une nouvelle forme mais ne soit pas détériorée. Ce formage utilise la capacité du polyuréthanne à se transformer pour certaines températures en un matériau formable ayant des caractéristiques semblables à celles d'un matériau thermoplastique, sans être détérioré, et à reprendre ses caractéristiques initiales au cours du refroidissement. Contrairement aux matériaux thermoplastiques usuellement utilisés tel que le polyéthylène, la mousse de polyuréthanne ne subit pas de nouvelle transformation lors d'un chauffage ultérieur ce qui permet d'obtenir une pièce finie de dimensions stables quel que soit son environnement. Grâce au procédé de formage selon l'invention, il est possible de former toutes les faces de la pièce au cours d'une seule étape car la matière flue dans toute la cavité de moulage lorsqu'elle a été chauffée à la température convenable. Il est alors possible de dire que l'on effectue un thermomoulage de la mousse de polyuréthanne. Le temps de fermeture du moule est déterminé en fonction de la matière utilisée et est proportionnel au taux de compression choisi, il sera par exemple de 2 à 10 minutes. Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, la préforme 1 a le même contour trapézoïdal que la pièce 2 à obtenir. En variante, des excroissances peuvent être prévues sur le pourtour de la préforme afin de permettre le remplissage d'une zone du moule. Ceci serait par exemple utile si la colonne 47 présentait une rainure à la place du bourrelet 53. Une autre utilisation d'une excroissance est l'obtention d'une zone de la pièce finie présentant une densité plus importante. Dans ce cas, l'excroissance sera généralement positionnée sur l'une des grandes faces de la préforme afin que l'épaisseur de celle-ci soit supérieure dans la zone o la densité de la pièce finale doit être supérieure. Dans ce cas également, la souplesse de la mousse de polyuréthanne est mise en ceuvre pour introduire dans la cavité de compression une préforme de section plus grande que la section de ladite cavité de compression. A l'inverse, des zones concaves peuvent être prévues dans la préforme pour réduire la quantité de matière si des vides doivent être créés dans la pièce finale ou si des zones de densité faible doivent être obtenues. C'est pour inclure ces excroissances et creusures possibles que nous disons que la préforme 1 a globalement le même contour que la pièce 2 à obtenir. Bien entendu, afin d'éviter les bavures de matière autour de la pièce formée, le bossage 43 et la chambre de compression 40 seront dimensionnés de sorte qu'à la température choisie pour le formage, ils coulissent l'un dans l'autre avec un jeu minimal. Le procédé de formage d'une pièce en mousse de polyuréthanne selon l'invention permet d'obtenir de manière tout à fait économique des formes très complexes qui sont actuellement impossibles à réaliser. Il permet de plus d'obtenir des pièces propres, c'est-à-dire sans bavures, sans nécessiter d'usinage supplémentaire. Les pièces obtenues par le procédé selon l'invention présentent encore l'avantage d'avoir un très bel aspect puisqu'elles ne présentent pas de traces de plan de joint comme les pièces moulées usuelles. Elles ne risquent pas de présenter des mal venues ou des bulles irrégulières créant des vides puisqu'elles sont obtenues à partir d'une matière parfaitement homogène. REVENDICATIONS 1. Procédé de formage d'une pièce (2) en mousse de polyuréthanne, caractérisé en ce que: - on choisit une préforme (1) réalisée dans une mousse de polyuréthanne de densité inférieure à celle que doit présenter la pièce finie (2), ladite préforme (1) ayant globalement le même contour que la pièce finie (2) à obtenir et une épaisseur (e) supérieure à l'épaisseur de la pièce finie, - on choisit un moule dont l'empreinte est de forme identique à celle de la pièce finie (2) à obtenir et dont la chambre de compression (40) est de hauteur au moins égale à l'épaisseur (e) de la préforme (1), - on chauffe le moule à une température prédéterminée, - on positionne la préforme (1) dans la chambre de compression (40) du moule, - on rapproche les deux parties (41, 42) du moule, - on maintient le moule fermé pendant un temps prédéterminé, - on ouvre le moule pour retirer la pièce (2), - on laisse refroidir la pièce (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la préforme (1) est telle qu'après application de la compression pour obtenir la densité recherchée pour la pièce finie, elle soit amenée à l'épaisseur de la pièce finie. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le taux de compression à appliquer à la mousse de polyuréthanne constituant la préforme pour obtenir la densité recherchée pour la pièce finie (2) est au minimum de %. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température du moule est celle pour laquelle la matière à former devient formable sans être détériorée. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la température du moule est comprise entre 150 et 200 C. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le temps de fermeture du moule est de 2 à 10 minutes. 7. Pièce en mousse de polyuréthanne, caractérisée en ce qu'elle est obtenue selon le procédé de formage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Utilisation d'une préforme pour former une pièce en mousse de polyuréthanne par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite préforme est globalement de même contour que la pièce (2) à obtenir et d'épaisseur (e) supérieure à celle de la pièce finie (2) à obtenir. 9. Utilisation d'une préforme selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite préforme est obtenue par découpe. 10. Utilisation d'une préforme selon la revendication 8 ou selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite préforme présente des ouvertures (10, 11) débouchantes lorsque la pièce (2) comporte des trous débouchants.