Brevet FR2836470A1 — publié le 20030829

MATELASSURE EN MOUSSE DE MELAMINE ET SES APPLICATIONS. La présente invention concerne le domaine des matelassures, et des garnitures de sièges ou de lits. Dans tout le texte, on désigne par garniture tout coussin ou matelas faisant partie d'un siège ou d'un lit, et adapté pour assurer le confort d'une personne, dite occupant, reposant sur une garniture, directement ou indirectement (par exemple par l'intermédiaire d'une housse amovible rapportée sur la garniture) ; une garniture comprend essentiellement une matelassure interne souple déterminant ses propriétés de portance, de résilience, de souplesse ou de dureté, de durabilité, de confort, le plus souvent recouverte ou enveloppée par une housse souple de protection et/ou de décor. Parfois, la garniture comprend aussi un élément de structure rigide tel qu'une plaque recevant la matelassure. Dans le domaine de la confection des matelassures pour garnitures de sièges ou de lits, on utilise classiquement des mousses de rembourrage souples et élastiques. Parmi les matériaux les plus utilisés et les plus appréciés actuellement, on peut citer les mousses souples de polyuréthanne à cellules ouvertes qui se déclinent en une multitude de variétés. Certaines, par leurs propriétés mécaniques, ont su jusqu'à présent répondre correctement aux critères de confort habituel. De manière générale, les mousses souples de polyuréthanne particulièrement adaptées pour une telle utilisation présentent une densité 3 comprise généralement entre 20 et 70 kg. m-3, une portance ou résistance à la compression de 0,9 à 8 kPa (pour une compression de 40%) et une résilience située entre 15 et 25%. Habituellement, ces trois paramètres (densité, portance et résilience) sont considérés comme définissant le niveau de confort d'une mousse. Toutefois, les degrés de portance et de résilience sont plus ou moins liés à la densité. La densité d'une mousse définit la proportion de matière solide et d'air. Or, en particulier, les possibilités de circulation de l'air au sein d'une mousse à cellules ouvertes influencent directement le confort. Plus il y a d'air, moins il y a de matière et plus la circulation et la ventilation sont facilitées. La notion de portance pour des raisons ergonomiques et de confort est un facteur tout aussi important. Plus la force nécessaire pour comprimer la mousse est importante, plus la mousse est dite"portante". La portance est également liée à la densité. Moins il y a de matière, moins il y a de portance. Toutefois, pour une densité donnée il existe une plage de portance possible. Une troisième notion importante pour le confort est l'élasticité. L'élasticité se traduit par des mesures de résilience et de rémanence. L'élasticité est également importante pour l'esthétique et la tenue dans le temps des matelassures. En effet, la structure à cellules ouvertes des mousses de polyuréthanne a tendance, au cours du temps, à conserver la déformation qu'elle subit régulièrement, et à ne plus revenir à sa forme initiale par affaissement et/ou perte de hauteur et de portance. Les matériaux à cellules ouvertes subissent ainsi un processus de fatigue qui conduit à réduire petit à petit leurs propriétés élastiques jusqu'à créer des points durs au niveau des creux. Plus la densité d'une mousse est faible, plus sa vitesse de vieillissement est accentuée. La densité apparaît donc comme un paramètre essentiel à prendre en compte dans le choix d'un matériau de rembourrage. Jusqu'à présent, il est de coutume de considérer que la réalisation de matelassures nécessite l'emploi de mousses de densité bien supérieure à 20 kg. m-3. En dessous de cette valeur, les mousses sont considérées comme inaptes pour cette application. De plus, et ceci est très important, certaines exigences normatives concernant le comportement au feu, la toxicité, le dégagement calorifique, le dégagement de fumée, la fatigue dynamique, les contraintes vibratoires... préconisent l'usage de 3 matériaux spécifiques de densité variant entre 40 et 70 kg. m-3. Chaque domaine d'application ayant ses propres exigences, c'est le cas dans les domaines du siège automobile et surtout du siège aéronautique de transport public ou privé. Or, pour des raisons diverses, un allègement des matelassures est souvent recherché, par exemple pour faciliter le transport et tout déplacement des articles tels que sièges ou lits, déjà souvent volumineux. On connaît des domaines industriels dans lesquels la quête de la légèreté est un objectif permanent. Tel est en particulier le cas dans le domaine des transports des personnes (construction automobile, ferroviaire, navale, et surtout aéronautique et spatiale). Dans ce domaine, tout allègement se traduit par une économie non négligeable d'énergie. Plus encore, pour un véhicule le critère de poids, au-delà d'une simple économie d'énergie, est souvent décisif, en ce sens qu'il conditionne la faisabilité du véhicule. En particulier, dans l'aéronautique et le spatial, il conditionne la capacité d'un engin à voler. Aussi, il existe une réelle nécessité de concevoir des matelassures de densité plus faible que celles existant jusqu'à maintenant, inférieure à 20 kg. m-3, qui puissent toutefois conserver un niveau de confort acceptable et des performances mécaniques au moins comparables aux matelassures classiques. On connaît d'autres matériaux de rembourrage pour matelassure que les mousses de polyuréthanne à cellules ouvertes, par exemple les mousses de néoprène, de silicone, de polyéthylène, de densité variable, mais toujours bien supérieure à 20 kg. m-3. On connaît également les matelassures en 3 latex, de densité d'environ 65 kg. m-3. La présente invention vise donc à proposer des matelassures, qui tout en présentant des propriétés mécaniques et physiques - notamment un confort- comparables à celles des matelassures antérieures, s'en distinguent par un poids beaucoup plus faible, et ce avec une fabrication simple et de moindre coût. La présente invention concerne donc une matelassure caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une portion réalisée en mousse de mélamine. Une matelassure selon l'invention peut, avantageusement convenir à la réalisation d'une garniture de siège ou de lit. Une matelassure selon l'invention permet d'obtenir, à confort égal, une garniture de poids beaucoup plus faible qu'une garniture traditionnelle. Avantageusement et selon l'invention, la mousse de 3 mélamine présente une densité inférieure à 20 kg. m-3, et préférentiellement située entre 8 et 12 kg. m-3. A titre de mousse de mélamine selon l'invention, on peut citer celle fabriquée selon US 4 666 948 ou encore le BASOTECT, fabriqué et commercialisé par la société BASF, Allemagne. Avantageusement et selon l'invention, la (les) portion (s) réalisée (s) en mousse de mélamine représentent) au moins 50 % du volume de la matelassure. Avantageusement et selon l'invention, la portion de mousse de mélamine est protégée au moins en partie par un matériau adapté pour présenter une résistance au déchirement supérieure à celle de la mousse de mélamine elle-même. Avantageusement et selon l'invention, au moins une couche constitutive de ladite matelassure est réalisée en mousse de mélamine. Avantageusement, une matelassure selon l'invention comprend au moins deux couches distinctes superposées et assemblées, dont au moins une couche, dite couche de matériau distinct, est réalisée en un matériau autre qu'une mousse de mélanine. Avantageusement et selon l'invention, la (les) couche (s) réalisée (s) en mousse de mélamine représente (nt) au moins 50 % de l'épaisseur d'une matelassure selon l'invention. Avantageusement, une couche de matériau distinct selon 3 l'invention présente une densité supérieure à 20 kg. m-3. Avantageusement et selon l'invention, au moins une des couches d'une matelassure selon l'invention présente un alvéolage, sur au moins une partie d'une des faces de ladite couche. Outre la gradation de la dureté de la couche de mousse, cette caractéristique de l'invention permet une possibilité d'allègement complémentaire de la matelassure. Avantageusement une matelassure selon l'invention comprend au moins une couche de matériau distinct, dite couche de confort, s'étendant sur une couche de mousse de mélamine du côté de l'occupant. Cette couche de confort peut être une mousse de polyuréthanne et/ou un matériau viscoélastique ou tout autre matériau approprié. Avantageusement et selon l'invention, la matelassure comprend une couche de mousse de matériau distinct, dite couche sous-jacente, s'étendant du côté de la couche de mousse de mélamine opposée à l'occupant, destinée à ajuster la portance globale de la matelassure. Les différentes couches composant une garniture selon l'invention peuvent être assemblées par différentes techniques dépendant des matériaux utilisés, comme par exemple, collage ou thermosoudage, des techniques bien connues de l'homme du métier. Bien entendu, tout autre procédé permettant d'obtenir une liaison durable entre les couches peut être employé. Les couches de matériaux formant une matelassure selon l'invention peuvent présenter différentes épaisseurs et différentes densités. Les épaisseurs et les densités respectives de chacune des couches de matelassures sont choisies en fonction des propriétés recherchées de la matelassure, et en particulier sa portance et son élasticité. Il en est de même de la forme et des dimensions des protubérances qui définissent un alvéolage (couche de mousse de mélamine et/ou couche (s) de matériau distinct). Avantageusement et selon l'invention, au moins un insert s'étendant sur au moins une partie de l'épaisseur de la matelassure, en un endroit particulier, destiné à modifier ponctuellement les caractéristiques mécaniques. Un tel insert peut être par exemple une mousse de polyuréthanne déformable en flexion et torsion, capable de se déformer élastiquement pour mieux répartir les efforts. Un tel insert peut aussi être une mousse viscoélastique ou une vésicule de fluide ou tout autre matériau capable d'amortir les énergies de vibrations et de chocs, par exemple pour soulager certains points sensibles du corps entrant en contact avec la surface de la garniture. Avantageusement et selon l'invention, la matelassure présente un revêtement superficiel (formant au moins en partie une surface de ladite matelassure). Avantageusement et selon l'invention, le revêtement superficiel est un textile. Avantageusement et selon l'invention, le revêtement superficiel est ignifugé. L'invention permet ainsi d'obtenir une matelassure qui, outre des qualités de portance, d'élasticité... souhaitées et adaptées à son utilisation, présente un poids très faible par rapport à une matelassure traditionnelle. Aussi, une matelassure selon l'invention peut être avantageusement utilisée pour la réalisation de garnitures de sièges ou de lits de faible poids. Ainsi, l'invention concerne une garniture caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une matelassure selon l'invention couverte au moins en partie d'une housse souple de protection et/ou de décor. De telles garnitures selon l'invention interviennent avantageusement dans la réalisation de sièges ou de lits où elles permettent de diminuer considérablement le poids global de ces articles par rapport à des articles similaires antérieurs. Des sièges allégés grâce notamment à une garniture selon l'invention peuvent, avantageusement et judicieusement, intervenir dans la construction automobile, ferroviaire, aéronautique et spatiale où toute réduction en poids représente un enjeu considérable. L'invention concerne un siège-notamment pour véhicule de transport-présentant au moins une partie constitutive (par exemple, une assise, un dossier, un appui-tête, un repose-jambe...) comprenant au moins une matelassure selon l'invention. L'invention s'étend ainsi à un siège caractérisé en ce qu'il comprend au moins une matelassure selon l'invention. L'invention concerne également un siège caractérisé en ce qu'il comprend au moins une garniture selon l'invention. Avantageusement, un siège selon l'invention est un siège de véhicule de transport choisi parmi : voiture, car, bus, train, métro, tramway, aéronef, bateau... De manière générale, l'invention s'étend à l'utilisation d'une mousse de mélamine à titre de matériau destiné à entrer dans la composition d'une matelassure. Une mousse de mélamine utilisée selon l'invention présente 3 avantageusement une densité inférieure à 20 kg. m-3, préférentiellement située entre 8 et 12 kg. m-3 Les mousses de mélamine sont connues en elles-mêmes depuis de longues années déjà. Ce sont des matériaux duromères à cellules ouvertes, de très faible densité, appartenant au groupe des aminoplastes. Elles se caractérisent par la réunion de multiples propriétés : bonnes qualités d'isolations acoustique et thermique, réaction au feu offrant une bonne sécurité, haute stabilité thermique, bonne résistance chimique aux solvants et agents agressifs, excellente stabilité dimensionnelle, même en cas de vibrations permanentes. Ces différentes performances expliquent l'intérêt consacré aux mousses de mélamine, notamment dans le domaine du bâtiment, mais également dans les domaines des hautes technologies, comme la construction automobile, ferroviaire, aéronautique... mais exclusivement pour les applications d'absorption acoustique et d'isolation thermique. Toutefois, les propriétés connues de ces matériaux (une résistance en compression très forte pour la valeur à 10% d'enfoncement d'un matériau destiné au confort-5 à 20 kPa pour un écrasement de 10%-, une grande fragilité au déchirement), ne pouvaient laisser présager la possibilité d'appliquer les mousses de mélamine dans la fabrication de matelassures. Mais les inventeurs ont découvert avec surprise, en analysant les propriétés d'indentation, de résistance à la compression, de déformation rémanente, de résilience, d'analyse du confort et surtout de comportement à la fatigue dynamique..., ce qui n'avait jamais été fait jusqu'alors pour les mousses de mélamine, que ces dernières convenaient en fait parfaitement à la réalisation de matelassures. De plus, les matelassures selon l'invention, outre des qualités mécaniques et physiques souhaitées et adaptées à son utilisation, et présentant un poids très faible par rapport aux matelassures traditionnelles, assurent un comportement au feu (la mousse de mélamine est un matériau inflammable qui est classée, entre autre, Ml dans le test de l'épiradiateur classifiant les matières destinées à la construction des bâtiments) capable de satisfaire la majorité des exigences de comportement au feu, mais aussi de toxicité et d'émission de fumées, connues à ce jour dans les divers domaines d'utilisation de matelassures pour la confection de garnitures destinées au siège ou à la literie. L'invention concerne aussi une matelassure, un coussin, un siège et une utilisation d'une mousse de mélamine à titre de matériau destiné à entrer dans la composition d'une matelassure, caractérisés, en combinaison, par tout ou partie des caractéristiques ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des exemples suivants qui se réfèrent aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'ensemble d'un siège passager d'avion de ligne, muni d'une assise, d'un dossier, d'un appui-tête et de deux accoudoirs qui sont équipés d'une matelassure et d'une garniture selon la présente invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective éclatée et arrachée d'un siège passager d'avion selon la présente invention, laissant apparaître la structure des matelassures, - les figures 3a, 3b, 3c, 3d et 3e sont des vues schématiques en coupe par un plan vertical longitudinal représentant cinq variantes de matelassures pour garniture d'assise de sièges-notamment de siège passager d'avion de ligne-. Bien que les exemples qui vont suivre et les figures qui leur correspondent se rapportent à des matelassures pour garniture de siège passager d'avion de ligne pour lesquelles l'invention procure des avantages particuliers et déterminants, l'invention n'est pas limitée à ces matelassures de structure particulière ni aux sièges passagers d'avion de ligne comprenant ces matelassures. Ces exemples ont pour unique vocation de proposer diverses structures envisageables de matelassures incorporant une mousse de mélamine. Ces exemples peuvent être aussi adaptés à des garnitures pour tout type de sièges et à des garnitures pour tout type de lits. Aux figures 1 et 2 est représenté un siège passager 1 d'avion de ligne qui est constitué d'une assise 2 soutenant un dossier 3, surmonté d'un appui-tête 4 ; les garnitures 2a, 3a et 4a respectivement de l'assise 2, du dossier 3 et de l'appui-tête 4, reposent sur une ossature rigide 5 du siège 1. L'ensemble du siège 1 est fixé au plancher de l'avion par les pieds 6 qui sont des prolongements de l'ossature rigide 5 du siège 1. Ces garnitures 2a, 3a et 4a sont elles-mêmes constituées des matelassures 2c, 3c et 4c recouvertes par des housses souples de protection 2b, 3b et 4b. Les matelassures 2c, 3c et 4c pouvant être des monoblocs 4c de mousse de mélamine ou des assemblages 2c et 3c de matériaux de rembourrage comprenant au moins une portion de mousse de mélamine 7. Différents modes de réalisation d'une matelassure selon l'invention sont représentés de manière non limitative aux figures 3a, 3b, 3c, 3d et 3e. Dans le premier mode de réalisation représenté à la figure 3a, la matelassure 2c est constituée d'un monobloc de mousse de mélamine 7 de forme adaptée pour une mise en place simple et rapide de la garniture 2a de l'assise 2 sur l'ossature rigide 5 du siège 1. Ce monobloc est réalisé en une mousse souple de mélamine 7, conforme au BASOTECT commercialisé par la société BASF, Allemagne. La forme donnée à la matelassure peut être réalisée par thermoformage, thermocompression, découpe, moulage (procédé de moulage à chaud au moyen d'un moule ayant une empreinte de forme correspondant à celle de la pièce à obtenir et dans lequel la mousse de mélamine s'expanse lors de sa fabrication, par exemple tel que décrit dans US 4 666 948, et remplit ainsi le moule, prenant les formes de l'empreinte et gardant ces formes après polymérisation et démoulage). En variante, cette forme peut également être obtenue par découpe d'un bloc initial de mousse de mélamine obtenue après polymérisation. Dans un deuxième mode de réalisation, représenté à la figure 3b, la matelassure 2c présente une structure bicouche. La couche de mousse de mélamine 7, de forme comparable à la matelassure monobloc représentée à la figure 3a, est recouverte sur sa face supérieure d'une couche de matériau distinct 8 qui peut être une mousse de confort apte à assurer un meilleur confort à l'utilisateur. Avantageusement, il s'agit d'une mousse de faible résilience, viscoélastique et/ou polyuréthanne, adaptée pour répartir au mieux le poids de l'utilisateur atténuant ainsi les pressions locales. Pour ce faire, il est possible d'insérer au moment du moulage une découpe de mousse de mélamine, provenant d'un bloc, à l'intérieur d'une pièce moulée en polyuréthane ou de latex (il est également possible d'insérer, au moment du moulage, une pièce d'un matériau choisi pour ces caractéristiques spécifiques à l'intérieur d'une pièce moulée en mousse de mélamine. Au lieu d'être une couche de mousse de confort, la couche de matériau distinct 8 peut être un revêtement par exemple ignifugé, ou encore une couche de protection en un matériau adapté pour présenter une résistance au déchirement supérieure à celle de la mousse de mélamine. Cette matelassure, selon une autre variante de l'invention, peut aussi présenter, comme le montre la figure 3c, une couche de mousse de matériau distinct 9 sous jacente à la couche de mousse de mélamine 7, assurant par exemple une meilleure portance à l'ensemble de sa structure sur l'ossature 5. Il s'agira alors par exemple d'une couche de mousse de polyuréthanne ou de tout autre matériau, de densité et d'épaisseur adaptées. Dans un quatrième mode de réalisation représenté à la figure 3d, la matelassure de coussin d'assise présente une structure multicouche comparable à la matelassure de la figure 3c, mais la couche de mousse de mélamine 7 est pourvue, sur une partie de sa surface inférieure, d'un alvéolage 7a formé d'une pluralité de protubérances séparées les unes des autres par des renfoncements. Cet alvéolage 7a, outre le fait de permettre un allégement supplémentaire, permet, par un choix approprié de la forme des protubérances et/ou renfoncements et de leur répartition, d'obtenir la souplesse souhaitée pour la matelassure. Selon l'invention, de très nombreuses variantes peuvent être envisagées. Les protubérances s'étendent en saillie d'au moins une face de la mousse de mélamine 7, de préférence globalement perpendiculaires à ladite face, et globalement parallèles les unes aux autres. Elles peuvent présenter des formes plus ou moins coniques et pointues, de tailles variables, des bases plus ou moins larges, une répartition plus ou moins dense... Il en va de même des renfoncements entre les protubérances. Selon une autre variante de réalisation, représentée à la figure 3e, la structure de matelassure peut inclure divers inserts 10a, lOb et 10c qui peuvent être positionnés, à l'intérieur de l'épaisseur définie par la couche de mousse de mélamine 7 en des zones particulières de la matelassure permettant d'obtenir en ces zones, des propriétés mécaniques modifiées-notamment de résilience, d'élasticité ou de portance-. De tels inserts peuvent s'étendre sur toute l'épaisseur de la matelassure 2c ou seulement sur une partie de cette épaisseur. Ils peuvent être formés de ressorts, de vésicules de fluides (air, gels, liquides...) ou d'un matériau tel qu'une mousse de polyuréthanne, de néoprène, de silicone, de polyéthylène, ou une combinaison de tels matériaux. REVENDICATIONS 1/Matelassure caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une portion réalisée en mousse de mélamine. 2/Matelassure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la mousse de mélamine présente une densité inférieure à 20 kg. m-3. 3/Matelassure selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la mousse de mélamine présente une densité comprise entre 8 et 12 kg. m-3. 4/Matelassure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la portion réalisée en mousse de mélamine représente au moins 50 % du volume de la matelassure. 5/Matelassure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la portion réalisée en mousse de mélamine (7) est au moins en partie protégée par un matériau adapté pour présenter une résistance au déchirement supérieure à celle de la mousse de mélamine. 6/Matelassure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins une couche constitutive de la matelassure est réalisée en mousse de mélamine (7). 7/Matelassure selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux couches distinctes superposées et assemblées, dont au moins une couche, dite couche de matériau distinct (8,9), est réalisée en un matériau autre qu'une mousse de mélamine. 8/Matelassure selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la (les) couche (s) réalisée (s) en mousse de mélamine (7) représente (nt) au moins 50 % de l'épaisseur de ladite matelassure. 9/Matelassure selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la (les) couche (s) de matériau distinct (8,9) présente (nt) 3 une (des) densité (s) supérieure (s) à 20 kg. m-3. 10/Matelassure selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce qu'au moins une des couches de ladite matelassure présente un alvéolage (7a) sur au moins une partie d'une des faces de ladite couche. ll/Matelassure selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une couche de matériau distinct, dite couche de confort, s'étendant sur une couche de mousse de mélamine du côté de l'occupant. 12/Matelassure selon la revendication l l, caractérisée en ce que la couche de confort est réalisée en un matériau choisi parmi : une mousse de polyuréthanne, un matériau viscoélastique. 13/Matelassure selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une couche de matériau distinct dite couche sous-jacente (a), s'étendant du côté de la couche de mousse de mélamine (7) opposée à l'occupant, et destinée à ajuster la portance globale de ladite matelassure. 14/Matelassure selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un insert (lOa, lob, 10c) s'étendant sur au moins une partie de l'épaisseur de la matelassure destiné à modifier ponctuellement ses propriétés mécaniques. 15/Matelassure selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle présente un revêtement superficiel. 16/Matelassure selon la revendication 15, caractérisée en ce que le revêtement est un textile. 17/Matelassure selon les revendications 15 ou 16, caractérisée en ce que le revêtement superficiel est ignifugé. 18/Garniture de siège (2a, 3a, 4a) caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une matelassure selon l'une des revendications 1 à 17 couverte au moins en partie d'une housse souple de protection et/ou de décor (2b, 3b, 4b). 19/Siège (1) caractérisé en ce qu'il comprend au moins une matelassure selon l'une des revendications 1 à 17. 20/Siège (l) caractérisé en ce qu'il comprend au moins une garniture selon la revendication 18. 21/Utilisation d'une mousse de mélamine à titre de matériau destiné à entrer dans la composition d'une matelassure. 22/Utilisation d'une mousse de mélamine selon la revendication 21, caractérisée en ce que ladite mousse de mélamine présente une densité inférieure à 20 kg. m-3 23/Utilisation d'une mousse de mélamine selon la revendication 21 ou 22, caractérisée en ce que la mousse de mélamine présente une densité comprise entre 8 et 12 kg. m-3.