Brevet FR2873618A1 — publié le 20060203

MATÉRIAU MULTICOUCHE DESTINÉ AU REVÊTEMENT DE SURFACES PAR THERMOFORMAGE, PROCÉDÉ D'OBTENTION ET PROCÉDÉ DE THERMOFORMAGE La présente invention concerne un matériau multicouche destiné au revêtement de surfaces par un processus ultérieur de thermoformage. L'invention se rapporte également à un procédé d'obtention d'un tel matériau multicouche. L'invention concerne une utilisation d'un matériau multicouche pour revêtir des surfaces dans un procédé de thermoformage. L'invention se rapporte enfin à un procédé de thermoformage avec un matériau multicouche. Les matériaux complexes multicouches sont de plus en plus utilisés dans le secteur de l'automobile, dans le nautisme, dans le domaine de l'habitat, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur. Ces matériaux sont adaptés pour réaliser le revêtement de surfaces diverses, telles que notamment le plancher de l'habitacle, le tableau de bord, les panneaux de portes, les carrosseries, etc. De par leur constitution, de tels matériaux constituent un revêtement ayant pour fonction non seulement d'assurer la finition de la surface extérieure, mais également de réaliser le cas échéant une absorption des chocs, ainsi qu'une isolation tant phonique que thermique. En outre, ces matériaux présentent des capacités de résistances mécaniques, par exemple à l'abrasion, aux rayures et au poinçonnement, de résistances aux agressions chimiques et au rayonnement ultraviolet. Ces matériaux sont non seulement mis en oeuvre pour recouvrir des surfaces planes, mais ils présentent également des possibilités de mise en forme, notamment par moulage et par thermoformage. Un atout supplémentaire est leur facilité d'entretien, ainsi qu'une grande stabilité dans le temps après mise en place, tout en étant parfaitement recyclables en fin de vie. Etat de la technique Dans ce domaine des revêtements de surfaces, il a été proposé depuis fort longtemps d'utiliser des complexes à base de matériaux polymères, tels que par exemple du chlorure de polyvinyle (PVC) ou similaires, associés en général à une structure de renforcement qui peut être soit noyée dans la masse de la matière, soit rapportée contre la face envers de cette dernière. Très souvent, cette feuille thermoplastique renforcée ou non est associée à une sous-couche, en mousse notamment, et ce pour améliorer le confort et l'isolation thermique et/ou phonique. Cependant, les normes actuelles visent à la suppression progressive des matériaux de type PVC pouvant dégager des composés chlorés en cas d'incendie ou lors de l'incinération des déchets. On connaît en outre d'après le document EP- 0.968.875 un matériau multicouche, utilisé plus spécifiquement comme revêtement du plancher de l'habitacle d'un véhicule. Ce matériau comporte une couche inférieure également appelée couche support, destinée à être en contact avec la surface à revêtir et assurant le confort, l'absorption'des chocs, l'insonorisation. Cette couche support est recouverte d'une couche de surface, susceptible de recevoir un décor, la face visible pouvant avoir un aspect lisse, brillant ou mat et/ou grainé, aspect obtenu simultanément à la réalisation du matériau sans traitement ultérieur. Dans un tel matériau, la couche support et la couche de surface sont intimement liées l'une à l'autre et sont réalisées à partir de constituants sélectionnés dans la famille des polymères à base de polyoléfines. L'association des deux couches entre elles est réalisée par complexage des deux constituants lors de l'extrusion de la feuille de surface, le complexage étant réalisé par calandrage immédiatement à la sortie de l'extrudeuse du film de surface, alors que ce dernier est encore à température élevée. On connaît également d'après le document WO- 03/ 004.267 un matériau multicouche pour le revêtement de surfaces comportant une couche support destinée à être en contact et/ou associée avec une surface à revêtir, une couche inférieure destinée à être associée à la couche support, avec une composition à base de polyoléfine et de charges, qui est colorée ou imprimée et a un aspect grainé, et une couche supérieure qui lui est associée, avec une composition similaire, non chargée, éventuellement colorée, et qui présente la caractéristique d'être translucide. Cependant, il a été constaté que pour ces matériaux les propriétés de résistance et d'aspect de surface pouvait être d'avantage améliorées. En outre, des phénomènes d'enroulement ou de gondolement, également connu sous le nom de tuilage sont observables. Ces phénomènes créent des difficultés lors des étapes de mise en oeuvre, et en particulier de thermofollnages qui suivent. Exposé de l'invention Un problème principal que se propose de résoudre l'invention consiste à mettre au point un matériau multicouche qui présente simultanément une surface particulièrement agréable, des propriétés de résistance mécanique en surface et des capacités d'absorption internes. Un deuxième problème est l'obtention d'un matériau multicouche présentant une stabilité dimensionnelle et qui soit particulièrement apte à subir des opérations de thermoformages subséquentes. Un troisième problème est la mise en oeuvre d'un procédé d'obtention d'un tel matériau multicouche. Un quatrième problème vise l'utilisation d'un matériau multicouche pour revêtir des surfaces par thermoformage. De façon connue, un matériau multicouche, destiné au revêtement de surfaces par thermoformage, comprend: - une couche de surface, à base de polymères sélectionnés dans la famille des polyoléfines, conférant un aspect visuel et des résistances mécaniques, des résistances aux agressions chimiques, aux U.V., une couche intermédiaire, à base de polymères compatibles avec les polymères de la couche de surface et sélectionnés dans la famille des polyoléfines, et une couche inférieure de support, à base de matériaux compatibles avec les polymères de la couche intermédiaire et entrant en contact et/ou associée avec les surfaces à revêtir, assurant un confort, une absorption des chocs, une isolation thermique et phonique. Conformément à un premier aspect de la présente invention, le matériau est caractérisé en ce que la couche de surface est à base d'une composition de polypropylène, d'un polymère à motif acrylate et d'un compatibilisant. Le compatibilisant assure la compatibilité entre le polypropylène à caractère hydrophobe et le polymère à motif acrylate à caractère polaire. Autrement dit, par le choix du polymère à motif acrylate en surface, le multicouche va se révéler être un matériau particulièrement performant. Cette couche de surface associée à la couche intermédiaire constitue une alternative aux produits connus sous la dénomination de gel coat thermodurcissable. Etant donné que le polymère à motif acrylate confère des propriétés de rigidité à la surface, son utilisation en couche de surface isolée avec une épaisseur traditionnelle, complexée sur une couche inférieure de support va engendrer une trop grande rigidité pour le multicouche obtenu. Si pour diminuer la rigidité, l'épaisseur de la couche de surface est plus faible, il n'est alors plus possible de procéder à un thermoformage ultérieur du multicouche en raison des allongements non souhaités donnant un produit multicouche manquant de tenue. Ainsi, il a été constaté que la présence d'une couche intermédiaire permet de diminuer significativement l'épaisseur de la couche de surface en polymère à motif acrylate du multicouche. La couche intermédiaire va empêcher les phénomènes de tuilage. De manière très avantageuse, le polymère à motif acrylate peut être un poly(méthacrylate de méthyle) ou PMMA. La couche de surface peut favorablement comprendre sensiblement: - de 60 % à 70 % en poids de polypropylène; - de 20 % à 35 % en poids de polymère à motif acrylate; de 5 % à 10 % en poids de compatibilisant; et - de 0 à 15 % en poids de charges. Préférentiellement, couche de surface peut comprendre sensiblement 70 % en poids de polypropylène, 25% en poids de polymère à motif acrylate et 5% en poids de compatibilisant. L'épaisseur de la couche de surface peut être sensiblement comprise entre 0,1 mm et 0,6 mm, de préférence sensiblement égale à 0,4 mm. L'épaisseur de la couche intermédiaire peut être sensiblement comprise entre 0,1 mm et 1 mm, de préférence sensiblement égale à 0,4 mm. Afin de conférer un aspect esthétique intéressant, la couche de surface peut être sensiblement transparente ou translucide et/ou est colorée en masse et/ou peut présenter une impression. En fonction de l'application souhaitée, les matériaux de la couche inférieure de support peuvent être choisis seuls ou en mélange, dans le groupe comprenant les textiles, et plus particulièrement les tissus non tissés, les mousses, les polymères, particulièrement ceux sélectionnées dans la famille des polyoléfines fortement chargées, les complexes multicouches et d'autres encore. Conformément à un deuxième aspect de l'invention, un procédé d'obtention d'un matériau multicouche, destiné au revêtement de surfaces, comprend les étapes consistant à : - coextruder une couche de surface, à base d'une composition de polypropylène, d'un polymère à motif acrylate, d'un compatibilisant et de charges et une couche intermédiaire, à base de polymères sélectionnées dans la famille des polyoléfines; et - complexer la couche de surface et la couche intermédiaire à une couche inférieure de support, à base de matériaux compatibles avec les polymères de la couche intermédiaire, immédiatement en sortie de l'étape consistant à coextruder la couche de surface et la couche intermédiaire. Le complexage peut être réalisé par calandrage à température élevée 10 immédiatement à la sortie de l'extrudeuse de la couche de surface et de la couche intermédiaire. Conformément à un troisième aspect de la présente invention, un matériau multicouche comprenant notamment une couche de surface, à base d'une composition de polypropylène, d'un polymère à motif acrylate, d'un compatibilisant et de charges, une couche intermédiaire, à base de polymères compatibles avec les polymères de la couche de surface et sélectionnés dans la famille des polyoléfines, et une couche inférieure de support, à base de matériaux compatibles avec les polymères de la couche intermédiaire est utilisé pour revêtir des surfaces dans un processus de thermoformage ultérieur. Conformément à un quatrième aspect de l'invention, un procédé de thermoformage est mis en oeuvre et comprend les étapes principales consistant à : - appliquer un matériau multicouche, tel qu'explicité ci-dessus, contre un support à recouvrir; - chauffer le matériau multicouche et le support à une température de 25 thermoformage. Dans un premier exemple de réalisation, la température de thermoformage peut être choisie sensiblement inférieure à 150 C, de façon à obtenir un effet de brillance pour la couche de surface du matériau multicouche. Dans un deuxième exemple de réalisation, la température de thermoformage peut être choisie sensiblement supérieure à 155 C, de façon à obtenir un effet de matité pour la couche de surface du matériau multicouche. Description sommaire des figures L'invention sera bien comprise et ses divers avantages et différentes caractéristiques ressortiront mieux lors de la description suivante, de l'exemple non limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé, dans lequel la Figure unique représente une vue simplifiée du procédé d'obtention du matériau multicouche selon l'invention. Exemples de réalisation On réalise un complexe multicouche (1) conforme à l'invention comportant d'une part, une couche de surface (2) élaborée à partir d'un mélange de polyoléfine et de thermoplastique sur base acrylate (PMMA) et de pigments pour la coloration, et d'une épaisseur de 0,4 mm. D'autre part, cette couche de surface (2) est associée à une couche intermédiaire (3) élaborée à partir d'une polyoléfine et de pigments pour la coloration, d'une épaisseur de 0,4 mm. La couche de surface (2) et la couche intermédiaire (3) sont obtenues par coextrusion (4) et sont associées à un support (6) qui peut être de différentes natures: - une mousse de polypropylène ayant une épaisseur de 3 mm et une densité de 67 kg/m3; un non tissé polyester aiguilleté de 120 g/m2; un non tissé polypropylène aiguilleté de 180 g/m2; ou un support à base de polyoléfine et d'élastomère thermoplastique et fortement chargé de 2500 g/m2. Cette association est obtenue par complexage au moyen de deux rouleaux de la calandre (7). Dans une première possibilité d'utilisation du matériau multicouche avec sa couche de surface à base de PMMA, la température de thermoformage est choisie sensiblement inférieure à 150 C, de façon à obtenir un effet de brillance pour la couche de surface et ainsi pour le produit final. Dans une deuxième possibilité d'utilisation du matériau multicouche avec sa couche de surface à base de PMMA, la température de thermoformage est choisie sensiblement supérieure à 155 C, de façon à obtenir un effet de matité pour la couche de surface. Le changement de structure, aux alentours de 155 C, confère au matériau un changement de brillance. La transformation au-delà de cette température pet met d'obtenir une matité pour la couche de surface. Ce point peut être très intéressant pour le procédé de thermoformage négatif. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et 5 illustrés. De nombreuses modifications peuvent être réalisées, sans pour autant sortir du cadre défini par la portée du jeu de revendications. REVENDICATIONS 1. Matériau multicouche, destiné au revêtement de surfaces par thermoformage, comprenant: une couche de surface (2), à base de polymères sélectionnés dans la famille des polyoléfines, conférant un aspect visuel et des résistances mécaniques, des résistances aux agressions chimiques, aux U.V., une couche intermédiaire (3), à base de polymères compatibles avec les 10 polymères de la couche de surface (2) et sélectionnés dans la famille des polyoléfines, et une couche inférieure de support (6), à base de matériaux compatibles avec les polymères de la couche intermédiaire (3) et entrant en contact et/ou associée avec les surfaces à revêtir, assurant un confort, une absorption des chocs, une isolation thermique et phonique, caractérisé en ce que la couche de surface (2) est à base d'une composition de polypropylène, d'un polymère à motif acrylate et d'un compatibilisant. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère à motif acrylate est un poly(méthacrylate de méthyle). 3. Matériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche de surface (2) comprend sensiblement: - de 60 % à 70 % en poids, de préférence 70 % en poids, de polypropylène; 25 - de 20 % à 35% en poids, de préférence 25% en poids, de polymère à motif acrylate; - de 5 % à 10 % en poids, de préférence 5 % en poids, de compatibilisant; et - de 0 à 15 % en poids, de préférence 0 % en poids, de charges. 4. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de surface (2) est sensiblement comprise entre 0,1 mm et 0,6 mm, de préférence sensiblement égale à 0,4 mm, et en ce que l'épaisseur de la couche intermédiaire (3) est sensiblement comprise entre 0,1 mm et 1 mm, de préférence sensiblement égale à 0,4 mm. 5. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de surface (2) est sensiblement transparente ou translucide et/ou est colorée en masse et/ou présente une impression. 6. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les matériaux de la couche inférieure de support (6) sont choisis seuls ou en mélange, dans le groupe comprenant les textiles, et plus particulièrement les tissus non tissés, les mousses, les polymères, particulièrement ceux sélectionnées dans la famille des polyoléfines fortement chargées, les complexes multicouches. 7. Procédé d'obtention d'un matériau multicouche (1), destiné au revêtement de surfaces, comprenant les étapes consistant à : - coextruder une couche de surface (2), à base d'une composition de polypropylène, d'un polymère à motif acrylate, d'un compatibilisant et de charges et une couche intermédiaire (3), à base de polymères sélectionnées dans la famille des polyoléfines; et complexer la couche de surface (2) et la couche intermédiaire (3) à une couche inférieure de support (6), à base de matériaux compatibles avec les polymères de la couche intermédiaire, immédiatement en sortie de l'étape consistant à coextruder la couche de surface (2) et la couche intermédiaire (3). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le complexage est réalisé par calandrage (7) à température élevée immédiatement à la sortie de l'extrudeuse 25 (4) de la couche de surface (2) et de la couche intermédiaire (3). 9. Utilisation d'un matériau multicouche (1), comprenant notamment une couche de surface (2), à base d'une composition de polypropylène, d'un polymère à motif acrylate, d'un compatibilisant et de charges, une couche intermédiaire (3), à base de polymères compatibles avec les polymères de la couche de surface (2) et sélectionnés dans la famille des polyoléfines et une couche inférieure de support (6), à base de matériaux compatibles avec les polymères de la couche intermédiaire (3), pour revêtir des surfaces dans un procédé de thermoformage. 10. Procédé de thermoformage, dans lequel on met en oeuvre les étapes principales consistant à : appliquer un matériau multicouche, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, contre un support à recouvrir; chauffer le matériau multicouche et le support à une température de thermoformage. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la température de thermoformage est choisie sensiblement inférieure à 150 C, de façon à obtenir un effet de brillance pour la couche de surface du matériau multicouche. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la température de thermoformage est choisie sensiblement supérieure à 155 C, de façon à obtenir un effet de matité pour la couche de surface du matériau multicouche. Déposant TEXTILES ET PLASTIQUES CHOMARAT Mandataire Cabinet LAURENT & CHARRAS