Brevet FR2927275A1 — publié le 20090814

PIÈCE REVÊTUE D'EQUIPEMENT D'INTÉRIEUR AUTOMOBILE ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION DE LADITE PIÈCE La présente invention a pour objet une pièce revêtue d'équipement d'intérieur automobile, son procédé de préparation, ainsi qu'un véhicule contenant ladite pièce. Dans le domaine de l'automobile, on cherche de plus en plus à diminuer le poids des pièces utilisées. Pour ce faire, on utilise des polymères io de basse densité. Cependant, une telle solution ne donne pas satisfaction dans la mesure où cette réduction du poids est limitée par les performances mécaniques des polymères utilisés. On cherche donc de préférence à utiliser des matériaux présentant de bonnes propriétés mécaniques. On connaît de WO 98/21060 la possibilité d'utiliser des polymères 15 modifiés. Ainsi, WO 98/21060 décrit notamment une poutre pour support de radiateur comprenant une coque externe dans laquelle se trouve un tube recouvert d'une couche d'un matériau à base d'une résine, ladite couche comprenant notamment une résine synthétique, une charge et un agent qui produit des bulles, des pores ou des cavités dans ladite couche. Plus 20 particulièrement, parmi ces agents, WO 98/21060 cite des microsphères ou microbulles creuses, en plastique ou en verre, utilisées pour renforcer le matériau. Ainsi, WO 98/21060 décrit l'utilisation de microsphères pour renforcer un matériau d'une pièce du moteur d'un véhicule. Toutefois, ce document ne décrit pas l'utilisation d'un matériau modifié 25 pour la préparation d'une pièce revêtue d'équipement d'intérieur automobile, au sens usuel du terme à savoir d'une pièce telle qu'un tableau de bord ou une porte. Par ailleurs, dans ce document, le polymère est modifié afin de renforcer la pièce et non afin de diminuer son poids. Un but de la présente invention est donc de fournir une pièce revêtue 30 d'équipement d'intérieur automobile, constituée d'un matériau modifié, de telle sorte que le poids de ladite pièce soit réduit de façon drastique, tout en conservant de bonnes propriétés mécaniques. A cet effet, la présente invention concerne une pièce revêtue d'équipement intérieur de véhicule automobile dont la structure comprend une matrice polymérique incluant des microsphères à titre de charge, lesdites microsphères étant de densité inférieure à celle de ladite matrice. Le terme "structure" désigne l'armature ou ossature qui est destinée à être fixée sur les éléments de caisse du véhicule. Parmi les pièces revêtues des intérieurs automobiles, on peut citer les tableaux de bord ou les portes d'un véhicule automobile. Par "microsphère", on désigne des particules de morphologie io sensiblement isotrope. On englobe également les particules sphéroïdales. On peut également parler ici de microbilles. De préférence, aucune des dimensions transversales de ces particules ne dépasse 2 fois, de préférence 1,5 fois, et encore préférentiellement 1,2 fois, les autres dimensions transversales desdites particules. 15 Le terme "polymère" englobe indifféremment les polymères, les homopolymères, les hétéropolymères et les copolymères. De préférence, le polymère de la matrice polymérique susmentionnée est choisi parmi les matières thermoplastiques, les matières thermodurcissables (ou thermodurs) tels que les résines époxy et les 20 polymères acryliques. Le polymère de la matrice polymérique peut également être choisi parmi des polymères naturels tels que les huiles époxydées à base de ricin. Le terme "thermoplastiques" désigne les matières plastiques qui se ramollissent lorsqu'on les chauffe au-dessus d'une certaine température, 25 permettant ainsi leur transformation en semi-produits ou objets finis, mais qui redeviennent solides au-dessous de cette température. Parmi les principales matières thermoplastiques, on peut citer les polyvinyliques, les polyoléfines, les cellulosiques et les polyamides. Le terme "thermodurcissables" désigne les matières plastiques qui 30 durcissent sous l'action d'une énergie, par exemple la chaleur. Parmi les principales matières thermodurcissables, on peut citer les résines phénoplastes, les résines aminoplastes, les époxydes, les résines polyuréthanes réticulées et les résines polyesters. Selon un mode de réalisation particulier, le polymère de la matrice polymérique susmentionnée peut également être choisi parmi les biocomposites, qui sont des matériaux formés par une matrice de type résine et renforcés par des fibres naturelles, principalement dérivées des plantes ou de cellulose. Parmi les polymères envisagés, on peut également citer les polymères tels que l'acide polylactique (PLA), le succinate de polybutylène (PBS) et le poly-13-hydroxybutyrate (PHB). De préférence, la matrice polymérique susmentionnée est réalisée en matière thermoplastique polyoléfinique. io Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la pièce selon l'invention est caractérisée en ce que le polymère de la matrice polymérique est choisi dans le groupe constitué du polypropylène (PP), du copolymère ABS/PC (acrylonitrile-butadiène-styrène/polycarbonate) et de polyacrylate (PA). 15 De préférence, la densité de la matrice polymérique susmentionnée est d'environ 0,8 à environ 1,2, et de préférence d'environ 0,85 à environ 1. Selon un mode de réalisation avantageux, la pièce selon l'invention est caractérisée en ce que les microsphères susmentionnées sont constituées d'un noyau et d'une membrane externe, le matériau dudit noyau étant 20 identique ou différent du matériau de ladite membrane. La membrane externe desdites microsphères doit être choisie de telle sorte qu'elle soit compatible avec la matrice. Lorsque le matériau du noyau des microsphères est identique au matériau de la membrane externe, on peut parler de microsphères pleines. 25 Lorsque le matériau du noyau des microsphères est différent du matériau de la membrane externe, le noyau des microsphères peut contenir un gaz, et notamment de l'air. Lorsque le noyau des microsphères est rempli uniquement de gaz, les microsphères peuvent être désignées microsphères creuses ou vides. 30 Les microsphères de l'invention peuvent également être constituées de "bimatériaux". Ce cas de figure correspond au cas où le matériau du noyau des microsphères est différent du matériau de la membrane externe et où le noyau n'est pas rempli d'un gaz. On peut également envisager l'utilisation de bimatériaux à base de mousse polyuréthane (PU) haute densité ou époxy creux avec un revêtement en verre. Parmi les matériaux constituant la membrane externe des microsphères de l'invention, on peut citer des matériaux choisis tels que le verre. Selon un mode de réalisation préféré, la pièce de l'invention est caractérisée en ce que les microsphères sont des microsphères vides, c'est-à-dire des microsphères dont le noyau est rempli d'air, et dont la membrane externe est en verre. De préférence, la densité des microsphères susmentionnées est io inférieure ou égale à environ 0,4, et de préférence est comprise d'environ 0,4 à environ 0,7. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le diamètre des microsphères susmentionnées est compris d'environ 300 lm à environ 500 �m. 15 La pièce selon l'invention est une pièce revêtue, c'est-à-dire qu'elle comprend, solidaire de la matrice polymérique, un revêtement extérieur destiné à constituer une surface d'aspect de la pièce placée en regard de l'habitacle du véhicule pour être visible par un occupant du véhicule. Le revêtement extérieur est par exemple une peau réalisée à base de tissu de 20 type chaîne/trame (C/T), de peau de type "slush" et de tissu de type TEP (tissus enduits plastiques)(gamme de matériaux en feuille consistant en un support-toile, tricot, jersey, matériau expansé ou aggloméré, recouvert par enduction d'une couche compacte ou expansée de matière plastique). Les pièces selon l'invention sont préparées par moulage par injection. 25 Cette technique est fréquente et bien connue de l'homme du métier, notamment dans le domaine de l'automobile. Plus particulièrement, le moulage par injection consiste à fluidifier par chauffage le matériau thermoplastique (par exemple sous forme de granulés ou de poudre) dans un pot de presse cylindrique, puis à l'envoyer, à l'aide d'un piston, dans un 30 moule froid, placé contre la buse fixée sur la sortie du pot de presse. Dans le moulage par injection, la plastification a lieu dans un organe extérieur, le pot d'injection, tandis que le formage et la fixation ont lieu dans le moule froid. C'est une vis d'extrusion qui opère la plastification dans le cylindre d'injection. Elle joue en même temps le rôle de piston, poussant la matière chaude à travers un orifice en bout du cylindre. Le procédé mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention est notamment décrit dans la Figure 1, qui décrit schématiquement, en coupe verticale, un dispositif de préparation d'une pièce revêtue (P) selon l'invention telle que définie ci-dessus. Dans le cadre du procédé de la présente invention, on utilise un dispositif permettant une répartition homogène des microsphères. Ainsi, ce io dispositif comprend un double système de vis (V) présent dans un récipient chauffé (R). Ce double système comprend en amont, une trémie (T) d'injection de granulés, une double vis (V1) à cisaillement très élevé en regard de laquelle les granulés de la trémie sont introduits, et en aval de la double vis (V1), une double vis (V2) à cisaillement très réduit. Par ailleurs, le 15 récipient (R) correspond aux systèmes classiquement utilisés dans les procédés de moulage par injection. Le dispositif comprend en outre, en aval du récipient (R), un moule (M) présentant une cavité de moulage (C) de forme complémentaire à la forme à réaliser. 20 Le matériau extrudé, issu du récipient (R) après passage dans les doubles vis (V1) et (V2) est reçu dans le moule (M). La première étape du procédé selon l'invention consiste à préparer la matrice polymérique incluant des microsphères à titre de charge et la deuxième étape correspond à un procédé classique de moulage par 25 injection, où le matériau obtenu à l'issue de la première étape est poussé vers le moule (M), pour obtenir une pièce telle que définie ci-dessus constituée d'une matrice polymérique incluant des microsphères à titre de charge. Plus précisément, la première étape susmentionnée comprend à la fois 30 une étape d'introduction de granulés ou de poudre du polymère de la matrice polymérique (1), pour alimenter la double vis (V1) et une étape d'introduction des microsphères (2), pour alimenter la double vis (V2), étant entendu que les microsphères sont introduites dès que la double vis (V2) contient de la matrice polymérique. La présente invention concerne également un véhicule comprenant une pièce telle que définie ci-dessus. 20 REVENDICATIONS 1. Pièce revêtue d'équipement intérieur de véhicule automobile dont la structure comprend une matrice polymérique incluant des microsphères à titre de charge, lesdites microsphères étant de densité inférieure à celle de ladite matrice. 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce que le polymère io de la matrice polymérique est choisi parmi les matières thermoplastiques, les matières thermodurcissables et les polymères acryliques. 3. Pièce selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le polymère de la matrice polymérique est choisi dans le groupe constitué du 15 polypropylène, du copolymère ABS/PC et du polyacrylate. 4. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la densité de la matrice polymérique est d'environ 0,8 à environ 1,2, et de préférence d'environ 0,85 à environ 1. 5. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les microsphères sont constituées d'un noyau et d'une membrane externe, le matériau dudit noyau étant identique ou différent du matériau de ladite membrane. 25 6. Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que le noyau des microsphères contient un gaz. 7. Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que le matériau 30 de la membrane externe est du verre. 8. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la densité des microsphères est inférieure ou égale à environ 0,4, et de préférence est comprise d'environ 0,4 à environ 0,7. 9. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le diamètre des microsphères est compris d'environ 300 pm à environ 500 �m. 10. Véhicule comprenant une pièce selon l'une quelconque des io revendications 1 à 9.