Brevet FR3020592A1 — publié le 20151106

Matériau comprenant une matrice chargée de particules et pièce réalisée dans ce matériau La présente invention concerne un matériau utilisable par exemple pour la fabrication de pièces, en particulier pour la fabrication d'habillages de véhicule, en particulier d'habillages intérieurs de véhicule. Un des buts de l'invention est de proposer un matériau qui soit léger, tout en étant résistant et facile à utiliser pour la fabrication de pièces, notamment d'habillages de véhicule. A cet effet, l'invention propose un matériau comprenant une matrice réalisée dans une première matière, la matrice étant chargée de particules comprenant un noyau en liège enrobé d'un revêtement réalisé dans une deuxième matière différente de la première matière. Dans des modes de réalisation particuliers, le matériau comprend une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : - les particules sont sensiblement sphériques ; - les particules présentent un diamètre compris entre 200 et 600 um, de préférence entre 300 et 500. - l'épaisseur du revêtement est compris entre 1 lm et 10 lm ; - la première matière est une matière plastique, notamment une matière thermoplastique ; - la première matière est formée d'un composant ou d'une combinaison d'au moins deux composants choisis parmi : polyester, homopolymère ou copolymère, ou polyoléfine, homopolymère ou copolymère, ou polypropylène (PP), ou acrylonitrilebutadiène-styrène (ABS), ou polyamide (PA), ou polycarbonate (PC), ou polybutylène succinate (PBS), ou polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; - la deuxième matière est formée d'un agent compatibilisant ; - la teneur massique du matériau en particules est comprise entre 2 % et 80 %, de préférence entre 10 % et 25 `Vo. L'invention concerne également un habillage intérieur de véhicule automobile, réalisé au moins en partie à l'aide du matériau tel que défini ci-dessus. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un matériau tel que défini ci-dessus, comprenant une étape d'enrobage de billes ou granules de liège avec la deuxième matière pour former les particules, puis, ensuite, le mélange des particules et de la première matière pour former une composition destinée à former le matériau. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - La Figure 1 est une vue schématique en coupe d'une pièce réalisée dans un matériau comprenant une matrice chargée de particules; et - La Figure 2 est une vue en coupe d'une particule. La pièce 2 illustrée sur la Figure 1 est réalisée dans un matériau 4 composite comprenant une matrice 6 chargée de particules 8. La matrice 6 est continue. Les particules 8 du matériau 4 sont dispersées dans la matrice 6. La matrice 6 est réalisée en une première matière. La première matière est une matière plastique, de préférence polymère. La première matière est en particulier une matière thermoplastique. La première matière plastique est avantageusement une matière thermoplastique formée d'un composant ou d'une combinaison d'au moins deux composants choisis parmi : polyester, homopolymère ou copolymère, ou polyoléfine, homopolymère ou copolymère, ou polypropylène (PP), ou acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), ou polyamide (PA), ou polycarbonate (PC), ou polybutylène succinate (PBS), ou polyméthacrylate de méthyle (PMMA), ou encore toute combinaison d'au moins deux de ces composants. En option, ces composants ou leurs combinaisons sont renforcés par des charges minérales. Ces composants ont une rigidité permettant de remplir une fonction de support. La teneur massique de la matrice dans le matériau 4 est comprise entre 20% et 98%. Les particules 8 sont formées d'un noyau 10 de liège enrobé d'un revêtement 12 réalisé dans une deuxième matière différente de la première matière. Le liège constituant les noyaux 10 des particules 8 est un liège naturel ou synthétique. Avantageusement, le liège est expansé Les noyaux 10 de liège sont sensiblement sphériques. Les noyaux 10 de liège sont formés de granulats de liège ou de billes (ou microbilles) de lièges. La deuxième matière formant le revêtement 12 des particules 8 est différente de la première matière formant la matrice 6. La deuxième matière est avantageusement un agent compatibilisant. On entend par « agent compatibilisant » un composé présentant deux extrémités de structures chimiques différentes ayant respectivement une affinité particulière pour deux composantes d'un matériau hétérogène permettant de ce fait d'améliorer la compatibilité entre ces deux composantes. g 3 La deuxième matière est choisie pour assurer une bonne affinité à la fois avec le liège des noyaux 10 et la première matière de la matrice 6. Ainsi, le revêtement 12 des noyaux 10 de liège permet d'augmenter la cohésion du matériau 4. Dans un mode de réalisation, l'agent compatibilisant comprend un polymère greffé avec un groupe chimique, notamment un groupe polaire, et/ou un enzyme. Le polymère greffé est par exemple choisi parmi les polyoléfines. Dans un mode de réalisation le polymère greffé formant la deuxième matière est le même polymère que celui formant la première matière. Les groupes utilisés pour le greffage comprennent par exemple : silane, glycérol, époxy, acide carboxylique, acide maléique ou une combinaison de ceux-ci. A titre d'agent compatibilisant, il peut être envisagé notamment un composé choisi parmi les polyoléfines greffées par des groupes polaires. A titre de polyoléfines, on peut notamment envisager l'utilisation de (co)polymères du polypropylène. Particulièrement préférés sont les polyoléfines greffées par un acide carboxylique ou un de ses esters ou anhydrides. Parmi les acides carboxyliques utiles pour le greffage, on peut mentionner notamment l'acide maléique et l'anhydride maléique. Dans un mode de réalisation particulier avantageux, la première matière est un polypropylène (PP) et la deuxième matière est un polypropylène (PP) greffé, par exemple par un anhydride maléique. Les particules sont sensiblement sphériques. Les particules présentent un diamètre compris entre 200 et 600 pm, de préférence entre 300 et 500 pm. L'épaisseur du revêtement 12 est comprise entre 1 pm et 10 pm, de préférence entre 2 pm et 5 pm. La teneur massique du matériau 4 en particules 8 est comprise entre 2 % et 80 %, de préférence entre 10 % et 25 %. Le matériau 4 est dépourvu de fibres de renforts. Le matériau 4 est formé d'abord en enrobant les noyaux 10 de liège avec la deuxième-matière pour former les particules 8, puis, ensuite, en mélangeant les particules 8 et la première matière pour former une composition destinée à former le matériau 4. Le mélange des particules 8 avec la première matière est réalisé par exemple lorsque la première matière est dans un état liquide, visqueux ou solide, par exemple sous une forme pulvérulente. Pour la fabrication d'une pièce 2 réalisée avec le matériau 4 composite, le matériau 4 comprenant les particules 8 et la première matière est mis en forme par exemple par moulage, notamment par moulage par compression ou par injection. Le revêtement 12 des particules 8 est formé préalablement à l'introduction des particules 8 dans la première matière de la matrice 6. Le revêtement 12 des particules 8 entoure complètement leurs noyaux 10 de liège. Les noyaux 10 de liège des particules ne sont pas en contact avec la matrice 6. Le revêtement 12 forme une interface entre le noyau 10 de liège et la matrice 6, permettant d'améliorer la liaison entre le noyau 10 de liège et la matrice 6. Chaque noyau 10 est entouré individuellement d'un revêtement 12 propre. Le matériau 4 est facile à obtenir est à mettre en forme pour la réalisation d'une pièce. Les particules de faibles dimensions permettent la mise en forme d'une pièce par des méthodes classiques de moulage de matière plastique, y compris avec une teneur massique élevée en particules 8. Les particules 8 peuvent par exemple résister aux efforts de cisaillement lors de l'injection du matériau 4. Le liège possède une densité massique très faible. Les particules 8 comprenant un noyau en liège sont particulièrement légères. Le matériau 4 comprenant une matrice 6 chargée de particules 8 à noyaux 10 en liège est ainsi allégé. En outre, plus la teneur en particules 8 est élevée, plus le matériau résultant est léger. Par ailleurs, plus la teneur en liège d'un matériau comprenant une matrice chargée de particules de lièges est élevée, plus le matériau peut devenir fragile du fait d'une décohésion entre les particules et la matrice. Néanmoins, du fait de l'enrobage des noyaux 10 avec un revêtement 12 enveloppant formant une interface entre le liège et la première matière, le matériau 4 conserve une cohésion forte entre les particules 8 et la matrices 6. Il en résulte que la teneur en particules 8 peut être élevée de manière à obtenir un matériau particulièrement léger, tout en conservant un matériau présentant une résistance satisfaisante, notamment pour la fabrication d'habillages de véhicule. En outre, le revêtement des particules est étanche à la première matière de sorte que la première matière de la matrice ne pénètre pas dans les noyaux 10 en liège. Les teneurs massiques respectives en matrice et en particules, ainsi que leurs teneurs relatives, sont choisies en fonction des caractéristiques mécaniques souhaitées pour le matériau, notamment en fonction de la densité et de la résistance mécanique souhaitées, et/ou des procédés de fabrication de la pièce que l'on souhaite utiliser. REVENDICATIONS1.- Matériau comprenant une matrice (6) réalisée dans une première matière, la matrice (6) étant chargée de particules (8) comprenant un noyau (10) en liège enrobé d'un revêtement (12) réalisé dans une deuxième matière différente de la première matière. 2.- Matériau selon la revendication 1, dans lequel les particules (8) sont sensiblement sphériques. 3.- Matériau selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les particules (8) présentent un diamètre compris entre 200 et 600 um, de préférence entre 300 et 500. 4.- Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur du revêtement (12) est compris entre 1 lm et 10 lm . 5.- Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première matière est une matière plastique, notamment une matière thermoplastique. 6.- Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première matière est formée d'un composant ou d'une combinaison d'au moins deux composants choisis parmi : polyester, homopolymère ou copolymère, ou polyoléfine, homopolymère ou copolymère, ou polypropylène (PP), ou acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), ou polyamide (PA), ou polycarbonate (PC), ou polybutylène succinate (PBS), ou polyméthacrylate de méthyle (PMMA). 7.- Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième matière est formée d'un agent compatibilisant. 8.- Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la teneur massique du matériau (4) en particules (8) est comprise entre 2 % et 80 %, de préférence entre 10 % et 25 `Vo. 9.- Habillage intérieur de véhicule automobile, réalisé au moins en partie à l'aide du matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10.- Procédé de fabrication d'un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une étape d'enrobage de billes ou granules de liège avec la deuxième matière pour former les particules (8), puis, ensuite, le mélange des particules (8) et de la première matière pour former une composition destinée à former le matériau.