Brevet FR3034341A1 — publié le 20161007

Procédé de fabrication d'un réservoir en matière plastique avec dispositif anti- ballottement La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un réservoir en matière plastique. Plus précisément, l'invention concerne la fabrication d'un réservoir équipé d'un dispositif anti-ballottement. L'invention s'applique notamment à la fabrication de réservoirs pour le stockage d'un liquide pour véhicules mobiles, tel que par exemple du carburant ou de l'urée. Dans le cas d'un réservoir de véhicule, les manoeuvres de freinage et redémarrage successives du véhicule provoquent des translations de la masse de liquide dans le réservoir qui sont perçues par le conducteur sous la forme de bruits avec effet de choc (aussi appelé slosh noise). En outre, ces transferts de masse peuvent avoir un impact sur le comportement routier du véhicule. Pour pallier à ces inconvénients, il a été proposé des réservoirs équipés de 15 dispositifs anti-ballottement (ou dispositifs antiroulis) (ou baffle, en anglais) comprenant des cloisons rigides ou semi rigide. On connaît plusieurs techniques pour la fabrication de tels réservoirs. Une première technique connue consiste à fixer un dispositif anti-ballottement dans un réservoir après le moulage du réservoir. Cette première technique connue est 20 par exemple décrite dans le document WO 2010/029103. Une deuxième technique connue consiste à fixer un dispositif antiballottement dans un réservoir pendant le moulage du réservoir. Cette deuxième technique connue est par exemple décrite dans le document WO 2008/138869. Ces opérations de fixation sont délicates et consommatrices de temps. Par 25 ailleurs, les vibrations induites par le choc du liquide sur ces dispositifs anti- ballottement rigides ou semi rigide peuvent générer du bruit solidien dans le réservoir. Un des buts de l'invention est donc de proposer une alternative aux techniques actuelles de fabrication de réservoirs équipés de dispositifs anti-ballottement. Dès lors, il est proposé un procédé pour la fabrication d'au moins une paroi d'un 30 réservoir selon l'invention comprenant au moins une première couche de matière thermoplastique et une deuxième couche à base de mousse, ladite deuxième couche à base de mousse formant au moins une partie d'un dispositif anti-ballottement, le procédé étant caractérisé en ce que la première couche et la deuxième couche sont moulées dans un seul et même moule. 35 Dans un premier mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé un procédé pour la fabrication par extrusion-soufflage d'un réservoir muni d'un dispositif anti-ballottement. 3034341 2 Le procédé selon le premier mode de réalisation particulier de l'invention comprenant les étapes suivantes: on insère une préforme en matière thermoplastique comprenant au moins la première couche et la deuxième couche dans ledit seul et même moule ouvert; 5 on ferme ledit seul et même moule; et une fois que ledit seul et même moule est fermé, on souffle la préforme à l'aide d'un fluide sous pression pour la plaquer contre ledit seul et même moule. Avantageusement, la préforme comprend une couche (i.e. la deuxième couche dudit procédé) d'un mélange d'un polymère thermoplastique et d'un agent moussant 10 chimique, ladite couche de mélange formant après soufflage le dispositif anti- ballottement. Ainsi, le réservoir fabriqué selon le procédé de l'invention peut être muni d'un dispositif anti-ballottement à base de mousse (avec cellules ouvertes ou fermées) en thermodurcissable ou thermoplastique. Un tel dispositif anti-ballottement est obtenu (i.e. formé) lors du soufflage de la préforme. Grâce à l'invention, on peut donc fabriquer un réservoir muni d'un dispositif anti-ballottement au moyen d'une opération de soufflage. L'invention procure donc l'avantage d'économiser des moyens et de la main d'ceuvre. Par préforme, on entend une paraison tubulaire ou un ensemble de deux feuilles. De manière avantageuse, le polymère thermoplastique (par exemple sous forme de pastilles) et l'agent moussant chimique (ou agent gonflant chimique) sont introduits dans une extrudeuse classique pour former une couche de mélange homogène, qui est ensuite insérée dans le moule. On désigne par le terme "polymère" aussi bien les homopolymères que les copolymères (binaires ou ternaires notamment). Des exemples de tels copolymères sont, de manière non limitative : les copolymères à distribution aléatoire, les copolymères séquencés, les copolymères à blocs et les copolymères greffés. En particulier, on peut utiliser des polyoléfines, des polyesters thermoplastiques, des polycétones, des polyamides et leurs copolymères PU. Un mélange de polymères ou de copolymères peut aussi être utilisé, de même qu'un mélange de matières polymériques avec des charges inorganiques, organiques et/ou naturelles comme, par exemple, mais non limitativement : le carbone, les sels et autres dérivés inorganiques, les fibres naturelles ou polymériques. D'excellents résultats peuvent être obtenus avec du polyéthylène haute densité (PEHD) ou du polyamide-6,6. Par réservoir, on entend désigner une enceinte étanche destinée au stockage de carburant, d'un additif (pour carburant (tels que ceux requis pour diminuer la température de combustion des particules retenues sur les filtres à particules des moteurs diesels par exemple), pour gaz d'échappement (tels que l'urée ou autres 3034341 3 précurseurs d'ammoniac dans les systèmes SCR)) ou de tout autre fluide embarqué sur un véhicule (voiture, camion...). Dans un mode de réalisation particulier, la préforme comprend une couche intérieure (i.e. ladite deuxième couche) comprenant ladite couche de mélange, une 5 couche comprenant au moins un adhésif et une couche extérieure à base de polymère thermoplastique (i.e. ladite première couche). Dans un autre mode de réalisation particulier, la préforme comprend une couche intérieure comprenant ladite couche de mélange et une couche extérieure à base de polymère thermoplastique. Dans ce cas particulier, aucune couche d'adhésif 10 n'est utilisée. Avantageusement, la préforme comprend en outre une couche barrière vis-à-vis des hydrocarbures et/ou une couche comprenant de la matière plastique recyclée, située(s) entre la couche intérieure (i.e. ladite deuxième couche) et la couche extérieure (i.e. ladite première couche). 15 Ainsi, le procédé de l'invention convient bien à la fabrication de réservoirs en plastique multicouche. Par couche barrière, on entend désigner une couche imperméable aux liquides et aux gaz. La couche barrière comprend généralement une résine barrière. Toute résine barrière connue peut être utilisée, pour autant qu'elle soit efficace vis-à-vis des 20 fluides en contact avec le réservoir, en particulier des hydrocarbures, et qu'elle soit compatible avec la technique de moulage qui est utilisée pour mettre en forme ce réservoir. Parmi les résines utilisables, on peut citer, de manière non limitative, les polyamides ou copolyamides ou les copolymères statistiques d'éthylène et d'alcool vinylique. Un mélange de différentes résines barrières peut aussi être utilisé. De très 25 bons résultats ont été obtenus avec une résine barrière de copolymère statistique d'éthylène et d'alcool vinylique. Par matière plastique recyclée, on entend une matière plastique obtenue par broyage de chutes obtenues à différentes étapes de la fabrication d'un réservoir, en particulier le réservoir multicouche selon l'invention, ou par broyage de réservoirs 30 usagés en fin de vie. L'agent moussant chimique pouvant être utilisé est de l'azodicarbonamide, un mélange isobutane/n-butane, un chlorofluorocarbure ou tout autre agent moussant présentant les mêmes propriétés. Avantageusement, l'agent moussant chimique utilisé est de l'azodicarbonamide. 35 Les figures la à lc ont pour but d'illustrer, à titre d'exemple indicatif et non limitatif, le principe d'un procédé de fabrication par extrusion-soufflage selon le premier mode de réalisation particulier de l'invention. Comme illustré dans l'exemple de la figure la, une paraison (1) en matière plastique est introduite entre deux empreintes d'un moule (2) en position d'ouverture. La paraison (1) est introduite dans le moule (2), tout en étant maintenue 3034341 4 ouverte/écartée. Le moule (2) comprend des empreintes (3, 4). Les empreintes du moule (3, 4) présentent une surface interne (3', 4') correspondant à la surface externe du réservoir à mouler. Dans cet exemple de réalisation, la paraison (1) comprend une structure multicouche ; dont une couche intérieure comprenant un mélange d'un PEHD 5 et d'un agent moussant chimique, une couche intermédiaire comprenant un adhésif et une couche extérieure à base de PEHD. On note que la couche intermédiaire d'adhésif est optionnelle. La figure lb illustre l'étape de soufflage de la paraison. Pendant cette étape le moule est complètement fermé. On peut voir que les empreintes du moule sont 10 accolées par leur pourtour. Pendant cette étape de soufflage, on forme la paroi extérieure (5) du réservoir ainsi qu'un dispositif anti-ballottement interne (6) à base de mousse. Lorsque l'ensemble est refroidi, on ouvre le moule (i.e. on écarte les empreintes l'une de l'autre) et le réservoir peut être démoulé. Ceci est illustré à la 15 figure lc. Le réservoir ainsi fabriqué comprend avantageusement un dispositif anti- ballottement fixé sur son pourtour intérieur. Dans un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé un procédé pour la fabrication par injection d'un réservoir muni d'un dispositif antiballottement. 20 Le procédé selon le deuxième mode de réalisation particulier de l'invention comprenant les étapes suivantes : on place ledit seul et même moule dans une première position de fermeture de manière à former une première cavité d'injection ; on injecte ladite première couche ; 25 on place ledit seul et même moule dans une deuxième position de fermeture de manière à former une deuxième cavité d'injection ; on injecte ladite deuxième couche. Ainsi, avec ce deuxième mode de réalisation, il est possible de contrôler les dimensions de la deuxième couche, et donc du dispositif anti-ballottement. Plus 30 précisément, les dimensions de la deuxième couche peuvent être contrôlées en ajustant l'ouverture de la deuxième cavité d'injection. Ainsi avec un seul et même moule, il est possible de fabriquer des réservoirs comprenant des dispositifs antiballotements de tailles et de formes différentes. L'invention procure donc l'avantage d'économiser des moyens et de la main 35 d'ceuvre. Les figures 2a à 2d ont pour but d'illustrer, à titre d'exemple indicatif et non limitatif, le principe d'un procédé de fabrication par injection selon le deuxième mode de réalisation particulier de l'invention. 3034341 5 A la figure 2a, on peut voir un moule (10) dans une première position de fermeture. Le moule est relié à une vis d'injection (20). Dans cette première position de fermeture, une première cavité d'injection (30) est formée entre les empreintes (11, 12) du moule. 5 A la figure 2b, la vis d'injection (20) injecte un polymère thermoplastique dans la première cavité d'injection, de manière à mouler un premier élément de paroi (i.e. ladite première couche injectée) (40). Avantageusement, l'empreinte (12) du moule comprend une pièce mobile (120) configurée pour se déplacer de manière relative par rapport à l'empreinte (12). 10 A la figure 2c, on peut voir le moule dans une deuxième position de fermeture. Comme illustré, le moule passe de la première position de fermeture à la deuxième position de fermeture en déplaçant la pièce mobile (120) suivant une direction indiquée par la flèche (50). Dans cette deuxième position de fermeture, une deuxième cavité d'injection (60) est formée entre les empreintes du moule. 15 Comme illustré à la figure 2d, le moule est relié à une buse d'injection (80) configurée pour injecter une mousse polymère dans la deuxième cavité d'injection. La mousse polymère pouvant être, par exemple et de manière non limitative, une mousse polyuréthane. Ainsi, on moule un deuxième élément de paroi (i.e. la deuxième couche injectée) (70) 20 sur le premier élément de paroi (40). Avantageusement, le deuxième élément de paroi (70) peut former tout ou partie d'un dispositif anti-ballottement interne au réservoir. Les figures 3a à 3d ont pour but d'illustrer, à titre d'exemple indicatif et non limitatif, le principe d'un second procédé de fabrication par injection selon le deuxième mode de réalisation particulier de l'invention. 25 Les figures 3a et 3b représentent des étapes similaires à celle illustrées aux figures 2a et 2b, dans lesquelles on peut voir un moule (110) dans une première position de fermeture, le plan de joint P joignant les empreintes (111, 112) du moule du moule étant fermé. A la figure 3c, on peut voir le moule dans une deuxième position de fermeture, 30 le plan de joint P étant ouvert. Comme illustré, le moule passe de la première position de fermeture à la deuxième position de fermeture en déplaçant par exemple l'empreinte (112) suivant une direction indiquée par la flèche (150), l'empreinte (111) ou encore en déplaçant les deux empreintes du moule (110). Dans cette deuxième position de fermeture, une deuxième cavité d'injection (160) est formée entre les 35 empreintes du moule. Avantageusement, l'empreinte (112) peut être comprendre une pièce mobile (220) configurée pour se déplacer de manière relative par rapport à l'empreinte (112) et ainsi mieux contrôler la taille de la deuxième cavité d'injection (160). Comme illustré à la figure 3d, le moule est relié à une buse d'injection (180) 40 configurée pour injecter une mousse polymère dans la deuxième cavité d'injection. La 3034341 6 mousse polymère pouvant être, par exemple et de manière non limitative, une mousse polyuréthane. Ainsi, on moule un deuxième élément de paroi (i.e. ladite deuxième couche injectée) (170) sur le premier élément de paroi (140). Avantageusement, le deuxième élément de paroi (170) peut former tout ou partie d'un dispositif anti- 5 ballottement interne au réservoir. Cette étape d'injection de la mousse réalisée avec un plan de joint P du moule ouvert permet un contrôle facile de l'expansion de la moule injectée du fait de la dépressurisation créée au sein du moule par l'ouverture du plan de joint P. Cette ouverture permet également d'obtenir un chemin d'injection plus simple pour la buse d'injection (180). 10 Dans un mode de réalisation avantageux, le premier élément de paroi (formé par la première couche injectée) peut comprendre une ou plusieurs cavité(s) d'accrochage dans laquelle ou lesquelles la mousse polymère peut pénétrer lors de son injection dans la deuxième cavité d'injection. De cette façon, on obtient une fixation mécanique solide entre les premier et deuxième éléments de paroi. 15 Dans une alternative, le moule peut comprendre plusieurs points d'injection de mousse ainsi que plusieurs épaisseurs suivant le besoin. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations présentées et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Notamment dans un autre mode de réalisation particulier du procédé d'injection décrit en référence aux 20 figures 2 et 3 ci-dessus, la buse d'injection est adaptée pour injecter tout type de mousse polymère. Dans un mode de réalisation particulier, la buse d'injection est apte à injecter au moins deux types de mousses polymères distinctes à différent instant du procédé. REVENDICATIONS1. Procédé pour la fabrication d'au moins une paroi d'un réservoir comprenant au moins une première couche de matière thermoplastique et une deuxième couche à base de mousse, ladite deuxième couche à base de mousse formant au moins une partie d'un dispositif anti-ballottement, le procédé étant caractérisé en ce que la première couche et la deuxième couche sont moulées dans un seul et même moule. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprenant les étapes suivantes : on insère une préforme en matière thermoplastique comprenant au moins la première couche et la deuxième couche dans ledit seul et même moule ouvert; on ferme ledit seul à même moule; et une fois que ledit seul et même moule est fermé, on souffle la préforme à l'aide d'un fluide sous pression pour la plaquer contre ledit seul et même moule. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite deuxième couche est une couche d'un mélange d'un polymère thermoplastique et d'un agent moussant chimique. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la préforme comprend en outre une couche intermédiaire comprenant au moins un adhésif. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la préforme comprend en outre une couche barrière vis-à-vis des hydrocarbures et/ou une couche comprenant de la matière plastique recyclée, située(s) entre ladite première couche et ladite deuxième couche. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agent moussant chimique est de l'azodicarbonamide. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprenant les étapes suivantes : on place ledit seul et même moule dans une première position de fermeture de manière à former une première cavité d'injection ; on injecte ladite première couche ; on place ledit seul et même moule dans une deuxième position de fermeture de manière à former une deuxième cavité d'injection ; on injecte ladite deuxième couche. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite première couche injectée comprend au moins une cavité d'accrochage dans laquelle ladite deuxième couche peut pénétrer lors de son injection dans la deuxième cavité d'injection. 3034341 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit seul et même moule comprend plusieurs points d'injection de ladite deuxième couche. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite deuxième couche est une couche de mousse polyuréthane. 5 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite deuxième couche est une couche de mousse polymère.