Brevet FR3135719A1 — publié le 20231124

La présente demande porte sur un procédé de production d'une mousse en polyuréthane moulée recyclée pour élément de siège à partir de matériau pour coiffe de siège. Figure de l’abrégé : Figure 2 Recyclage de polyols produits à partir de matériaux pour coiffe de sièges. La présente divulgation relève du domaine des mousses en polyuréthane pour siège automobile. En particulier, la présente divulgation relève du recyclage des matériaux pour coiffe de sièges pour former de nouvelles mousses en polyuréthane. La synthèse des matériaux en polyuréthane (mousses rigides et souples, élastomères, adhésifs, …) repose sur la réaction de polyaddition entre un polyol, par exemple un polyphénol, et un composé polyisocyanate. Un polyol doit présenter des propriétés spécifiques pour être utilisé dans la fabrication des matériaux polyuréthane. Par exemple, un polyol destiné à la fabrication d'une mousse en polyuréthane moulée pour siège automobile présente préférablement une viscosité à 25°C comprise entre 800 mPa.s et 1200 mPa.s, un indice hydroxyle compris entre 26 mg (KOH).g -1 et 35 mg (KOH).g -1 et une teneur en eau inférieure à 0,1%. En effet, un polyol présentant une telle viscosité est liquide et se mélange facilement avec le composé polyisocyanate et d'éventuels additifs lors de la fabrication classique d'une mousse polyuréthane à la température ambiante ou dans un moule chauffé entre 50 et 75°C. De plus la gamme d'indice hydroxyle indiquée ci-dessus permet l'obtention d'un réseau tridimensionnel réticulé conférant à la mousse, entre autres, des propriétés mécaniques adaptées à son utilisation dans un siège automobile. Les polyols et les composés polyisocyanate sont des polymères d'origine pétrochimique dont la production génère des quantités importantes de CO 2 . Afin de réduire la dépendance au pétrole, et également diminuer la quantité de CO 2 émis, il est nécessaire d'utiliser des polyols et des composés polyisocyanate d'origine non-pétrochimique ou recyclés. Les coiffes de sièges automobiles comprennent classiquement une charmeuse en poly(téréphtalate d’éthylène) ou en polyamide, un matériau d'aspect en poly(téréphtalate d’éthylène) et une mousse en polyuréthane de type mousse bloc refendue entre la charmeuse et le matériau d'aspect. Actuellement, les matériaux pour coiffe de sièges automobiles en fin de vie ou issus de la découpe lors de la production des sièges sont incinérés ou enfouis, ils ne sont donc pas recyclés. Ils représentent pourtant une source, alternative au pétrole, de production de polyols qui peuvent ensuite servir à produire une mousse en polyuréthane recyclée pour siège, créant un cercle vertueux de recyclage de ces matériaux. Cependant, produire à partir des matériaux pour coiffe, un polyol qui présente les propriétés souhaitées pour la production de mousse en polyuréthane pour siège n'est pas évident car les matériaux pour coiffe sont des matériaux complexes, constitués de matériaux de natures différentes : des textiles à base de poly(téréphtalate d’éthylène), des textiles à base de polyamide et de la mousse en polyuréthane. En effet, pour produire une mousse en polyuréthane moulée recyclée ayant des propriétés de confort et répondant aux exigences des sièges automobiles, il est nécessaire que la dépolymérisation des matériaux pour coiffe permette de découper précisément la structure de matériaux afin de produire de petites molécules comprenant des groupements hydroxyles capables de réagir ultérieurement avec les isocyanates. Il est ainsi du mérite des inventeurs d'avoir trouvé un procédé qui répond à ce besoin. Résumé Il est proposé un procédé de production d'une mousse en polyuréthane recyclée pour siège, en particulier pour siège d'automobile, pour siège d'avion, pour siège pour l'ameublement, tout particulièrement pour appui-tête de siège d'automobile, pour maintien latéral de siège d'automobile, comprenant les étapes suivantes : a) traitement par glycolyse d'un matériau pour coiffe de siège, en particulier de siège d'automobile, de siège d'avion, de siège pour l'ameublement pour obtenir un mélange liquide de polyols, et b) mise en contact du mélange liquide de polyols, d'un polyol, d'un tensioactif, d'un composé polyisocyanate et éventuellement d'un additif pour produire la mousse en polyuréthane recyclée pour siège, dans lequel le matériau pour coiffe de siège est choisi parmi le polyester, la mousse en polyuréthane, le poly(téréphtalate d’éthylène), le polyamide et leurs mélanges, caractérisé en ce que le ratio massique mélange liquide de polyols:polyol lors de l'étape b) est supérieur ou égal à 1:99 et inférieur à 40:60, en particulier est compris entre 10:90 et 30:70, tout particulièrement est compris entre 15:85 et 20:80, et le tensioactif est choisi parmi un tensioactif anionique, un tensioactif cationique, un tensioactif zwitterionique, un tensioactif non ionique et leurs mélanges, plus particulièrement parmi un tensioactif non ionique. Au cours de l'étape a) de traitement par glycolyse, qui est une étape classique connue de l'homme du métier, le matériau pour coiffe de siège va se dépolymériser pour former le mélange liquide de polyols. Les polyols de ce mélange liquide réagissent ensuite avec le composé polyisocyanate lors de l'étape b) du procédé de la présente invention pour produire la mousse en polyuréthane recyclée pour siège qui peut comprendre jusqu'à 6% massique de matériau pour coiffe. Cependant, les inventeurs ont constaté que le mélange liquide de polyols ne peut être mis en œuvre en tant que tel dans l'étape b) à cause de son indice hydroxyle qui est très élevé. En effet, cet indice hydroxyle a pour effet d’augmenter la dureté des mousses produites, de diminuer le taux de cellules ouvertes dans la mousse et d’augmenter son retrait. Les mousses produites avec un polyol à haut indice hydroxyle ne sont donc pas des mousses adaptées pour les sièges pour automobile. Sans être liés par aucune théorie, les inventeurs sont d'avis que cet indice hydroxyle élevé est dû à la mise en œuvre du matériau pour coiffe dans l'étape a). En effet, la glycolyse du matériau pour coiffe, en particulier du poly(téréphtalate d’éthylène) et du polyamide, conduit à l’obtention de polyols à haut indice hydroxyle. D’autre part, l’introduction de polyols obtenus par dépolymérisation des matériaux pour coiffe dans les formulations pour mousse moulée pour siège perturbe le processus de moussage en déstabilisant la mousse qui s’effondre en cours de processus de moulage. Sans être liés par aucune théorie, les inventeurs sont d'avis que cet effet déstabilisant est dû à la mise en œuvre du matériau pour coiffe dans l'étape a) car il contient des polluants tels que des huiles d’ensimage, colorants, charges susceptibles de perturber les processus de moussage. Il est du mérite des inventeurs d'avoir trouvé que l'utilisation du polyol et du tensioactif lors de l'étape b) du procédé de l'invention permet de résoudre ces problèmes. Ainsi, grâce aux étapes a) et b), le procédé de la présente invention crée un cercle vertueux de recyclage d'une quantité importante de matériau pour coiffe, alors que ce matériau n'est normalement pas recyclé. Grâce à ce cercle vertueux, le procédé de la présente invention permet de réduire la pollution générée par l'incinération de ces matériaux, de réduire l'impact environnemental et la quantité de CO 2 produit par la filière de production de mousse en polyuréthane pour siège. Le procédé de la présente invention permet également de réduire et de limiter la volatilité des coûts de production de la mousse en polyuréthane pour siège en limitant la quantité de polyol d'origine pétrolière incorporée à cette mousse. De plus, la mousse produite par le procédé de la présente invention présente un profil de montée (" foam rise profile " selon la terminologie anglaise) comparable au profil de montée d'une mousse industrielle produite à partir d'un polyol d'origine pétrochimique et couramment utilisée dans des sièges. Ainsi, la mousse produite par le procédé de la présente invention peut être mise en œuvre dans un élément de siège et ne requiert pas de modifier le procédé industriel classique de production de mousse en polyuréthane. Selon un autre aspect, il est proposé une mousse en polyuréthane pour siège ou pour élément de siège, en particulier pour siège d'automobile, pour siège d'avion, pour siège pour l'ameublement, susceptible d'être obtenue par le procédé de la présente invention. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 montre un profil de montée de mousses selon l'invention (ratio massique mélange liquide de polyols:polyol de 20:80 et ratio massique mélange liquide de polyols:polyol de 30:70) et de mousses comparatives (Référence). Fig. 2 montre différentes photos de mousses selon l'invention et de mousses comparatives. Procédé de production d'une mousse en polyuréthane recyclée pour siège comprenant les étapes suivantes : a) traitement par glycolyse d'un matériau pour coiffe de siège pour obtenir un mélange liquide de polyols, et b) mise en contact du mélange liquide de polyols, d'un polyol, d'un tensioactif, d'un composé polyisocyanate et éventuellement d'un additif pour produire la mousse en polyuréthane recyclée pour siège dans lequel le matériau pour coiffe de siège est choisi parmi le polyester, la mousse en polyuréthane, le poly(téréphtalate d’éthylène), le polyamide et leurs mélanges, caractérisé en ce que le ratio massique mélange liquide de polyols:polyol lors de l'étape b) est supérieur ou égal à 1:99 et inférieur à 40:60, et le tensioactif est choisi parmi un tensioactif anionique, un tensioactif cationique, un tensioactif zwitterionique, un tensioactif non ionique et leurs mélanges. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le matériau pour coiffe de siège provient de tout ou partie de la coiffe, d'un déchet issu de la production de la coiffe, d'un déchet issu de la découpe de la coiffe, d’un déchet issu de la fin de vie d’un siège pour automobile ou leurs combinaisons. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel le mélange liquide de polyols présente : - un indice hydroxyle compris entre 200 mg (KOH).g -1 et 700 mg (KOH).g -1 , et - une viscosité à 25°C comprise entre 500 mPa.s et 5000 mPa.s. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le polyol est choisi parmi le glycérol alcoxylé, le sorbitol alcoxylé, la diéthyle triamine alcoxylé, le sucrose alcoxylé, les polyols à base de polyoxypropylène glycol et leurs mélanges. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le tensioactif est un tensioactif silicone. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel le ratio massique mélange liquide de polyols:tensioactif est compris entre 100:1 et 100:10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le composé polyisocyanate est choisi parmi le diisocyanate de m-phénylène, le 2,4-diisocyanate de toluène, le 2,6-diisocyanate de toluène, le 1,6-diisocyanate de héxamethylène, le 1,4-diisocyanate de tétraméthylène, le 1,4-diisocyanate de cyclohexane, le diisocyanate de héxahydrotoluène, le 1,5-diisocyanate de naphthylène, le methoxyphenyl-2,4-diisocyanate, le 4,4′-diisocyanate diphénylméthane et leurs isomères, le diisocyanate de 4,4′-biphenylene, le diisocyanate de 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenyl, le diisocyanate de 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenyl, le 4,4′-diisocyanate de 3,3′-dimethyldiphenylmethane, le triisocyanate de 4,4′,4″-triphényl méthane, un polyphénylisocyanate polyméthylène, du diisocyanate diphénylméthane polymérique, le diisocyanate isophorone, le 2,4,6-triisocyanate toluène le 4,4′-dimethyldiphenylmethane-2,2′,5,5′-tetraisocyanate, l’ester polyméthylènepolyphénylique de l’acide isocyanique et leurs mélanges. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le ratio massique mélange liquide de polyols:composé polyisocyanate est compris entre 1:100 et 45:100. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel un additif est ajouté lors de l'étape b). Procédé selon la revendication 9 dans lequel l'additif est choisi parmi un réticulant, un agent retardateur de flamme, un agent gonflant, un anti-oxydant, un agent anti-hydrolyse, un biocide et leurs mélanges