Brevet FR3153051A1 — publié le 20250321

L’invention porte principalement sur une pièce d’habillage de véhicule automobile, qui est essentiellement caractérisée en ce qu’elle est monomatière en polyester, et en ce qu’elle comporte au moins une couche support (2) à base de fibres de polyester compressées, et une couche structurelle (3) surmoulée sur la face interne () de ladite couche support () par injection de polyester. L’invention porte également sur un procédé de fabrication de ladite pièce d’habillage qui comprend au moins les étapes de : fourniture d’un feutre en polyester (6), compression dudit feutre pour former un feutre compressé (8), mise en forme du feutre compressé (8) obtenu à l’étape précédente pour former la couche support (2), et injection de polyester sur la face interne (4) de la couche support (2) pour former la couche structurelle (3). Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 2] Pièce d’habillage en polyester, notamment pour véhicule automobile, et procédé de fabrication associé L’invention s’inscrit dans le domaine des pièces d’habillage pour véhicule automobile. L’invention porte également sur un procédé de fabrication d’une telle pièce d’habillage. Art antérieur et inconvénients de l’art antérieur Les pièces d’habillage en textile sont bien connues dans le domaine de l’automobile. Ces pièces se trouvent principalement dans l’habitable du véhicule. On citera à titre d’exemple les panneaux de porte, l’intérieur du pied de vitre avant ou encore le pied milieu entre les vitres avant et arrière et la flasque de l’accoudoir central. Ces pièces doivent présenter une tenue structurelle suffisante pour assurer notamment leur fonction de pièce de fixation. Comme décrit dans la publication EP2674274, il est connu de fabriquer une telle pièce d’habillage par moulage d’un support réalisé en un première matière plastique sur un insert qui est réalisé en une deuxième matière plastique et qui a été préalablement mis en forme et assemblé à un complexe intégrant la face visible d’ornement de la pièce d’habillage. Une telle pièce comporte une pluralité de matières différentes, pour la plupart non recyclables. En outre, la pluralité de matières et d’éléments engendre un procédé de fabrication à multiples étapes impliquant une première étape d’assemblage du complexe à l’insert, puis l’étape de moulage du support sur l’insert. En plus de présenter un caractère non écoresponsable de par l’emploi de la pluralité de matières plastiques, le procédé de l’art antérieur ne permet pas de modifier facilement la couche ornementale puisque cette couche est apposée sur l’insert avant même que le support ne soit formé. Objectif de l’invention L’invention a pour objet de pallier les inconvénients précités en proposant une pièce d’habillage écoresponsable, notamment en matière de recyclage, et un procédé de fabrication d’une telle pièce présentant un nombre limité d’étapes tout en laissant la possibilité d’adjonction, ou non, d’une face ornementale. À cet effet, l’invention porte sur une pièce d’habillage de véhicule automobile qui est caractérisée en ce qu’elle est monomatière en polyester, et en ce qu’elle comporte au moins une couche support à base de fibres de polyester compressées, et une couche structurelle surmoulée sur la face interne de ladite couche support par injection de polyester. La pièce d’habillage de l’invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - la couche support est réalisée à partir d’un mélange de fibres de polyester recyclées et de fibres de polyester thermofusibles. Préférentiellement, une telle couche support est mise en forme par thermocompression. la couche structurelle comporte un réseau de nervures de renfort et/ou des éléments techniques. la pièce d’habillage comporte un revêtement ornemental sur la face externe de la couche support. le revêtement ornemental est en polyester. L’invention porte également sur un procédé de fabrication de la pièce d’habillage précédemment énoncée, qui est caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes de : - fourniture d’un feutre en polyester, - compression dudit feutre pour former un feutre compressé, - mise en forme du feutre compressé par thermocompression pour former la couche support, et - injection de polyester sur la face interne de la couche support pour former la couche structurelle. Le procédé de l’invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : l’injection est réalisée de façon concomitante à l’étape de thermocompression. le procédé comprend au moins les étapes de : - fourniture d’un feutre fait d’un mélange de fibres de polyester recyclées et de fibres de polyester thermofusibles, - première compression à chaud dudit feutre pour former un feutre compressé, - mise en forme du feutre obtenu par thermocompression pour former la couche support, et - concomitamment à l’étape de thermocompression, injection de polyester sur la face interne de la couche support pour former la couche structurelle. - la première compression à chaud du feutre (6) est réalisée sous presse à une température comprise entre 180 et 220 °C. - le procédé peut comporter une étape supplémentaire d’adjonction d’un revêtement ornemental, par exemple en polyester, sur la face externe de la couche support. Présentation des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : la FIG. 1 est une représentation schématique de dessus de la pièce d’habillage de l’invention prise du côté de la face externe de la couche support, la FIG. 2 est une représentation schématique de dessus de la pièce d’habillage de l’invention prise du côté de la face interne de la couche support en illustrant également la couche structurelle surmoulée sur la face interne, la FIG. 3 est une représentation schématique d’une première étape du procédé de l’invention selon un mode de réalisation préféré au cours de laquelle un feutre en polyester subit une étape de thermocompression, La FIG. 4 est une représentation schématique d’une deuxième étape du procédé de l’invention selon le mode de réalisation préféré au cours de laquelle le feutre compressé est positionné dans une presse à injection, a FIG. 5 est une représentation schématique d’une troisième étape du procédé de l’invention selon le mode de réalisation préféré au cours de laquelle le feutre compressé est mis en forme dans la presse, et la FIG. 6 est une représentation schématique d’une quatrième étape du procédé de l’invention selon le mode de réalisation préféré concomitante à la troisième étape et au cours de laquelle du polyester est injecté du côté de la face interne de la couche support pour former la couche structurelle. Description détaillée de l’invention Il est tout d’abord précisé que sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l’une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure. Il est également précisé que les figures représentent essentiellement des modes de réalisation de l’objet de l’invention mais qu’il peut exister d’autres modes de réalisation qui répondent à la définition de l’invention. L’invention propose une pièce d’habillage de véhicule automobile réalisée en une seule matière à savoir le polyester qui est un plastique recyclable et qui peut par ailleurs être utilisé à l’état recyclé. En référence aux figures 1 et 2, la pièce d’habillage de l’invention 1 comporte une couche support 2 à base de fibres de polyester, et une couche structurelle 3 en polyester qui est surmoulée sur la face interne de la couche support 2. La couche support 2 peut éventuellement être recouverte d’un revêtement ornemental, non illustré, avantageusement en polyester ou en fibres de polyester. La couche structurelle en polyester 3 forme un réseau de nervures de renfort et de formes techniques, en apportant la rigidité et la fonctionnalité à la pièce d’habillage de l’invention 1. Néanmoins, la couche support 2 doit présenter une rigidité suffisante pour assurer la tenue générale de la pièce d’habillage. Pour ce faire, la couche support 2 est obtenue par compressée, préalablement et/ou concomitamment au surmoulage de la couche structurelle 3. Plus avantageusement, la couche support 2 comporte un mélange de fibres de polyester recyclées et de fibres de polyester thermofusibles et est thermocompressée préalablement ou concomitamment au surmoulage de la couche structurelle. Les fibres de polyester thermofusibles apportent, sous l’effet de la chaleur, le durcissement et la tenue requise à la couche support 2, en plus de l’effet de compression des fibres, et ce, sans utiliser d’autre matière que le polyester. Comme illustré sur les figures 1 et 2, la couche support 2 est mise en forme et présente une face interne creuse 4 sur laquelle est surmoulée la couche structurelle 3. La couche support présente également un bord périphérique 5 sensiblement plan. Le procédé de fabrication de la pièce d’habillage de l’invention comporte trois phases principales à savoir la compression, de préférence à chaud, d’un feutre de fibres de polyester, la mise en forme du feutre par thermocompression pour obtenir la couche support 2, et l’injection de polyester sur la face interne de la couche support 2 pour former la couche structurelle 3. Avantageusement, le feutre comporte un mélange de fibres de polyester recyclées et de fibres de polyester thermofusibles. Sa mise en forme par thermocompression et l’injection de polyester peuvent être réalisées en une seule étape dans une presse à injection, réduisant ainsi le nombre d’étapes du procédé et simplifiant l’outillage utilisé. Préférentiellement, le procédé comporte deux phases de compression. Une première compression à chaud au cours de laquelle le feutre est chauffé à cœur à une température assurant la fusion au moins partielle, de préférence totale, du polyester thermofusible, et l’application concomitante d’une force de compression pour compresser les fibres formant le feutre en réduisant son épaisseur de d’environ 50% à 70%. Le feutre compressé résultant est encore plan. La deuxième compression est une étape de thermocompression qui conduit à la mise en forme de la couche support au cours de laquelle, le feutre toujours chaud ou réchauffé subit de nouveau l’application d’une force de compression. On décrit le procédé de fabrication de la pièce d’habillage de l’invention selon un mode préféré de réalisation en référence aux figures 3 à 6. Un feutre 6 ( FIG. 3 ) composé d’un mélange de fibres de polyester recyclées et de fibres de polyester thermofusibles . Le feutre 6 comporte une teneur en fibres recyclées est de l’ordre de 50 % à 70% et une épaisseur comprise entre 8 et 15 millimètres est placé dans une presse 7 faite de deux plateaux chauffants se faisant face pour subir la première compression à chaud. Les plateaux sont portés à une température comprise entre 180 et 220°C et sont pressés l’une contre l’autre. Le feutre est porté à cette même température comprise entre 180 et 220°C et la pression qui lui est appliquée est comprise entre 5 et 15 bars. On obtient alors un feutre compressé plan 8 d’épaisseur réduite à 2 mm +/- 0.5 mm par rapport à l’épaisseur initiale. Le feutre compressé 8 est placé ( FIG. 4 ) immédiatement dans une presse à injection 9 comportant un moule 10, un plateau mobile 11, un plateau fixe 12 et un canal d’injection de polymère 13 pour subir l’opération de thermocompression, concomitante à l’opération d’injection Ainsi, le feutre compressé 8 est toujours en température dans la presse à injection pour faciliter sa mise en forme. Alternativement, le feutre compressé 8 est refroidi après la première étape de compression, puis réchauffé avant son introduction dans la presse, par exemple par infrarouge. Le feutre compressé 8 est inséré entre les deux parties du moule, sa face interne 14 du côté du canal d’injection de polymère 14. Les deux parties du moule 10 sont pressées l’une contre l’autre ( FIG. 5 ) à une pression comprise entre 10 et 20 bars et maintenues dans cette position en générant la mise en forme du feutre 8 ainsi qu’un nouvel effort de compression conduisant à une réduction d’épaisseur du feutre 8 de l’ordre de 0,5 mm. On obtient alors la couche support 2 de la pièce d’habillage de l’invention 1. Concomitamment à la fermeture du moule et grâce à une lame de découpe intégrée dans la pression, le découpage périphérique du feutre est réalisé en formant le bord périphérique 5 de la pièce d’habillage 1. Également concomitamment à la fermeture du moule, du polyester fondu 15 est injecté du côté de la face interne 14 du feutre 8 en formant la couche structurelle 3. L’injection est réalisée selon les conditions opératoires suivantes : - la température de l’outillage est d’environ 20°C, - le polyester est porté à une température comprise entre 200 et 280°C, de préférence de 250°C, - la pression d’injection du polyester est comprise entre 50 et 150 bars, de préférence de 100 bars Après refroidissement et durcissement du polyester, le moule est ouvert et on obtient la pièce d’habillage de l’invention 1 telle que représentée sur les figures 1 et 2. La face externe de la couche support 2 peut faire office de revêtement. Dans ce cas, le feutre utilisé peut présenter une masse surfacique comprise entre 1000 et 2000 g/m 2 , participant ainsi à la rigidité de la pièce d’habillage en plus de former le revêtement décoratif. Alternativement, le feutre utilisé peut présenter une masse surfacique comprise entre 200 et 600 g/m 2 formant ainsi uniquement de revêtement décoratif. Alternativement, il est possible de prévoir l’adjonction d’un revêtement ornemental sur la face externe de la couche support 2. Préférentiellement, le revêtement ornemental est en polyester, de préférence en polyester au moins partiellement recyclé, ce qui permet de conserver le caractère recyclable de la pièce d’habillage de l’invention. L’adjonction du revêtement ornemental sur la face externe de la couche support 2 peut être réalisé en même temps que l’étape de thermocompression en insérant le revêtement sur la face externe du feutre compressé 8 après la première étape de compression à chaud et avant l’introduction dans la presse à injection 9. Alternativement, le revêtement peut être apposé après la réalisation de la pièce d’habillage ne comportant que la couche support 2 et la couche structurelle 3, par les méthodes connues de reprise par collage ou de gainage. Selon l’invention, la pièce d’habillage 1 est réalisée partiellement à partir de polyester recyclé et est intégralement recyclable. En outre, son procédé de fabrication est simple et peu coûteux. Pièce d’habillage de véhicule automobile, caractérisée en ce qu’elle est monomatière en polyester, et en ce qu’elle comporte au moins une couche support (2) à base de fibres de polyester compressées, et une couche structurelle (3) surmoulée sur la face interne (4) de ladite couche support (2) par injection de polyester. Pièce d’habillage de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche support (2) est mise en forme par thermocompression et réalisée à partir d’un mélange de fibres de polyester recyclées et de fibres de polyester thermofusibles. Pièce d’habillage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche structurelle (3) comporte un réseau de nervures de renfort et/ou des éléments techniques. Pièce d’habillage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un revêtement ornemental sur la face externe de la couche support (2). Pièce d’habillage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le revêtement ornemental est en polyester. Procédé de fabrication de la pièce d’habillage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes de : fourniture d’un feutre en polyester (6), compression dudit feutre pour former un feutre compressé (8), mise en forme du feutre compressé (8) par thermocompression pour former la couche support (2), et injection de polyester sur la face interne (4) de la couche support (2) pour former la couche structurelle (3). Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’injection est réalisée de façon concomitante à l’étape de thermocompression. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 6 et 7 pour fabriquer la pièce selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes de : fourniture d’un feutre (6) fait d’un mélange de fibres de polyester recyclées et de fibres de polyester thermofusibles, première compression à chaud dudit feutre (6) pour former un feutre compressé (8), mise en forme du feutre (8) obtenu à l’étape précédente par thermocompression pour former la couche support (2), et, concomitamment à l’étape de thermocompression, injection de polyester sur la face interne (4) de la couche support (2) pour former la couche structurelle (3). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première compression à chaud du feutre (6) est réalisée sous presse à une température comprise entre 180 et 220 °C. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte une étape supplémentaire d’adjonction d’un revêtement ornemental, par exemple en polyester, sur la face externe (16) de la couche support (2).