Brevet FR3047009A1 (20170728)
REVENDICATIONS1. Matériau destiné à l'injection plastique, comportant de la matière thermoplastique, des billes de verre creuses et des fibres, caractérisé en ce qu'il consiste en un mélange de deux composés distincts, un premier composé sous forme de granulés obtenus par extrusion selon le procédé BUSS, et comprenant de la matière thermoplastique et des billes de verre creuses, et un second composé sous forme de granulés comprenant de la matière thermoplastique chargée en fibres.\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les billes de verre creuses présentent une densité comprise entre 0,45 et 0,6, de préférence de l'ordre de 0,46.\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la teneur en billes de verre creuses est entre 15 et 30% massique du premier composé, de manière préférée entre 20 et 25% et de manière encore plus préférée de 22% massique du premier composé.\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière thermoplastique du premier composé est choisi parmi les matières suivantes, prises seules ou en combinaison, polypropylène homopolymère ou copolymère (PP homo ou PP copo), polyamide 6 ou 66 (PA6 ou PA66), ou tout autre matrice de matériau, de préférence semi cristallin, ou amorphe tel qu'à base de acrylonitrile butadiène styrène et polyamide (ABS PA), ou de acrylonitrile butadiène styrène et polycarbonate (ABS PC).\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière thermoplastique du premier composé et/ou du second composé comprend des additifs pour présenter des propriétés fonctionnelles telles que la tenue aux ultraviolets, à 3047009 l'oxydation, de tenue thermique, ou d'hydrolyse ou de résistance aux chocs, ou encore permettre la coloration du produit moulé final, de préférence la teneur de chaque additif est comprise entre 4% et 8% par rapport à la masse du composé contenant l'additif, de préférence 5 la quantité totale d'additifs dans chaque composé étant limitée à 17% massique par rapport à la masse dudit composé.\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres de carbone dont la proportion dans le second composé est comprise entre 30% et 50%, 10 et de préférence de 40% massique par rapport à la masse du second composé.\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres végétales du type fibres de cellulose, bois, chanvre, miscanthus, noyaux d'olive. 15\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second composé présente un haut module de flexion supérieur à 10 000 MPa, de préférence supérieur à 20 000 MPa, notamment la matrice thermoplastique du second composé est choisie parmi du PP, du PA6, ou du PA66. 20\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la fabrication de pièces moulées par injection, notamment des pièces pour véhicules automobiles, ferroviaires, nautiques, aéronautiques.\n<CLM>\1\tUtilisation du matériau selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 9 pour remplacer du PP homo ou PP copo, ou du PA6 ou PA66 dans la fabrication de produits moulés allégés, notamment le produit moulé à partir dudit matériau présentant un allégement réduit de 8 à 30 % par rapport à la matrice à substituer, en particulier de 20 à 30%, et présentant en particulier un module de flexion compris entre 800 et 3047009 31 15 000 MPa et une contrainte à la rupture en traction d'au moins 30 MPa.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication du matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comportant les étapes suivantes : 5 - apport d'un premier composé sous forme de granulés comportant de la matière thermoplastique et des billes de verre creuses, et de préférence des additifs fonctionnels, - apport d'un second composé sous forme de granulés comportant de la matière thermoplastique et des fibres telles que des fibres de io carbone ou des fibres végétales, - mélange des premier et second composés dans un mélangeur automatique.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier composé est fabriqué par la technologie d'extrusion BUSS, 15 les paramètres notamment utilisés lors de l'extrusion sont les suivants : - température du matériau de la matrice du premier composé correspondant à la température de mise en oeuvre dudit matériau, telle qu'entre 170t et 200t pour une matrice en P P homo ou PP 20 copo, entre 200t et 240 cC pour une base de matrice PA6, et entre 2401 et 270 pour une base de matrice de PA66 ; vitesse de rotation de la vis entre 100 rpm et 200 rpm, de préférence de l'ordre de 150 rpm, - introduction des microsphères dans la vis de mélange au plus 25 proche de la vis de convoyage afin de réduire le temps de séjour des billes dans l'extrudeuse, - débit de sortie du premier composé, de 10 à 15 kg/h sur un diamètre de vis de 46 mm. 3047009 32\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication par moulage par injection à partir du matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le matériau formant un mélange à froid des premier et second composés est fondu dans une presse à injection, de 5 préférence l'injection étant traditionnelle ou pouvant comprendre une étape, lors de l'alimentation du matériau fondu jusqu'à un moule, l'introduction d'un gaz tel que N2 ou CO2.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication par moulage par injection selon la revendication précédente ou à partir du matériau selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le matériau formant un mélange à froid des premier et second composés est fondu dans une presse à injecter, le matériau fondu étant acheminé pour être injecté dans un moule, et en ce que le procédé est tel que l'injection est réalisée avec au moins les conditions suivantes : 15 - augmentation de la température du matériau de 10 à 20°C par rapport aux préconisations pour des matières thermoplastiques non chargées, en particulier une utilisation de températures entre 220°C et 260°C pour un PP homo ou copo ; - augmentation de la température de l'empreinte du moule, par 20 rapport aux préconisations pour des matières thermoplastiques non chargées afin que le gradient de température entre la surface du moule et le matériau injecté soit inférieur à 30°C ; notamment utilisation de températures pour l'outillage entre 30°C et 60°C pour un PP homo ou copo et de préférence de 50°C, 25 - suppression de la phase de maintien.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication par moulage par injection selon la revendication 13 ou à partir du matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le matériau formant un mélange à froid des premier et second composés est fondu dans une 30 presse à injecter, le matériau fondu étant acheminé pour être injecté 3047009 33 dans un moule, et en ce que le procédé est tel que l'injection est réalisée avec au moins les conditions suivantes : - augmentation de la température du matériau de 10 à 20°C par rapport aux préconisations pour des matières thermoplastiques non 5 chargées, en particulier une utilisation de températures entre 220°C et 260°C pour un PP homo ou copo ; - augmentation de la température de surface de l'empreinte du moule par chauffage par induction de 50°C à 60°C au dessus de la température conventionnelle de démoulage, et dès la fin de 10 remplissage de la cavité, arrêt du chauffage du moule refroidissement du moule par recirculation d'eau ; - suppression de la phase de maintien.