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PIECE MOULEE DE REVETEMENT ET SON PROCEDE DE FABRICATION
L'invention concerne une pièce moulée de revêtement, en particulier pour véhicules, présentant au moins une couche textile de recouvrement et une couche porteuse non textile, de maintien de la forme, en matière thermoplastique ainsi qu'un procédé de fabrication.
Une pièce de revêtement de ce type est décrite dans le DE-GM 89 09 952. Comme couche de recouvrement textile, il est prévu une couche en nappe de fibres à poils à base de matière fibreuse en polypropylène, qui est contreplaquée avec une matière cellulaire en polyéthylène. La couche de textile peut être prérenforcée à l'aide d'une poudre de polyéthylène.
En tant que feuille à couche lourde, on peut prévoir une feuille EPDM (Ethylène/Propylène/Copolymère diénique). Si la pièce de revêtement du DE-GM 89 09 952 doit être recyclée, de façon à en extraire des produits primaires en polypropylène, d'une part, et en polyéthylène, d'autre part, les pièces en polypropylène et en polyéthylène doivent alors être séparées les unes des autres. Une telle séparation est, dans la pratique, économiquement à peine possible.
Cependant, si ladite séparation n'est pas effectuée, on peut seulement récupérer une matière plastique de qualités impures, dans laquelle le polypropylène et le polyéthylène sont mélangés. Un tel composé de polyoléfine, en raison de la mauvaise compatibilité du polypropylène et du polyéthylène, ne peut être retraité que de manière limitée en un produit composite de qualité inférieure. Cependant, des produits primaires en polypropylène et en polyéthylène ne peuvent plus en être extraits.
Dans le DE 40 21 628 Al, il est décrit une pièce moulée de revêtement qui présente, en tant que couche porteuse, une structure fibreuse en forme de natte et, en tant que couche de recouvrement, une moquette de fibres de polypropylène avec une couche lourde EPDM. La structure fibreuse se compose, par exemple, d'un mélange de fibres de
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polypropylène et de fibres biconstituantes. Cette composition de la couche porteuse est onéreuse.
Ladite pièce de revêtement du DE 40 21 628 Al doit pouvoir être recyclable comme composé de polyoléfine. Des produits primaires purs en polypropylène ou en polyéthylène ne peuvent plus être récupérés.
Des pièces moulées de revêtement pour des véhicules automobiles avec des couches textiles de recouvrement et d'autres couches en différentes matières plastiques sont connues dans de nombreux cas. On peut se référer, à titre d'exemple, au DE 24 26 793 Al, au DE 32 00 627 Al, au DE 33 13 624 Al, au AT-PS 374 736 et au US-PS 4 016 318.
Avec des pièces de revêtement de ce type, surgissent des difficultés lorsqu'il faut s'en débarrasser. Une réutilisation matérielle est techniquement onéreuse et conduit à des produits de qualité inférieure et est ainsi économiquement difficile.
L'invention a pour objet de proposer une pièce moulée de revêtement du type cité en introduction et un procédé pour sa fabrication, selon lequel la capacité de recyclage de la pièce moulée de revêtement est améliorée de manière que la masse de matière plastique de la pièce de revêtement peut être réutilisée comme matière initiale pour de nouvelles pièces de revêtement.
Le problème de la présente invention est résolu par une pièce moulée de revêtement, en particulier pour véhicules, présentant essentiellement une couche textile de recouvrement, une couche porteuse non textile de maintien de la forme, en matière thermoplastique, dans laquelle la couche textile de recouvrement ainsi que la couche porteuse non textile et d'autres couches éventuelles se composent de polypropylène non réticulé, dans laquelle sur la face de la couche porteuse détournée de la couche de recouvrement, il est prévu une couche arrière en polypropylène et dans laquelle le propylène de la couche arrière est modifié de
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manière à neutraliser les effets de la rétraction thermique des autres couches.
Ainsi, une pureté considérable de qualité de toute la pièce moulée est garantie. Lors de la récupération de la pièce moulée, on peut produire un granulé de polypropylène ou une matière moulue par traitement thermique (fusion) qui peut être réutilisé pour une nouvelle pièce moulée de revêtement.
Par l'utilisation de polypropylène non réticulé, la capacité de recyclage est considérablement améliorée.
Pour lier les couches entre elles avec la solidité nécessaire à l'utilisation, celles-ci sont fixées par fusion thermique. Ainsi, la pureté des qualités du polypropylène ne subit pas d'influence nuisible.
Des essais ont démontré que la liaison thermique de la couche de recouvrement et de la couche porteuse peut conduire au fait que la pièce moulée peut se déformer après le démoulage. Cela est dû au fait que sur la coupe transversale de la structure de la couche PP, on trouve des profils de températures spatiaux et temporels différents, ce qui a, localement, pour conséquence diverses rétractions.
Pour éviter ceci, il est prévu sur la face de la couche porteuse détournée de la couche de recouvrement, une couche arrière en polypropylène. Cette dernière compense lesdites déformations de la pièce moulée.
La couche arrière se compose, de préférence, d'une nappe de fibres de polypropylène. Elle est également reliée à la couche porteuse par fusion thermique.
Quand on utilise une nappe de fibres comme couche arrière, ceci présente, alors par rapport à l'utilisation aussi possible d'une feuille en polypropylène, encore en plus l'avantage que la nappe de fibres en tant que sous-couche textile, épouse la surface qui doit être revêtue par la pièce moulée, de sorte qu'un bruit de cliquetis provoqué par la pièce moulée sur la carrosserie en cas de vibrations est réduit.
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Pour simplifier une liaison sure de la couche porteuse à la couche de recouvrement, on peut prévoir, entre les couches, une couche de fusion en polypropylène. Celle-ci présente une viscosité de fusion plus basse que la couche porteuse et améliore en plus la liaison des fibres de la couche de recouvrement. Une telle couche de fusion peut également être prévue entre la couche porteuse et la couche arrière.
Pour l'amélioration de la liaison de la couche textile de recouvrement en polypropylène dans la couche porteuse en polypropylène, il peut être prévu dans la couche textile de recouvrement en polypropylène, à la place de la couche de fusion ou en supplément de celle-ci, de faibles portions de fibres de fusion.
La pièce moulée peut être moulée dans l'espace en deux ou trois dimensions. Cependant, elle peut également être pleine ou, à titre d'exemple, être facilement échangeable, en tant que moquette dans le véhicule automobile.
Un procédé conforme à l'invention pour la liaison et le moulage thermoplastique d'une couche textile de recouvrement avec une couche porteuse thermoplastique est caractérisé en ce qu'une partie de couche porteuse non moulée en polypropylène, en forme de plaque est chauffée, sans la couche de recouvrement en polypropylène, sur sa face supérieure, à la température de fusion, en ce que sur la partie de couche porteuse chauffée, il est déposé une partie de couche de recouvrement non moulée, en polypropylène, en forme de plaque et en ce qu'ensuite la partie de couche porteuse et la partie de couche de recouvrement sont reliées et moulées dans un outil de moulage par la fermeture de celui-ci et en ce que la partie de couche de recouvrement dans l'outil de moulage ouvert est déposée sur la partie de couche porteuse chauffée et introduite dans celui-ci,
ou en ce que la partie de couche de recouvrement est déposée sur la partie de couche porteuse à l'extérieur de l'outil de moulage
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et que les deux parties sont introduites ensemble dans l'outil de moulage ouvert.
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés.
La fig. 1 montre une coupe transversale partielle d'une pièce moulée de revêtement pour un véhicule.
La fig. 2 est une vue correspondante à la fig. 1 d'une pièce moulée de revêtement présentant une couche arrière.
La fig. 3 est une vue correspondante à la fig. 2 d'une pièce moulée de revêtement présentant une couche de fusion supplémentaire.
La fig. 4 montre la pièce moulée d'après la fig. 3 détachée, d'après laquelle la couche de fusion est appliquée, au préalable, contre la couche de recouvrement.
La fig. 5 montre une alternative à la fig. 4, d'après laquelle la couche de fusion est appliquée, au préalable, contre la couche porteuse.
La fig. 6 montre un déroulement schématique du procédé.
La fig. 7 est une variante de la fig. 6.
Une pièce moulée de revêtement en deux ou trois dimensions, par exemple pour l'espace intérieur, en particulier le plancher d'un véhicule automobile et de son coffre présente une couche textile de recouvrement (1) en fibres de polypropylène. La couche de recouvrement (1) est, de manière connue en soi, tissée, tricotée, touffetée ou aiguilletée. Elle présente, en règle générale, une épaisseur de 3 mm à 8 mm. Le polypropylène des fibres est modifié de manière que, notamment une faible rétraction après le moulage, une stabilité thermique élevée et une faible sensibilité à la lumière soit obtenue en utilisation.
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La couche de recouvrement (1) est fixée à une couche porteuse non textile (2), qui se compose également de polypropylène, cette dernière, de préférence compacte, donc non cellulaire pouvant également être cellulaire. Elle présente une épaisseur de 0,5 à 5,5 mm. Le polypropylène de la couche porteuse (2) est, de préférence, choisi de façon que les caractéristiques souhaitées eu égard à la rigidité à la flexion, l'isolation acoustique, la stabilité dimensionnelle et la résistance aux chocs sont garanties.
Pour la couche porteuse (2) on utilise, de préférence, un polypropylène isotactique avec une température de ramollissement de Vicat supérieure à 125 C (VST/A/50). Les fibres de la couche de recouvrement (1) sont liées à la couche porteuse (2) par le fait que la couche porteuse (2) est chauffée en continu ou du moins sur sa face tournée (3) vers la couche de recouvrement (1), de sorte que les fibres de la couche de recouvrement (1) sont fondues, dans la zone limite, à la couche porteuse (2). Ici, il faut souligner le fait que la structure textile en moquette de la couche de recouvrement (1) n'est, de ce fait, pas détruite.
Comme la couche de recouvrement (1) et la couche porteuse (2), qui se composent toutes les deux de polypropylène, présentent donc essentiellement la même température de fusion, cependant comme la structure de la
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couche de recouvrement (1) ne doit pas être abîmée pendant la fusion, sur le côté visible, comme elle doit donc rester au moins dans la zone de sa face supérieure visible à une température inférieure à la température de fusion, le risque en soi existe, en raison des diverses rétractions sur la coupe transversale de la structure de couche composée par la couche de recouvrement (1) et la couche porteuse (2), la pièce de revêtement se gauchisssant au cours du refroidissement.
Pour éviter cela, il est prévu, d'après la fig. 2 sur la face de la couche porteuse (2) détournée de la couche de recouvrement (1), une couche arrière (4) en
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polypropylène. La couche arrière (4) présente une épaisseur de 0,1 à 40 mm, en particulier de 0,2 à 2 mm. La couche arrière (4) est, en particulier, une nappe de fibres aiguilletée ou une nappe de fibres filée en fibres de polypropylène. La couche arrière (4) peut, en cas de besoin, être une feuille.
Après le traitement thermique nécessaire au moulage spatial des couches (1,2, 4) et à leur liaison, le polypropylène se rétracte. Comme cette rétraction dépend de la température dans chaque zone et des structures différentes de la couche textile de recouvrement (1) et de la couche porteuse (2), lesdits gauchissements tels que des"cuvettes" ou des"bosses"pourraient se produire. La couche arrière (4), qui se rétracte également, compense la rétraction des autres couches (1,2, 3). Pour la couche arrière (4), on utilise, de préférence, du polypropylène modifié de façon que la rétraction soit essentiellement identique sur les deux faces de la couche porteuse (2).
La liaison thermique de la couche textile de revêtement (1) avec la couche porteuse (2) est, en soi critique, puisque les deux couches (1,2) se composent de polypropylène et ainsi présentent la même température de fusion et que la couche de recouvrement (1) ne doit cependant pas être trop chauffée, de sorte que sa structure textile ne soit pas abîmée par la fusion. Ci-après, il est décrit un procédé avec lequel la couche textile de recouvrement (1) peut être fondue sur la couche porteuse (2) sans abîmer sa structure.
Dans l'exemple de réalisation d'après les fig. 3 à 5, il est prévu, entre la couche de recouvrement (1) et la couche porteuse (2), une couche de fusion (5). Celle-ci se compose de polypropylène. Pour la couche de fusion (5), on utilise, en particulier, un polypropylène modifié qui est modifié de sorte que la couche de fusion (5) présente une viscosité de fusion inférieure à la couche porteuse (2). De
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ce fait, les poils des fibres de la couche de recouvrement sont liés dans la couche de fusion (5) qui, de son côté, fond avec la couche porteuse (2).
La modification du polypropylène de la couche de fusion (5) peut également être prévue de sorte que la couche de fusion (5) soit déjà plastifiée à une température de ramollisement inférieure à celle du polypropylène de la couche de revêtement (1) et de la couche porteuse (2).
En tant que couche de fusion (5), on peut également utiliser une feuille.
Dans une autre réalisation, en vue de l'amélioration de la liaison des fibres de la couche textile de revêtement (1) dans la couche porteuse (2), on utilise comme produit initial pour la couche de recouvrement (1), un mélange de fibres, une petite portion de fibres de fusion étant, dans ce cas, mélangée aux fibres de polypropylène de la couche de recouvrement (1).
Le polypropylène non réticulé dans lesdites modifications est connu sur le marché. La température de fusion est de l'ordre de 1300C à 170*C. La température de ramollissement peut se situer entre 900 et 160"C. Le polypropylène pour lesdites couches peut être fabriqué avec un index d'isotaxie différent dans des poids moléculaires et des répartitions de poids moléculaires différents, ainsi que comme copolymère PP et/ou avec des matières de remplissage minérales. Au traitement, le polypropylène n'est pas réticulée. En tant que matière de remplissage pour l'amélioration de la rigidité et/ou de la stabilité dimensionnelle, on peut utiliser du talc ou de la craie.
En tant que matière de remplissage pour l'amélioration des qualités d'isolation acoustique on peut utiliser de la barytine ou de la craie. Les matières de remplissage ne gênent pas le recyclage, puisqu'elles ne réagissent pas avec le polypropylène et au cours du traitement thermique ne se modifient pas également de façon déterminante. A partir des
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produits thermoplastiques de recyclage obtenus, on fabrique, de préférence, ladite couche porteuse (2).
Aux fig. 4 et 5, il est montré deux alternatives.
Là, la couche textile de recouvrement (1) et la couche porteuse (2) sont représentées, non encore moulées, donc à l'état plan. Avec la réalisation de la fig. 4, la couche de fusion (5) en polypropylène est reliée, au préalable, à la couche de recouvrement (1). A la réalisation de la fig. 5, la couche porteuse (2) porte, avant sa liaison avec la couche de recouvrement (1), d'une part, la couche de fusion (5) et, d'autre part, la couche arrière (4). Dans une autre alternative, une couche de fusion peut également être prévue entre la couche porteuse (2) et la couche arrière (4).
Les fig. 6 et 7 montrent, schématiquement, les déroulements du procédé pour la liaison des couches (1,2, 4, et éventuellement 5) et leur moulage commun en deux alternatives.
A la fig. 6, la couche porteuse (2) est chauffée, à l'aide d'un dispositif de chauffage, par exemple un radiateur thermique (6), sur sa face tournée (3) vers la couche de recouvrement (1), à sa température de moulage. La couche porteuse (2) est alors introduite, dans le sens de la flèche (A), dans l'outil de moulage ouvert entre le moule supérieur (7) et le moule inférieur (8). La couche textile de recouvrement (1) encore non moulée est également introduite dans le sens de la flèche (B) entre le moule supérieur (7) et le moule inférieur (8) et est déposée sur la couche porteuse chaude (2). La couche de recouvrement (1) peut, de préférence par sa face inférieure, être également préchauffée. Ainsi, la liaison peut être améliorée quand la couche porteuse (2) est comparativement mince et présente donc une capacité thermique faible.
La couche de recouvrement (1) peut également être prérefroidie. Ainsi, on évite le risque, présent en particulier dans le cas de couches minces de recouvrement,
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d'abîmer la structure de la moquette sur la face visible pendant le dépôt sur la couche porteuse chaude (2).
Ensuite, le moule supérieur (7) et le moule inférieure (8) sont fermés dans le sens des flèches (C, D) (comparé à la fig. 6b). Le moule supérieur (7) et le moule inférieur (8) sont chacun tempérés. Le moule supérieur (7) est particulièrement refroidi afin de ne pas abîmer la structure de moquette de la couche textile de recouvrement (1). A l'état fermé de l'outil de moulage (comparé à la fig. 6c), les poils proches de la couche porteuse (2) fondent car la couche porteuse (2) est amenée à la température de ramollisement, les deux couches (1,2) prennent la forme spatiale souhaitée. Eventuellement, la couche de fusion (5) peut être prévue comme représenté à la fig. 4 ou 5. Dans l'outil de moulage fermé, les couches (1,2, 4 et éventuellement 5) refroidissent, en se rétractant avant tout dans les zones énoncées auparavant.
La couche arrière (4) neutralise, de la manière décrite, les rétractions à l'intérieur de la couche porteuse (2) et de la couche de recouvrement (1), en se rétractant en conséquence.
Dans l'exemple de réalisation de la fig. 7, la couche de recouvrement (1) est déposée, à l'extérieur des moules (7,8) sur la couche porteuse (2) chauffée au moins en haut à la température de fusion. La couche porteuse (2) ne refroidit ainsi pratiquement pas avant la dépose de la couche de recouvrement (1). Les deux couches (1,2) sont ensuite introduites ensemble dans le sens de la flèche (F) (comparé avec la fig. 7b), entre les moules ouverts (7,8). Ceux-ci sont ensuite fermés dans le sens des flèches (C, D) (comparé avec la fig. 7c). Du reste, ce procédé est identique au procédé de la fig. 6.
Dans le procédé des fig. 6 et 7, la couche porteuse (2) est chauffée par la face (3) qui doit être reliée à la couche de recouvrement (1). Le gradient de température intervenant dans la couche porteuse (2) en direction de la
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couche arrière (4) n'est pas gênant. La couche porteuse (2) est également, dans la zone de la couche arrière (4), encore assez chaude pour prendre la forme souhaitée dans l'outil de moulage.
La couche arrière (4) peut également être déposée sur le moule (8) avant la couche porteuse (2). La couche arrière (4) peut, ensuite, comme la couche de recouvrement (1), être encore préchauffée ou prérefroidie à l'extérieur de l'outil de moulage. Un préchauffage pour l'amélioration de la liaison est recommandé quand la capacité thermique de la couche porteuse (2) est faible. Un prérefroidissement est recommandé pour protéger la structure de la nappe de fibres de la couche arrière (4) quand celle-ci est mince.
Il serait également possible de chauffer la couche porteuse (2) par la face de la couche arrière (4). Ceci présenterait cependant le désavantage que la couche porteuse (2) devrait être chauffée dans la zone de la couche arrière (4) et ainsi également la couche arrière (4) à une température comparativement élevée, afin que la couche porteuse (2) atteigne, aussi sur sa face (3) à relier avec la couche de recouvrement (1), la température de fusion.
Dans un autre procédé, la couche porteuse (2) peut être calandrée, par exemple à l'aide d'une buse à fente large, sur la couche de recouvrement (1) préfabriquée sous forme de bande, la couche arrière (4) en tant que bande pouvant éventuellement être appliquée en même temps. Après une découpe sous forme de plaque, la découpe en forme de plaque est alors exposée, à l'extérieur de l'outil de moulage, par la couche arrière (4), au dispositif de chauffage (6). Comme, dans ce cas, la couche de recouvrement (1) est déjà reliée dans la plaque à la couche porteuse (2), la face de la couche porteuse (2) tournée vers la couche de recouvrement (1) ne doit pas être portée à la température de fusion. Cela suffit quand la couche porteuse (2) prend une
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température qui garantit un moulage de forme stable dans l'outil de moulage.
Dans tous les cas, la couche porteuse (2) garantit, avant tout, la stabilité dimensionnelle de la pièce moulée.
Comme la pièce moulée décrite est constituée par un propylène qualitativement pur, on peut récupérer à partir de celui-ci, par recyclage, du polypropylène qui peut être à nouveau utilisé comme matière initiale pour la couche porteuse (2) et/ou pour les fibres de la couche de recouvrement (1).