FR2829059A1 - Procede pour realiser par soufflage une piece comprenant une couche poreuse et piece finie - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé visant à obtenir une pièce finie (1) par thermo-conformation de deux peaux (10; 20) comprenant chacune une couche poreuse (4; 14).Conformément à l'invention, on intègre à chacune des peaux un film d'étanchéité (6; 16) venant sensiblement au contact de chacune des couches poreuses, on dispose une feuille non-tissée d'isolation (8, 18) entre les films d'étanchéité, on chauffe chacune des peaux, on presse la périphérie (10a; 20a) de chacune des peaux l'une contre l'autre et on souffle entre les peaux.
Description
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L'invention concerne un procédé visant à obtenir une pièce plastique creuse présentant deux parois.
Plus précisément, l'invention concerne la réalisation d'un élément auto-porteur structurel, tel notamment qu'une tablette arrière de véhicule, par thermo-conformation d'une couche en matériau plastique perméable à l'air.
Un matériau perméable à l'air est difficile à mettre en oeuvre conformément aux méthodes usuelles de thermo-conformation, du fait qu'il est peu sensible au soufflage.
L'invention vise à surmonter ce problème, en proposant un procédé simple, fiable et peu onéreux à réaliser. Pour ce faire, l'invention propose de : - réaliser une première peau présentant une partie périphérique et comportant, empilés l'un sur l'autre : une feuille envers, . une couche poreuse, perméable à l'air, en matériau plastique, . un film d'étanchéité sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, - réaliser une feuille non-tissée d'isolation, - réaliser une deuxième peau présentant une partie périphérique et comportant, empilés l'un sur l'autre : . un film d'étanchéité sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, . une couche poreuse, perméable à l'air, en matériau plastique, . une feuille endroit, - chauffer la première et la deuxième peaux, - utiliser un moule comprenant un premier et un deuxième éléments mobiles relativement l'un à l'autre entre une position ouverte et une
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position fermée ; dans ladite position fermée, lesdits premier et second éléments présentant chacun une surface de plan de joint venant sensiblement au contact de celle de l'autre élément et réservant entre eux une cavité de moulage délimitée sur chacun desdits premier et second éléments par une surface enveloppe, - mettre en place dans ledit moule : . la première peau chauffée, en disposant la feuille envers essentiellement en regard de la surface enveloppe du premier élément et ladite partie périphérique en regard de la surface de plan de joint du premier élément, . la deuxième peau chauffée, en disposant la feuille endroit essentiellement en regard de la surface enveloppe du deuxième élément et ladite partie périphérique sensiblement en regard de la surface de plan de joint du deuxième élément, . une canule de soufflage entre la première et la deuxième peaux, . la feuille non-tissé d'isolation entre les films d'étanchéité respectivement de la première et la deuxième peaux, - fermer le moule et presser la partie périphérique de la première peau contre la partie périphérique de la deuxième peau, afin de créer un transfert de matière à travers la feuille non-tissée d'isolation, - introduire de l'air comprimé entre les deux peaux.
Les films d'étanchéité disposés sur chacune des couches poreuses et pressés l'un contre l'autre entre les surfaces de plan de joint des éléments mobiles du moule, suivant les parties périphériques des peaux, confèrent une étanchéité satisfaisante à l'air entre les peaux.
La feuille non-tissée d'isolation empêche les films d'adhérer en cas de simple contact lors de la fermeture du moule (avant soufflage). En revanche, dans la zone périphérique des peaux, la pression exercée par les éléments du
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moule permet une migration du matériau des films d'étanchéité et du matériau plastique de la couche poreuse à travers la feuille non-tissée d'isolation, la couche poreuse, la feuille envers et la feuille endroit.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'invention propose que l'on utilise : - une première feuille non-tissée d'isolation intégrée à la première peau et venant sensiblement au contact du film d'étanchéité de la première peau, et - une deuxième feuille non-tissée d'isolation intégrée à la deuxième peau et venant sensiblement au contact du film d'étanchéité de la deuxième peau.
Avantageusement, l'invention propose qu'on réalise la (les) feuille (s) non-tissée (s) d'isolation avec du polyester enduit de polyéthylène représentant en proportion respectivement sensiblement 2/3 et 1/3 du poids surfacique compris, lequel est compris entre 10 et 100 grammes par mètre carré.
Afin d'améliorer le ramollissement du matériau de chacune des peaux, l'invention propose que pour chauffer chaque peau, on dispose un élément de chauffage en regard de la couche poreuse et un élément de chauffage en regard du film d'étanchéité.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la feuille endroit comprend une moquette présentant une surface d'aspect et on dispose un élément de chauffage du côté opposé à sa surface d'aspect.
Ainsi, la moquette peut être conformée plus facilement et avec de moindres risques de détérioration de sa surface d'aspect.
L'invention concerne en outre une pièce présentant une surface extérieure et comprenant : - une première paroi comportant successivement : . une feuille envers,
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. une couche poreuse, perméable à l'air, en matériau plastique, . un film d'étanchéité, sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, - une deuxième paroi comportant successivement : . un film d'étanchéité, sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, . une couche poreuse, perméable à l'air, en matériau plastique, . une feuille endroit, - une feuille non-tissée d'isolation située entre les films d'étanchéité respectivement de la première et de la deuxième parois, ladite pièce présentant en outre les caractéristiques suivantes : - lesdites parois sont soudées l'une à l'autre à leur périphérie, et réservent entre elles une cavité délimitée par une surface intérieure, - chacun des films d'étanchéité est disposé à proximité de la surface intérieure, et - la feuille endroit et la feuille envers définissent ensemble ladite surface extérieure de la pièce.
Ainsi, la structure creuse à parois poreuses de la pièce permet d'augmenter les caractéristiques acoustiques et de résistance mécanique, en particulier la rigidité de la pièce, tout en réduisant son poids. La présence d'un film d'étanchéité évite l'introduction de poussière ou analogue à l'intérieur.
Avantageusement, l'invention propose que chaque film d'étanchéité soit au moins dix fois moins épais que la couche poreuse correspondante.
Ainsi, le poids du film d'étanchéité est relativement négligeable par rapport au poids de la couche poreuse.
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L'invention va apparaître encore plus clairement dans la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels les figures 1 à 3 illustrent en coupe transversale trois étapes successives d'un procédé conforme à l'invention.
La figure 1 illustre le chauffage d'une première peau 10 et d'une deuxième peau 20. La première peau comprend successivement une feuille envers 2, une couche poreuse 4 à base de matériau plastique, un film d'étanchéité 6 en matériau plastique et une feuille non-tissée d'isolation 8 empilés les uns sur les autres. La deuxième peau comprend successivement une feuille non-tissée d'isolation 18, un film d'étanchéité 16 en matériau plastique, une couche poreuse 14 à base de matériau plastique, une feuille non-tissée de démoulage 12 et une moquette 11 présentant une surface d'aspect lia et une surface d'appui llb opposée à la surface d'aspect lia.
Pour des raisons de clarté, l'épaisseur des composants de chacune des peaux n'est pas représentée de manière proportionnelle à la réalité.
La première peau 10 est chauffée par un premier moyen de chauffage 21 comprenant deux plaques 21a, 21b venant respectivement au contact de la feuille envers 2, en regard de la couche poreuse 4, et de la feuille non-tissée d'isolation 18, en regard du film d'étanchéité 6. Ce premier moyen de chauffage amène la couche poreuse 4 et le film d'étanchéité 6 au-dessus de la température de ramollissement de leur matière plastique.
De même, la deuxième peau 20, sans la moquette 11, est chauffée par un deuxième moyen de chauffage 22 comprenant deux plaques 22a, 22b venant respectivement au contact de la feuille non-tissée d'isolation 18, en regard du film d'étanchéité 16, et de la feuille non-tissée de démoulage 12, en regard de la couche poreuse 14. Ce deuxième moyen de chauffage amène le film d'étanchéité 16 et la couche poreuse 14 au-dessus de la température de ramollissement de leur matière plastique.
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Un miroir chauffant 23 est disposé en regard de la surface d'appui 11b en matériau thermoplastique de la moquette 11 pour l'amener au-dessus de sa température de ramollissement.
Tel qu'illustré à la figure 2, la première 10 et la deuxième 20 peaux sont ensuite introduites dans un moule de soufflage 25. Ce moule de soufflage 25 comprend un premier élément 26 et un deuxième élément 28 mobile l'un par rapport à l'autre entre une position ouverte dans laquelle ils sont à l'écart l'un de l'autre et une position fermée dans laquelle ils viennent sensiblement au contact l'un de l'autre. Le premier élément 26 présente une surface de plan de joint 26a sensiblement plane et une surface enveloppe 26b en retrait par rapport à la surface de plan de joint 26a. De même le deuxième élément 28 présente une surface de plan de joint 28a sensiblement plane et une surface enveloppe 28b en retrait par rapport à la surface de plan de joint 28a.
En position fermée du moule 25, les surfaces enveloppes 28a, 28b définissent entre elles une cavité 30 dans laquelle débouche une canule de soufflage 32.
Une partie périphérique 10a de la première peau 10 vient au contact de la surface de plan de joint 26a par l'intermédiaire de la feuille envers 2. De même, une partie périphérique 20a de la deuxième peau 20 vient au contact de la surface de plan de joint 28a par l'intermédiaire de la surface d'aspect lia de la moquette 11 dont la surface d'appui 11b est au contact de la feuille endroit 12
Les feuilles non-tissées d'isolation 8, 18 sont alors en regard l'une de l'autre et viennent sensiblement au contact l'une de l'autre après fermeture du moule, sans toutefois adhérer l'une à l'autre. Les parties marginales 10al 20a des première 10 et deuxième 20 peaux sont alors pincées entre les surfaces de plan de joint 26a, 28a des premiers 26 et deuxième 28 éléments du moule 25.
Les feuilles non-tissées d'isolation 8, 18 sont alors en regard l'une de l'autre et viennent sensiblement au contact l'une de l'autre après fermeture du moule, sans toutefois adhérer l'une à l'autre. Les parties marginales 10al 20a des première 10 et deuxième 20 peaux sont alors pincées entre les surfaces de plan de joint 26a, 28a des premiers 26 et deuxième 28 éléments du moule 25.
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On injecte ensuite de l'air sous pression entre les deux peaux 10,20 par l'intermédiaire de la canule 32. La pression de l'air s'applique alors sur les films d'étanchéité 6,16, déforme les peaux 10,20, génère un évidement 34 entre les feuilles non-tissées d'isolation 8,18 définissant la surface intérieure 36 et applique la surface envers 2 et la moquette 11, hormis leur partie périphérique 10a, 20a, contre les surfaces enveloppes 26b, 28b.
La pression exercée par la surface de plan de joint 26a, 26b des premier 26 et deuxième 28 éléments du moule 25 sur la partie périphérique 10a, 20a des première 10 et deuxième 20 peaux engendre une migration de la matière plastique des couches poreuses 4,14 et des films d'étanchéité 6,16 à travers les feuilles non-tissées d'isolation 8,18 dans lesdites parties périphériques 10a, 20a.
Après refroidissement et démoulage, les peaux forment des parois rigides soudées l'une à l'autre par leur partie périphérique 10a, 20a, présentant entre elles l'évidement 34 et définissant une pièce finie 1 présentant une surface extérieure 38. La surface extérieure 38 appartient à la feuille envers 2 et à la surface d'aspect 11a de la moquette.
La feuille envers 2 est donc visible sur la pièce finie. Elle est avantageusement constituée de feutrine ou de fibres en polyester aiguilletées.
Les couches poreuses 4,14 sont avantageusement réalisées essentiellement en matière thermoplastique et peuvent notamment être obtenues par aiguilletage de fibres de verres et de polypropylène recyclées en proportions sensiblement égales. Elles présentent avantageusement chacune une épaisseur comprise entre 2 et 5 millimètres.
Les films d'étanchéité 6,16 sont constitués de matière thermoplastique compatible avec la matière plastique de la couche poreuse, avantageusement en polypropylène. Ils présentent de préférence chacun une épaisseur comprise entre 100 am et 250 go.
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Les feuilles non-tissées d'isolation 8,18, ainsi que la feuille non-tissée de démoulage 12 sont avantageusement constituées de fibres de polyester (PES) enduites d'un liant en polyéthylène (PE) représentant environ 1/3 du poids de la feuille. Elles sont sensiblement imperméables à l'air et leur masse surfacique est avantageusement comprise entre 10 et 100 grammes par mètre carré, de préférence sensiblement égale à 26 grammes par mètre carré. Un tel produit est commercialisé sous la marque Dexter et la référence Ipetex Thermoline 17 280 PT 172. Si les feuilles non-tissées d'isolation 8,18 sont trop denses, le soudage entre les deux parois 10,20 n'est pas satisfaisant.
Inversement, si elles ne sont pas assez denses, les films d'étanchéïté 6,16 se collent l'un à l'autre ailleurs que dans la partie périphérique.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à la réalisation qui vient d'être décrite à titre d'exemple non limitatif. Ainsi, on pourrait prévoir d'utiliser un seul moyen de chauffage pour chauffer la première et la deuxième peaux.
On pourrait également utiliser des moyens de chauffage sans contact, par exemple par miroir chauffant à la place des plaques 21a, 21b, 22a, 22b ou inversement, dans ce dernier cas on pourrait se dispenser de la feuille non-tissée de démoulage 12 et d'une des deux feuilles d'isolation 8,18.
Inversement, on pourrait utiliser une plaque de chauffage conforme aux plaques 21a, 21b, 22a, 22b à la place du miroir chauffant 23.
Claims (9)
1. Procédé pour réaliser une pièce (1) plastique creuse comprenant les étapes suivantes : - réaliser une première peau (10) présentant une partie périphérique (lOa) et comportant, empilés l'un sur l'autre : une feuille envers (2), . une couche poreuse (4), perméable à l'air, en matériau plastique, . un film d'étanchéité (6) sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, - réaliser une feuille non-tissée d'isolation (8,18), - réaliser une deuxième peau (20) présentant une partie périphérique et comportant, empilés l'un sur l'autre : . un film d'étanchéité (16) sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, . une couche poreuse (14), perméable à l'air, en matériau plastique, . une feuille endroit (11,12), - chauffer la première et la deuxième peaux, - utiliser un moule (25) comprenant un premier (26) et un deuxième (28) éléments mobiles relativement l'un à l'autre entre une position ouverte et une position fermée ; dans ladite position fermée, lesdits premier et second éléments présentant chacun une surface de plan de joint (18a ; 28a) venant sensiblement au contact de celle de l'autre élément et réservant entre eux une cavité de moulage (30) délimitée sur chacun desdits premier et second éléments par une surface enveloppe (18b ; 28b), - mettre en place dans ledit moule :
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. la première peau chauffée (10), en disposant la feuille envers (2) essentiellement en regard de la surface enveloppe (26b) du premier élément et ladite partie périphérique (10a) en regard de la surface de plan de joint (26a) du premier élément, . la deuxième peau chauffée (20), en disposant la feuille endroit (11) essentiellement en regard de la surface enveloppe (28b) du deuxième élément et ladite partie périphérique (20a) sensiblement en regard de la surface de plan de joint (28a) du deuxième élément, . une canule (32) de soufflage entre la première et la deuxième peaux, . la feuille non-tissé d'isolation (8,18) entre les films d'étanchéité (6 ; 16) respectivement de la première et la deuxième peaux, - fermer le moule et presser la partie périphérique (10a) de la première peau contre la partie périphérique (20a) de la deuxième peau, afin de créer un transfert de matière à travers la feuille non-tissée d'isolation (8,18), - introduire de l'air comprimé entre les deux peaux.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise : - une première feuille non-tissée d'isolation (8) intégrée à la première peau et venant sensiblement au contact du film d'étanchéité (6) de la première peau, et - une deuxième feuille non-tissée d'isolation (18) intégrée à la deuxième peau et venant sensiblement au contact du film d'étanchéité (16) de la deuxième peau.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on réalise la (les) feuille (s) non-tissée (s) d'isolation (8,18) avec du polyester enduit de polyéthylène représentant en proportion respectivement
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sensiblement 2/3 et 1/3 du poids surfacique, lequel est compris entre 10 et 100 grammes par mètre carré.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour chauffer chaque peau (10,20), on dispose un élément de chauffage (21a ; 22b) en regard de la couche poreuse (2 ; 12) et un élément de chauffage (21b ; 22a) en regard du film d'étanchéité (6 ; 16).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille endroit comprend une moquette (11) présentant une surface d'aspect (lla) et on dispose un élément de chauffage du côté opposé (llb) à sa surface d'aspect.
6. Pièce (1) présentant une surface extérieure (38) et comprenant : - une première paroi (10) comportant successivement : une feuille envers (2), . une couche poreuse (4), perméable à l'air, en matériau plastique, . un film d'étanchéité (6), sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, - une deuxième paroi (20) comportant successivement : . un film d'étanchéité (16), sensiblement imperméable à l'air, en matériau plastique, . une couche poreuse (14), perméable à l'air, en matériau plastique, . une feuille endroit (12), - une feuille non-tissée d'isolation (8 ; 18) située entre les films d'étanchéité (6 ; 16) respectivement de la première et de la deuxième parois (10 ; 20), ladite pièce présentant en outre les caractéristiques suivantes :
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- lesdites parois (10) sont soudées l'une à l'autre à leur périphérie (10a), et réservent entre elles une cavité (34) délimitée par une surface intérieure (36), - chacun des films d'étanchéité (6 ; 16) est disposé à proximité de la surface intérieure (36), - la feuille endroit (11,12) et la feuille envers (2) définissent ensemble ladite surface extérieure (38) de la pièce.
7. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque film d'étanchéité (6 ; 16) est au moins dix fois moins épais que la couche poreuse (4 ; 14) correspondante.
8. Pièce selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisée en ce que chacune des couches poreuses (4 ; 14) comprend des fibres de verre.
9. Pièce selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les films d'étanchéité (6 ; 16) et les couches poreuses (4 ; 14) comprennent du polypropylène.
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