[0001] [L’invention concerne le domaine des éléments d’habillage notamment pour véhicules pour le marché du transport tels que par exemple les tableaux de bord, les éléments d’habillage intérieurs ; pour le marché du bâtiment notamment l’aménagement intérieur, l’ameublement ; pour la bagagerie notamment les surfaces internes des articles de bagagerie.

[0002] Plus particulièrement l’invention concerne la fabrication d’articles relativement rigides et présentant une surface d’aspect particulier tel qu’un toucher doux conféré par un tissu ou tout autre revêtement comme un tissu enduit, étanche, lavable ou encore tout matériau compatible avec ladite technologie. La surface décorative peut présenter une résistance à la compression modérée et une résilience afin de lui conférer un toucher doux et confortable « soft touch » en anglais.

[0003] Typiquement de tels articles d’habillage sont réalisés par injection. En effet, cette technologie présente l’avantage de permettre la fabrication de pièces de forme complexe à une cadence rapide, cependant les coûts liés à la mise en oeuvre des procédés par injection peuvent être rédhibitoires notamment lorsque l’objectif est la fabrication d’éléments en petite ou moyenne série.

[0004] Le thermoformage est un procédé plus simple et moins onéreux que l’injection, cependant les contraintes liées à la mise en oeuvre des procédés de thermoformage font qu’ils ne semblaient pas appropriés pour la mise en forme de pièces multicouches hétérogènes. En outre le thermoformage ne permet pas toujours de réaliser des pièces à la fois complexes et de grandes dimensions.

[0005] Un des problèmes à l’origine de l’invention était la difficulté à assembler des éléments sous forme de couches très hétérogènes, en vue d’obtenir un assemblage apte à être traité par thermoformage pour conduire à un article fini stable dans le temps.

[0006] En particulier un des problèmes à l’origine de la présente invention était d’obtenir des articles présentant une surface animée. Par « surface animée » on entend une surface qui, après thermoformage, conserve la forme conférée par le moule utilisé. En conséquence, une pièce présentant surface animée n’a pas une épaisseur homogène : ladite surface présentent des reliefs c’est-à-dire des creux et des bosses.

[0007] La demande de brevet FR 3079448 A1 décrit déjà des pièces stratifiées néanmoins ces pièces ne comprennent pas les mêmes couches que les pièces stratifiées selon la présente invention, en outre les articles finis décrits dans ce document de l’art antérieur ne sont pas fabriqués par un procédé de thermoformage de ladite pièce stratifiée.

[0008] De manière surprenante et avantageuse, les inventeurs ont mis en œuvre une pièce multicouche particulière apte à être utilisée pour la fabrication, par thermoformage, d’un élément d’habillage répondant aux exigences structurelles à la base de l’invention en particulier comprenant un élément de garnissage et une surface au toucher doux ou décoratif.

[0009] Un premier objet de l’invention vise une pièce stratifiée comprenant au moins les couches de matériaux suivants, empilées dans cet ordre :

-une couche de polymère thermoplastique de densité allant de 0,5 g/cm ³ à 1,5 g/cm ³ ;

-une première couche d’un premier adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60°C à 170°C, de préférence allant de 80°C à 150°C, de manière préférée de 90°C à 130°C,

-une couche de garnissage de densité allant de 30 kg/m ³ à 90 kg/m ³ en un matériau choisi parmi les matériaux fibreux et les matériaux cellulaires,

- une deuxième couche d’un deuxième adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60°C à 170°C, de préférence allant de 80°C à 150°C, de manière préférée de 90°C à 130°C,

-une couche de textile de grammage compris entre 30g/m ² et 1500 g/m ² .

[0010] Ladite pièce est apte à être utilisée dans un procédé de thermoformage.

[0011] La pièce stratifiée selon l’invention comprend notamment une couche de garnissage en un matériau choisi parmi les matériaux fibreux et les matériaux cellulaires située à proximité d’une couche de thermoplastique, or ces couches sont généralement isolantes. Ces couches isolantes, de préférence en mousses de polyoléfine, constituent des couches barrières étanches qui empêchent le transfert de la chaleur/des calories à travers le garnissage vers l’intérieur de la pièce. De manière surprenante, il a été montré qu’un adhésif thermofusible particulier pouvait être avantageusement utilisé pour assembler les couches de la pièce stratifiée de manière cohésive et sans incidence sur la surface extérieure de la couche textile en particulier sans défauts d’aspect de ladite surface.

[0012] De préférence, le matériau de garnissage est choisi parmi les mousses de polyoléfine, de manière encore préférée, le matériau de garnissage est choisi parmi les mousses de polyéthylène réticulées de densité allant de 30 kg/m ³ à 90 kg/m ³ .

[0013] La pièce stratifiée selon l’invention présente en outre l’avantage de pouvoir être moulée par thermoformage c’est-à-dire que sa structure permet un glissement adéquat des différentes couches lors du formage dans un moule sans pertes de cohésion de sa structure générale notamment dans délaminage de couches.

[0014] La pièce finale obtenue par thermoformage de la pièce stratifiée selon l’invention est stable dans le temps dans des conditions normales d’utilisation notamment en termes d’exposition à la chaleur et aux UV.

[0015] En outre les pièces stratifiées selon l’invention comprenant une mousse de polyoléfine à titre de couche de garnissage présentent aussi l’avantage de permettre l’obtention d’articles présentant des surfaces animées.

[0016] Un deuxième objet de l’invention vise un procédé de fabrication de la pièce stratifiée selon l’invention comprenant au moins les étapes suivantes : -une étape de collage, au moyen du premier adhésif thermofusible, de la première face de la couche de matériau de garnissage sur une face de la couche de polymère thermoplastique,

-une étape de collage, au moyen du deuxième adhésif thermofusible, d’une face de la couche de textile sur la deuxième face de la couche de matériau de garnissage. [0017] Le procédé selon la présente invention permet de fabriquer des pièces de grandes dimensions, en effet des pièces de surface allant jusqu’à 3,5 m X 2,5 m peuvent été réalisées.

[0018] Un troisième objet de l’invention vise les utilisations de la pièce selon l’invention dans ou pour la fabrication d’un élément d’habillage pour véhicules pour le marché du transport tels que par exemple les tableaux de bord, les éléments d’habillage intérieurs, pour le marché du bâtiment notamment l’aménagement intérieur, l’ameublement, pour la bagagerie notamment les surfaces internes des articles de bagagerie.

[0019] L’invention porte également sur les variantes suivantes. L’homme du métier comprendra que chacune des caractéristiques des variantes suivantes peut être combinée indépendamment aux caractéristiques ci-dessus, sans pour autant constituer une généralisation intermédiaire.

[0020] Selon une mise en oeuvre, le matériau de garnissage est choisi parmi les mousses de polyoléfines, les fibres de polyester, les feutres de coton, les mousses de mélamine, les mousses de polyuréthane, de préférence il est choisi parmi les mousses de polyéthylène réticulées (PER) de densité allant de 30 kg/m ³ à 90 kg/m ³ .

[0021] Selon une mise en oeuvre, les premier et deuxième adhésifs thermofusibles, identiques ou différents, sont choisis parmi les (co)polyamides, les (co)polyesters, les polyuréthanes (PU), les polyéthylènes (PE) et l’éthyléne vinyle acétate (EVA), de préférence choisi parmi les (co)polyamides.

[0022] Selon une mise en oeuvre, la couche de polymère thermoplastique est une couche en un matériau choisi parmi l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), le polystyrène (PS), le poly(méthacrylate de méthyle (PMMA), le polyéthylène (PE), polypropylène (PP) et le polychlorure de vinyle (PVC).

[0023] Selon une mise en oeuvre, la couche de polymère thermoplastique est telle que sa face au contact avec le premier adhésif thermofusible présente des aspérités notamment un grainage. [0024] Selon une mise en œuvre, la couche textile présente des élongations selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 200 % quelle que soit la norme appliquée.

[0025] Définitions

[0026] Par « pièce stratifiée » on entend un objet présentant plusieurs couches superposées et assemblées entre elles.

[0027] Dans le présent texte, les intervalles sont définis de façon abrégée afin d’éviter de décrire chacune des valeurs et toutes les valeurs de cet intervalle, cependant toute valeur appropriée dans l’intervalle peut être choisie comme la valeur supérieure, la valeur inférieure ou les valeurs terminales de l’intervalle.

Un intervalle défini comme étant « compris entre la valeur A et la valeur B » inclut les valeurs A et B et est donc équivalent à un intervalle « allant de la valeur A à la valeur B ». En outre, l’expression « au moins » comprend la valeur énoncée après, par exemple, « au moins 5 % » doit être compris comme comprenant également « 5 % ». L’expression « un maximum de » comprend la valeur énoncée après, par exemple, « un maximum de 5 % » doit être compris comme comprenant également « 5 % ».

[0028] En outre, dans le présent texte, les valeurs mesurables, telles qu’une quantité, doivent être comprises comme comprenant les écarts types qui peuvent être facilement déterminés par l’homme du métier dans le domaine technique de référence.

[0029] Dans le présent texte, la forme au singulier d’un mot comprend le pluriel et inversement, sauf si le contexte indique clairement le contraire. Ainsi, les références « un », « une » et « le/la » comprennent généralement les pluriels des termes respectifs.

[0030] De manière générale, les pièces stratifiées selon la présente invention présentent une épaisseur allant de 1 mm à 30 mm.

[0031] De manière générale, les pièces stratifiées selon la présente invention présentent une surface présentant un premier côté allant de 0,05 m à 3,5 m, de préférence de 0,5 m à 3,5 m et un deuxième côté allant de 0,05 m à 2,5 m, de préférence de 0,5 m à 2,5 m. [0032] Description détaillée

[0033] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description détaillée qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif.

[0034] Polymère thermoplastique

[0035] La pièce stratifiée selon la présente invention comprend une couche de polymère thermoplastique de densité allant de 0,5 g/cm ³ à 1 ,5 g/cm ³ .

[0036] Cette couche, destinée à constituer la surface interne de l’article fini c’est-à-dire la face non visible lorsque l’article est assemblé pour son utilisation finale, permet de conférer sa rigidité et sa tenue à la pièce stratifiée.

[0037] Cette couche présente l’avantage de pouvoir être ramollie lors de l’étape de fabrication de la pièce stratifiée puis lors de l’étape de chauffe du thermoformage et de retrouver son aspect et ses propriétés notamment de rigidité après refroidissement.

[0038] Selon un mode de réalisation particulier, la couche de polymère thermoplastique est une couche en un matériau choisi parmi l’acrylonitrile butadiène styrène (ABS), le polystyrène (PS), le poly(méthacrylate de méthyle (PMMA), le polyéthylène (PE), polypropylène (PP) et le polychlorure de vinyle (PVC).

[0039] De préférence, la couche de polymère thermoplastique est une couche en un matériau choisi parmi l’acrylonitrile butadiène styrène, le polystyrène, le polyéthylène et le polypropylène.

[0040] Généralement la couche de polymère thermoplastique présente une épaisseur allant de 1 mm à 10 mm, de préférence de 3 à 8 mm.

[0041] Couche de garnissage

[0042] La pièce stratifiée selon la présente invention comprend une couche de garnissage en un matériau de densité comprise entre 30 kg/m ³ et 90 kg/m ³ et de manière encore préférée entre 50 kg/m ³ et 90 kg/m ³ choisi parmi les matériaux fibreux et les matériaux cellulaires. [0043] Cette couche de garnissage, encore appelée couche de confort, confère à l’utilisateur un amortissement au contact et un toucher agréable. En outre, certains garnissages, notamment les mousses de polyoléfines, présentent la propriété d’être thermo-comprimables et donc de conduire à des couches de garnissage plus minces par endroits ceci permettant d’animer les surfaces.

[0044] La couche de garnissage est de préférence réalisée en un matériau choisi parmi les mousses de polyoléfines en particulier de polyéthylène, les fibres de polyester, les feutres de coton, les mousses de mélamine, les mousses de polyuréthane.

[0045] Selon un mode préféré, la couche de garnissage est réalisée en un matériau choisi parmi les mousses de polyéthylène réticulées ou PER de densité allant de 30 kg/m ³ et 90 kg/m ³ . A titre d’exemple on peut citer la mousse de PER commercialisée sous la reference NT 2003 par la société Alvéo.

[0046] Le PER présente une structure dans laquelle les cellules formant la mousse sont fermées, ce qui confère à la couche de garnissage des propriétés d’isolation thermique, d’étanchéité à l’air particulièrement avantageuses pour l’article final.

[0047] Généralement la couche de garnissage présente une épaisseur allant de 1 à 20 mm, de préférence de 1 à 5 mm.

[0048] Couche textile

[0049] La pièce stratifiée selon la présente invention comprend avantageusement une couche de textile présentant des élongations selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 200 % et un grammage compris entre 30g/m ² et 1500g/m ² .

[0050] Selon un premier mode de réalisation, le textile est un tissu maillé réalisé en fils naturels ou synthétiques présentant des élongations à 35 N selon ses deux directions principales comprises entre 10 et 200 % selon la norme ISO 13934-1 de 2013 et un grammage compris entre 50 et 500 g/m ² . A titre d’exemple on peut citer la maille Moritz de la société Sofileta qui comprend 56% de PET ; 36%PA ; 8% EA pour 170 g/m ² . [0051] Selon un deuxième mode de réalisation, le textile est un tissu enduit plastique (TEP), avec ou sans base d’enduction, présentant des élongations à 35 N selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 50 % selon la norme ISO 13934-1 de 2013 et un grammage compris entre 250 et 1500g /m ² A titre d’exemple on peut citer le tissu Nappa de la société Continental.

[0052] Selon un troisième mode de réalisation, le textile est un non-tissé présentant des élongations selon ses deux directions principales comprises entre 5 et 100 % selon la norme ISO 9073-3 de décembre 1992 et un grammage compris entre 30 et 500 g/m ² . A titre d’exemple on peut citer le produit Aquadim BK40 de la société Fibertex.

[0053] Généralement la couche de textile présente une épaisseur allant de 0,4 mm à 3 mm.

[0054] Adhésif thermofusible

[0055] La pièce stratifiée selon la présente invention comprend au moins deux couches d’adhésif thermofusible.

[0056] La première couche d’un premier adhésif thermofusible de température de fusion allant avantageusement de 80°C à 150°C, de préférence de 90°C à 130°C, est située entre la couche de polymère thermoplastique et la couche de garnissage.

[0057] Le premier adhésif thermofusible est avantageusement non réticulable. Les adhésifs thermofusibles non réticulables sont non réactifs.

[0058] De préférence, le premier adhésif thermofusible est choisi parmi les (co)polyamides, les (co)polyesters, les polyuréthanes (PU), les polyéthylènes, l’éthyléne vinyle acétate (EVA) et leurs mélanges, de préférence parmi les (co)polyamides, les polyéthylènes, l’éthyléne vinyle acétate (EVA) et leurs mélanges, et de manière préférée parmi les (co)polyamides.

[0059] La deuxième couche d’un deuxième adhésif thermofusible de température de fusion allant de 60°C à 170°C, de préférence de 90°C à 130°C, est située entre la couche de garnissage et la couche textile. [0060] De préférence, le deuxième adhésif thermofusible est choisi parmi les (co)polyamides, les (co)polyesters, les polyuréthanes (PU), les polyéthylènes, l’éthylène vinyle acétate (EVA), et leurs mélanges, de préférence il est choisi parmi les (co)polyamides.

[0061] Avantageusement, le deuxième adhésif thermofusible est non réticulable.

[0062] Les premier et deuxième adhésifs peuvent être identiques ou différents.

[0063] A titre de (co)polyamides thermofusibles , on peut citer les produits commerciaux suivants : le web COPA 178D20 de la société Protechnic et le Film TC 204 de la société Prochimir.

[0064] A titre de polyuréthanes thermofusibles, on peut citer le 6C8D30 de la société Protechnic.

[0065] Selon une variante particulière, le premier adhésif peut comprendre deux sous-couches, identiques ou différentes, l’une appliquée sur la couche de polymère thermoplastique et l’autre appliquée sur la couche de garnissage. La nature de ces sous couches dépend notamment de la tenue exigée par l’utilisation finale. En particulier lorsque l’article final est destiné à l’ameublement intérieur, les exigences de tenues sont moins élevées que pour un article destiné aux véhicules qui est soumis à des sollicitations plus importantes telles que des variations de températures, l’exposition aux UV.

[0066] Pour un article d’ameublement, on peut utiliser, à titre de premier adhésif, un adhésif comprenant deux sous couches, une sous couche de (co)polyamide appliquée sur la couche de polymère thermoplastique et une sous couche de polyuréthane appliquée sur la couche de garnissage.

[0067] Pour un article destiné aux véhicules, on peut utiliser, à titre de premier adhésif, un adhésif comprenant deux sous couches, une sous couche de (co)polyamide appliquée sur la couche de polymère thermoplastique et une autre sous couche de (co)polyamide, identique ou différent, appliquée sur la couche de garnissage. [0068] Les adhésifs thermofusibles, lorsqu’ils sont appliqués, peuvent se présenter sous forme de voiles ou sous forme de films.

[0069] Avantageusement, les adhésifs thermofusibles sous forme de voile ou toile d’araignée, encore appelée Web en langue anglaise sont préférés. A titre d’exemple on peut citer le produit CoPA 178D20 de la société Protechnic.

[0070] A titre d’adhésif thermofusible sous forme de film, on peut citer le produit Film TC 204 de la société Prochimir.

[0071] Procédé de préparation

[0072] Le procédé de fabrication de la pièce stratifiée selon l’invention met en oeuvre au moins deux étapes de collage au moyen d’au moins un adhésif thermofusible.

[0073] Les étapes de collages des différentes couches sont effectuées par dépôt/ancrage de l’adhésif thermofusible sur une des surfaces d’une couche d’un matériau puis application d’une des surfaces d’une couche d’un autre matériau.

[0074] Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend au moins les étapes suivantes :

-une étape de collage, au moyen du premier adhésif thermofusible, de la première face de la couche de matériau de garnissage sur une face de la couche de polymère thermoplastique,

-une étape de collage, au moyen du deuxième adhésif thermofusible, d’une face de la couche de textile sur la deuxième face de la couche de matériau de garnissage.

[0075] De manière préférée, l’étape de collage de la couche de matériau de garnissage sur la couche de polymère thermoplastique est effectuée selon les étapes suivantes :

-une étape de dépôt de premier adhésif thermofusible sur une face de la couche de polymère thermoplastique,

-une étape de dépôt de premier adhésif thermofusible sur la première face de la couche de matériau de garnissage ;

-ces deux étapes étant suivies d’une étape de mise en contact de l’adhésif thermofusible déposé sur la couche de polymère thermoplastique avec l’adhésif thermofusible déposé sur la couche de matériau de garnissage.

[0076] Le procédé selon l’invention est mis en oeuvre au moyen de tout dispositif adéquat pour réaliser un assemblage des couches en les pressant les unes aux autres en chauffant simultanément.

[0077] La pièce stratifiée apte à être utilisée dans un procédé de thermoformage est avantageusement plane.

[0078] Selon un mode particulier, on peut utiliser une presse de collage à plat en continu, de type MEYER, notamment une presse à rouleaux munie de moyens chauffants, en particulier munie de tapis hauts et bas et de plusieurs systèmes de deux rouleaux parallèles et contrarotatifs où deux couches sont superposées, comprimées et chauffées. Ce pressage est également appelé laminage, il est en outre effectué en appliquant une température de chauffage supérieure à la température de fusion de l’adhésif. Le chauffage peut être assuré par un dispositif de chauffage disposé à proximité de la couche à chauffer ou il peut être assuré par des rouleaux chauffants.

[0079] Les exemples qui suivent illustrent l’invention sans en limiter la portée.

[0080] EXEMPLES

[0081] Les exemples 1 à 3 ci-dessous ont été mis en oeuvre au moyen d’une presse à rouleaux selon les 3 étapes suivantes nommées A, B et C.

[0082] Etape A :

[0083] Lors de cette étape, les couches des matériaux suivants en rouleaux, ont été utilisées :

-d’une part, en haut, la couche de garnissage et un voile d’adhésif thermofusible correspondant au premier adhésif thermofusible selon la présente invention, sur la couche de garnissage, à ce stade, le premier adhésif thermofusible est ancré sur la couche de garnissage, il est ensuite utilisé pour le collage lors de l’étape C ;

-d’autre part, en bas, la couche de textile et un voile d’adhésif thermofusible correspondant au deuxième adhésif thermofusible selon la présente invention, sur la couche de textile.

[0084] Lors de cette étape A, les matériaux ont été déroulés et on a formé l’empilement suivant : couche textile / deuxième adhésif thermofusible/ couche de garnissage/une partie (sous couche a) de la couche du premier adhésif thermofusible.

[0085] Etape B :

[0086] Lors de cette étape, les couches des matériaux suivants ont été utilisées : -d’une part, en haut, un voile d’adhésif thermofusible en rouleau correspondant au premier adhésif thermofusible selon la présente invention.

-d’autre part, en bas, la couche de polymère thermoplastique en plaque.

[0087] Lors de cette étape B, on a formé l’empilement suivant : couche de polymère thermoplastique/ une partie (sous couche b) de la couche du premier adhésif thermofusible.

[0088] Etape C :

[0089] Lors de cette étape, on a déroulé, en haut l’empilement formé à l’étape A sur l’empilement formé à l’étape B par mise en contact des deux parties (sous couches a et b) de la couche du premier adhésif thermofusible. [0090] Lors de cette étape C, en chauffant, on a formé l’empilement suivant : couche textile / deuxième adhésif thermofusible/ couche de garnissage/ (sous couches a et b) de la couche du premier adhésif thermofusible / couche de polymère thermoplastique.

[0091] Dans les tableaux suivants, les matériaux ont été nommés « matériau haut » et « matériau bas », et les dispositifs de chauffage destinés à chauffer respectivement les « matériau haut » et « matériau bas » ont été nommés « chauffe haut » et « chauffe bas ».

[0092] Les pièces stratifiées des exemples 1 à 3 ont été réalisées avec les matériaux présentés respectivement dans les tableaux 1 à 3. [0093] Exemple 1 [0094] L’exemple 1 a été réalisé avec une couche d’ABS en tant que polymère thermoplastique, un PER en tant que garnissage et un tissu maillé.

[0095] [Tableau 1]

[0096] Exemple 2 [0097] L’exemple 2 a été réalisé avec une couche d’ABS en tant que polymère thermoplastique, un PER en tant que garnissage et un tissu TEP. [0098] [Tableau 2]

[0099] Exemple 3

[0100] L’exemple 3 a été réalisé avec une couche de PS en tant que polymère thermoplastique, un PER en tant que garnissage et un tissu maillé. [0101] [Tableau 3]

[01021 Exemple 4

[0103] L’exemple 4 a été réalisé avec une couche d’ABS en tant que polymère thermoplastique, une mousse de PU en tant que garnissage et un non tissé avec un seul passage. [0104] [Tableau 4]

[0105] Pour chacun de ces exemples, l’ensemble des couches de la pièce stratifiée obtenue est cohésif, l’état de surface de la couche textile ne présente aucune déformation : l’allongement du textile permet une déformation conforme de la pièce stratifiée.

[0106] Thermoformaqe des pièces stratifiées

[0107] Les thermoformages des pièces stratifiées des exemples 1 à 4 ont été mis en oeuvre dans un appareil de type Geiss.

[0108] Les étapes de chauffe ont été réalisées selon les conditions opératoires de température, temps présentées dans le tableau 5 ci-dessous.

[0109] Puis les moulages ont été effectués avec un moule en creux, sous vide (100%).

[0110] Les pièces thermoformées ont ensuite été refroidies par un système d’air pulsé et en portant le moule à 60°C (circuit de régulation thermique) [0111] [Tableau 5]

0112] Les résultats obtenus sont satisfaisants : les articles obtenus par thermoformage sont cohésifs, sans délaminage. La couche de garnissage apparaît d’épaisseur homogène sans écrasement notable. La surface textile apparaît non altérée, sans plis notables.

[0113] Contrairement aux exemple 1 à 3, pour l’exemple 4 comprenant une couche de garnissage en PU, il n’a pas été possible d’obtenir une surface animée : les creux et bosses créés lors du thermoformage ne sont pas conservés. [0114] Enfin, l’exemple 1 a également été reproduit avec un moulage sous vide à 15%, plus lent, et le résultat a été inchangé.]