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FR3039566A1 - Fil, piece d'equipement de vehicule, procede de formation d'un fil et methode de fabrication d'une piece de vehicule automobile associees - Google Patents

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FR3039566A1
FR3039566A1 FR1557208A FR1557208A FR3039566A1 FR 3039566 A1 FR3039566 A1 FR 3039566A1 FR 1557208 A FR1557208 A FR 1557208A FR 1557208 A FR1557208 A FR 1557208A FR 3039566 A1 FR3039566 A1 FR 3039566A1
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FR
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fabric
wire
wall
sheath
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FR1557208A
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Xavier Bathelier
Steve Jeunesse
Valerie Marcel
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Adler Pelzer France Grand Est SAS
Original Assignee
Faurecia Automotive Industrie SAS
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Publication date
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Priority to US15/221,084 priority patent/US20170030012A1/en
Priority to CN201610605384.9A priority patent/CN106393916A/zh
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Abstract

La présente invention concerne un fil 30 comprenant : - une âme 32 comprenant un polymère, - une gaine 34 recouvrant l'âme 32, la gaine 34 comprenant du polychlorure de vinyle (PVC). Le fil 30 présente individuellement, à 130°C, un alongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 supérieur ou égal à 20 %.

Description

Fil, pièce d’équipement de véhicule, procédé de formation d’un fil et méthode de fabrication d’une pièce de véhicule automobile associées
La présente invention concerne un fil comprenant : - une âme comprenant un polymère, - une gaine recouvrant l’âme, la gaine comprenant du polychlorure de vinyle (PVC).
Les revêtements de sols de véhicule automobile actuels sont jugés salissants, peu résistants à l’abrasion et difficilement nettoyables. Ils nécessitent l’ajout de sur-tapis ou de talonnettes en plastique.
En outre, il existe un besoin pour un revêtement bon marché thermoformable et ayant une absorption acoustique contrôlée.
Les revêtements de sol actuels sont généralement réalisés à partir de produits « touffetés » plus connus sous leur appellation anglaise de « tufted » constitués d’un substrat non-tissé de type filé-fondu dit « spunbonded » et de fils constituant un velours, ou bien de produits aiguilletés généralement réalisés sur des machines de type Dilour®. Ces produits sont facilement formables, c’est-à-dire qu’ils peuvent être déformés pour épouser une forme même complexe, soit à température ambiante, soit sous l’effet de la chaleur (on dit alors plus précisément qu’ils sont thermoformables) mais présentent des propriétés limitées en terme de résistance à l’abrasion et sont salissants et difficilement lavables.
Une autre classe de revêtement de sol, plutôt destinée aux véhicules utilitaires est constituée par les TPO (Thermoplastiques Poly Oléfines) qui sont des matériaux plastiques thermoformables sous forme de films. Ces matériaux bien qu’aisément lavables sont d’un aspect peu séduisant. De plus, ces matériaux n’étant pas poreux, contrairement aux revêtements textiles évoqués plus haut, ils ne peuvent participer au confort acoustique du véhicule lorsque celui-ci est basé sur l’absorption acoustique, c’est-à-dire sur l’atténuation du son par dissipation des ondes acoustiques dans un matériau poreux.
On connaît par ailleurs des tissus, à base de fils comprenant une gaine en polychlorure de vinyle (PVC) et une âme en polyéthylène téréphtalate (PET) semi-cristallin. On entend par PET semi-cristallin, le PET présentant, par exemple, un taux de cristallinité supérieur à 35%. De tels fils permettent de réaliser un tissu solide et non déformable. Ces tissus sont adaptés au revêtement de sol dans le domaine de l’habitat et des applications extérieures en raison de leur résistance à l’eau, de leur résistance à l’abrasion et de leur grande stabilité dimensionnelle. En outre, l’âme en PET présente une résistance à l’allongement facilitant le tissage du fil.
Le document FR2617205 décrit la fabrication d’un fil du type précité. Pour réaliser le fil, l’âme en PET passe dans un bain de plastisol de viscosité élevée. L’âme entraîne sur son pourtour une certaine quantité de plastisol. Il passe ensuite dans une filière qui permet de calibrer la quantité de plastisol pour constituer un fil gainé de section régulière. Le fil gainé est chauffé entre 180 et 200°C pour gélifier le plastisol. La gélification est une opération irréversible où les molécules de PVC interagissent à travers le réseau de plastifiant. Le fil d’âme en PET semi-cristallin, dont la température de fusion se situe vers 250 °C, n’est pas altéré par la température de 200 °C
Un autre procédé également décrit dans FR2617205 consiste à venir extruder le PVC autour du fil d’âme toujours en PET. Dans ce cas le fil d’âme traverse une filière servant à l’extrusion d’un PVC thermoplastique plastifié. La température d’extrusion du PVC thermoplastique, située vers 140°C, est inférieure à la température de fusion du PET qui n’est donc en rien altéré.
Un ensemble de fils gainés ainsi réalisés par l’un ou l’autre de ces procédé est tissé de manière classique pour constituer un tissu généralement selon des armures assez simples : toile ou sergé. L’allongement à la force maximale, parfois dénommé allongement à charge maximale, et le module d’Young du PET semi-cristallin sont élevés, en outre le PET semi-cristallin est très peu sensible à l’humidité. L’âme en PET semi-cristallin confère ainsi une excellente stabilité dimensionnelle aux fils gainés ainsi qu’aux produits constitués de tels fils.
Ainsi ce type de tissus présente de nombreux avantages qui amèneraient à pouvoir l’envisager dans un contexte automobile. Ces tissus présentent un aspect séduisant en raison de leur texture. De plus il est possible d’obtenir de tels tissus dans différentes coloration car la gaine en PVC peut admettre toute sorte de pigments. De plus il est possible d’obtenir de tels tissus avec une porosité adaptée compatible avec un traitement acoustique basé sur l’absorption. En outre de tels tissus présentent une grande résistance à l’abrasion, une lavabilité.
Cependant, comme de tels tissus ne sont pas déformables, ils ne sont pas adaptés à la fabrication de pièces de véhicule automobile, par exemple de revêtements de sol.
En effet, le plancher d’un véhicule automobile présentant une forme complexe, le revêtement, pour épouser cette forme, doit être déformable ou thermoformable.
Par ailleurs, les revêtements de sols sont associés à d’autres produits communément appelés « sous-couches », comme des masses lourdes (film thermoplastique fortement chargé ayant une densité élevée) ou éventuellement des feutres (ensemble de fibres constituant un milieu poreux très absorbant acoustiquement) pour des raisons acoustiques et/ou afin de leur conférer une raideur suffisante ce qui leur permettra d’être positionnés dans le véhicule rapidement sur les chaînes de montage.
Ces sous-couches sont thermoformables. Elles doivent être chauffées en général à une température de l’ordre de 130°-160°C. Les retëtements associés doivent donc être thermoformables à cette même température. Ce n’est pas le cas du tissu de fils gainés présenté dans FR2617205.
En effet, même si la température de ramollissement de la gaine en PVC est inférieure à 130°C, le PVC plastifié étant malléabfe en général à partir de 80°C, la température de ramollissement du PET semi-cristallin est de l’ordre de 230 °C, le tissu n’est donc pas thermoformable à une température inférieure à 200°C.
La non formabilité et la non thermoformabilité à des températures inférieures ou égale à 160°C, par exemple, à 130°C du tissu forméde fils en PET semi-cristallin rend donc impossible sa mise en forme pour une utilisation dans le contexte des revêtements automobiles.
Un but de l’invention est de proposer un fil gainé de propriétés d’utilisation améliorées, mais compatible avec les procédés de formage dédiés aux revêtements de sol automobile. A cet effet, la présente invention a pour objet un fil du type précité qui présente individuellement, à 130°C, un allongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 supérieur ou égal à 20 %.
Le fil selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - le polymère de l’âme présente un point de ramollissement inférieur ou égal à 130 °C, - l’âme comprend au moins un polymère choisi dans le groupe constitué par le polyéthylène (PE), le copolymère de polypropylène (coPP), le polypropylène (PP) et le polyéthylène téréphtalate PET et ses copolymères (coPET), - le polymère de l’âme présente un taux de cristallinité supérieur à 1 % et inférieur à 30 %, l’âme étant, de préférence constituée de polyéthylène téréphtalate (PET) partiellement étiré, - la gaine présente une épaisseur supérieure à 0,15 mm, de préférence, supérieure à 0,175 mm et avantageusement comprise entre 0,175 mm et 0,30 mm, de préférence comprise entre 25% et 35% du diamètre du fil, - l’âme est constituée d’un polymère en filé de fibres ou de filaments, le nombre de filaments étant avantageusement compris entre 2 et 100. L’invention a également pour objet une pièce d’équipement de véhicule automobile comprenant : - une paroi comprenant une matrice à base de polymère, - un tissu, le tissu comprenant une face supérieure destinée à être orientée vers un habitacle du véhicule et une face opposée fixée sur la paroi, le tissu épousant la forme de la paroi, et le tissu étant constitué de fils tels que précédemment décrits.
La pièce d’équipement de véhicule automobile selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - la pièce comprend en outre un élément stabilisateur fixé sur la paroi et/ou sur le tissu, l’élément stabilisateur comprenant avantageusement un non tissé de polyéthylène téréphtalate (PET). - le tissu présente une résistance au passage à l’air (RPA) comprise entre 200 N.s.m"3 et 2500 N.s.m"3. L’invention a également pour objet un procédé de formation d’un fil comprenant une âme et une gaine autour de l’âme, comprenant les étapes suivantes : - la fourniture d’une âme, l’âme étant constituée d’un polymère, - la réalisation d’une gaine autour de l’âme, la gaine comprenant du polychlorure de vinyle (PVC), le fil présentant à 130°C, un allongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 supérieur ou égal à 20 %.
Le procédé selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - l’âme (32) présente un point de fusion inférieur à 120°C, le procédé comprenant les étapes suivantes : - un gainage par enduction de plastisol autour de l’âme, - une première étape de chauffage du fil à une température inférieure à 120 °C, - l’étape de fourniture de l’âme comprend une étape d’extrusion du polymère de l’âme et une étape d’étirage de l’âme à la suite de l’étape d’extrusion, l’étirage de l’âme étant inférieur à 100 %, notamment inférieur de 20 %, notamment inférieur de 30 % à la valeur conduisant à un taux de cristallinité supérieur à 30 %. L’invention a également pour objet une méthode de fabrication d’une pièce d’équipement de véhicule automobile comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’une pluralité de fils tels que précédemment décrits, - tissage des fils, aboutissant à un tissu, - fourniture d’une paroi, - thermoformage du tissu et de la paroi à une température inférieure ou égale à 130°C, de sorte que le tissu épouse la forme de laparoi.
La méthode selon l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - la méthode comprend l’étape suivante : - fixation d’un élément stabilisateur non tissé sur la paroi et/ou sur le tissu, l’élément stabilisateur comprenant avantageusement un non tissé de polyéthylène téréphtalate (PET), - l’étape de fixation d’un élément stabilisateur non tissé est mise en oeuvre lors du thermoformage et comprend une étape de collage de l’élément stabilisateur non tissé sur la paroi, et/ou sur le tissu, - la méthode comprend une étape de chauffage du tissu à 200 °C avant l’étape de thermoformage. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe, dans un plan vertical, d’un élément de plancher et d’une partie de caisse de véhicule sur laquelle il est monté, et - la figure 2 représente un fil selon l’invention.
La figure 1 illustre un exemple d’une pièce d’équipement de véhicule automobile 1 suivant l’invention. La pièce d’équipement de véhicule automobile 1 est destinée à être placée dans un habitacle 2 du véhicule.
Dans l’exemple décrit ici, la pièce d’équipement de véhicule automobile 1 est un élément de plancher. En variante, la pièce d’équipement de véhicule automobile 1 est un élément du tableau de bord, un élément du tunnel, un complexe de garnissage d’une tablette, du coffre, un complexe insonorisant de garniture latérale, ou autres.
On appelle tunnel la partie centrale de l’habitacle, généralement en relief par rapport au plancher, et séparant le conducteur du passager.
La figure 1 est orientée dans le repère orthonormé X, Y, Z correspondant à l’orientation normale d’un véhicule.
Dans ce système d’axes : - l’axe X correspond à l’axe longitudinal du véhicule, orienté dans le sens de la marche ; - l’axe Z est l’axe vertical orienté du bas vers le haut ; et - l’axe Y est l’axe transversal du véhicule.
Dans la suite de la description, les termes de position et d’orientation s’entendent en référence à ce système d’axes.
La pièce d’équipement de véhicule automobile 1 est disposée dans l’habitacle 2 du véhicule.
La pièce 1 présente des caractéristiques d’absorption acoustiques ou d’isolation acoustique de façon à réduire les nuisances sonores. Par exemple, la pièce 1 est destinée à isoler acoustiquement l’habitacle intérieur du compartiment moteur ou des bruits de roulement.
En outre, la pièce 1 présente une raideur et une stabilité dimensionnelle adaptée à son utilisation comme un sol dans le véhicule automobile.
Sur la figure 1, la pièce d’équipement de véhicule automobile 1 est représentée en configuration assemblée sur une caisse de véhicule. La caisse de véhicule est représentée schématiquement par une partie de plancher de caisse 4, et des rebords verticaux 6, constitués de parties de caisses venues de matière avec le plancher 4 ou de longerons solidaire de la caisse.
La pièce d’équipement de véhicule automobile 1 est par exemple un plancher comprenant une structure à double-coques.
La pièce d’équipement de véhicule automobile 1 comprend une paroi 10 et un tissu 12, visible depuis l’habitacle 2, la paroi 10 formant la sous-couche du tissu 12. La pièce d’équipement 1 comporte, en outre, un élément stabilisateur 14, disposé à l’opposé du tissu 12 sur la paroi 10.
La paroi 10 délimite une face supérieure 16 destinée à être orientée vers l’habitacle 2 du véhicule et une face opposée 18. La paroi 10 présente, par exemple, avantageusement une épaisseur comprise entre 3 mm et 6 mm.
La paroi 10 est par exemple une des coques de la structure à double-coque, une autre coque étant une paroi plane située sous la paroi 10 et définissant avec la paroi 10 une cavité.
La paroi 10 présente une forme, par exemple, avec des reliefs.
La paroi 10 comprend une matrice à base de polymère. Par exemple, la paroi 10 est venue de matière avec le reste de la structure double-coque.
La paroi 10 est avantageusement apte à être thermoformée à 130 °C.
La paroi 10 est, par exemple, réalisée à base d’au moins un polyoléfine, dont la température de fusion est inférieure à 160° C et dort la température de ramollissement est sensiblement de 130°C. Par exemple, la paroi est à base de polypropylène (PP) ou de l’éthylène-acétate de vinyle (EVA).
Par exemple, la paroi 10 est une couche de masse lourde.
La couche de masse lourde est formée à base d’une matrice en polymère contenant des charges. Le polymère de la masse lourde est à l’état amorphe.
En variante, la paroi 10 est un feutre. L’élément stabilisateur 14 est propre à assurer une stabilité dimensionnelle au complexe.
Sur la figure 1, l’élément stabilisateur 14 est placé sous la face opposée 18 de la paroi 10. En variante, l’élément stabilisateur 14 est placé sur la face supérieure 16 de la paroi 10 et sous le tissu 12. L’élément stabilisateur 14 est, par exemple, fixé à la paroi 10 ou au tissu 12 par collage. L’élément stabilisateur 14 comprend avantageusement un non tissé. Le non tissé comprend avantageusement des fibres en PET non tissées. Les fibres en PET non tissées sont réalisées en PET à l’état semi-cristallin pour assurer les propriétés textiles de résistance à l’étirement et de stabilité dimensionnelle. L’élément stabilisateur 14 est formable, c’est-à-dire qu’il est déformable même à température ambiante, par glissement des fibres de PET les unes par rapport aux autres sous l’effet d’un étirement. Cependant, les fibres de PET du non tissé, après un chauffage à 130°C, conservent toutes leurs propriétés textiles de résistance à l’étirement et de stabilité dimensionnelle. Une fois collées contre la paroi 10 et/ou le tissu 12 dans la pièce 1 finie après thermoformage, les fibres de PET du non tissées ne sont plus mobiles et assure pleinement leur rôle de stabilisateur, telles les fibres de renfort dans un composite.
Dans une variante, lorsque la paroi 10 est un feutre, l’élément stabilisateur 14 est une quantité de fibres de PET intégrées dans le feutre.
Le tissu 12 est disposé au-dessus de la face supérieure 16 de la paroi 10. Le tissu 12 est visible depuis l’habitacle 2 du véhicule.
Le tissu 12 comprend une face supérieure 20 destinée à être orientée vers un habitacle 2 du véhicule et une face opposée 22 fixée sur la paroi 10. Le tissu 12 épouse la forme de la paroi 10.
Le tissu 12 est apte à être thermoformé à 130°C.
Le tissu 12 est constitué d’une pluralité de fils 30. Le tissu 12 comprend avantageusement des fils de chaînes et des fils de trames tissés entre eux.
Les fils 30 et le procédé de formation des fils 30 seront décrits plus en détail par la suite.
Le tissu 12 est à la fois poreux et résistant. L’armure, le diamètre et le serrage des fils 30 du tissu 12 est adapté pour avoir la porosité désirée et la résistance désirée.
Le nombre de fils 30 au cm du tissu 12 dans le sens chaîne ainsi que dans le sens trame est compris entre 6 et 12.
La résistance au passage de l’air du tissu 12 (RPA) mesurée selon la norme ISO 9053 est comprise entre 200 N.s.m3 et 2500 N.s.m3.
La porosité du tissu 12 confère à la pièce d’équipement de véhicule automobile 1 des propriétés d’absorption acoustique améliorées en comparaison avec des feutres absorbants utilisés seuls.
Le tissu 12 présente une résistance à l’abrasion particulièrement améliorée par rapport aux moquettes touffetées ou aiguilletées, utilisées habituellement dans les véhicules.
De plus, dans un exemple, le tissu 12 est muni d’une couche complémentaire, lui conférant d’autres propriétés comme, par exemple, une résistance améliorée aux frottements et à l’abrasion.
Par exemple, la couche complémentaire du tissu 12 est un vernis de polyuréthane (PU), permettant de limiter les émanations de matériaux tels des plastifiants, par exemple de la gaine à base de PVC. Avantageusement, le vernis est propre à être chauffé à 130°C sans subir de dégradation.
La grande résistance aux frottements que la couche complémentaire à base de polyuréthane confère au tissu 12, permet d’éviter l’ajout de talonnettes, par exemple, sous les pédales du véhicule.
De la même façon, la simplicité d’entretien et de nettoyage de ce tissu 12 rend inutile l’utilisation de « sur-tapis », c’est-à-dire de pièces de tapis amovibles permettant de limiter l’encrassement de la moquette et de simplifier le nettoyage de l’habitacle.
Le tissu 12 est anti-poussière, c’est-à-dire qu’il est apte à empêcher la poussière présente dans l’habitacle 2 et se déposant régulièrement sur le sol d’être retenue sur le tissu 12. De plus, le tissu 12 est apte à empêcher la prolifération d’acariens responsables d’allergènes.
Par exemple, les fils de chaînes et les fils de trames sont identiques.
Un fil 30, selon l’invention, va à présent être décrit en référence à la figure 2.
Le fil 30 comprend une âme 32 et une gaine 34 recouvrant l’âme 32.
Chaque fil 30 présente individuellement, à 130°C, in allongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 du constructeur automobile Renault supérieur ou égal à 20 %.
La capacité d’allongement des fils à 130 °C permetd’assurer la thermoformabilité du tissu à 130°C.
Le fil 30 est allongé selon un axe principal A. La longueur du fil 30 selon l’axe principal A est adaptée au tissu 12.
En outre, le fil 30 est résistant à une traction de tissage. Le fil 30 présente, avantageusement, un module élastique, mesuré selon la norme D411099 du constructeur automobile Renault supérieur à 5 GPa (Giga Pascal).
La section du fil 30 transversalement à l’axe principal A est avantageusement circulaire. Le diamètre D du fil 30 est inférieur à 2 mm et est avantageusement compris entre 0,5 mm et 1,5 mm.
La section de la gaine 34 transversalement à l’axe principal A est régulière sur toute la longueur du fil 30. La section de la gaine 34 est sensiblement un anneau. L’épaisseur e de la gaine 30 est comprise entre 50 % et 80 % du diamètre D du fil 30.
La gaine 34 comprend du polychlorure de vinyle (PVC). En variante, la gaine 34 comprend en outre un plastifiant.
Le point de ramollissement de la gaine 34 est inférieur à 130°C.
La gaine 34 est apte à empêcher l’accumulation de poussière.
La gaine 34 est solidaire de l’âme 32. La gaine 34 est, par exemple, formée par extrusion autour de l’âme 32, comme cela sera décrit par la suite.
La section de l’âme 32 transversalement à l’axe principal A est régulière sur toute la longueur du fil 30. La section de l’âme 32 est sensiblement un disque.
Le diamètre d de l’âme 32 est compris entre 20 % et 30% du diamètre D du fil 30. L’âme 32 est constituée d’un polymère. L’âme 32 comprend avantageusement le polymère sous la forme d’un filament continu. En variante, l’âme 32 comprend le polymère en filé de fibres ou de filaments.
Le polymère de l’âme 32 présente à 130°C, un allongement à la force maximale tel que mesuré par la norme D411099 du constructeur automobile Renault supérieur ou égal à 20 %.
La déformabilité de l’âme 32 à 130° C est propre à permettre le thermoformage du tissu 12 à 130°C comme cela sera décrit par la suife.
Dans un premier mode de réalisation du fil selon l’invention, le polymère de l’âme 32 présente un point de ramollissement inférieur ou égal à 130 °C.
Dans ce cas, l’âme 32 est constituée d’au moins un polymère thermoplastique choisi, par exemple, dans le groupe constitué par un polyéthylène (PE), un copolymère de polypropylène (coPP), un polypropylène (PP) et un copolymère de polyéthylène téréphtalate (coPET).
Le polymère de l’âme 22 est semi-cristallin et possèdent un taux de cristallinité élevés. Par exemple, pour les polyoléfines, le taux de cristallinité est supérieur à 50 %, pour les PET, le taux de cristallinité est supérieur à 30%.Ce taux de cristallinité élevé est obtenu lors de l’extrusion des fibres ou filaments grâce à un étirage au sortir de la filière important.
Selon un exemple, le polymère de l’âme 32 présente un point de fusion inférieur à 120°C, comme notamment le PE ou le coPP.
Un premier procédé de formation d’un fil 30 selon le premier mode de réalisation de l’invention va à présent être décrit.
Le premier procédé est un procédé de gainage par enduction de plastisol.
Les moyens de mise en œuvre du premier procédé de formation comprennent un bain de plastisol, une unité de déplacement du fil 30, une filière, un moyen de chauffage.
Le bain de plastisol comprend du plastisol dans un état visqueux.
Le plastisol est un mélange de plastifiant et de PVC. La viscosité du plastisol est adaptée au premier procédé.
Le plastisol est apte à subir une gélification. La gélification est une opération irréversible où les molécules de PVC interagissent à travers le réseau de plastifiant. Le plastisol passe, par exemple, d’un état visqueux à un état de gélification complète est après un chauffage à 200°C pendant une minute.
En outre, le plastisol est apte à subir une pré-gélification avant la gélification complète. L’état de pré-gélification est un état intermédiaire entre l’état vitreux et l’état de gélification. La pré-gélification est une opération irréversible où les molécules de PVC interagissent à travers le réseau de plastifiant. Lors de la pré-gélification, le plastisol commence à durcir à sensiblement par rapport à l’état visqueux. Dans l’état de prégélification, le plastisol est cohésif mais ne présente pas l’ensemble des caractéristiques du plastisol dans l’état de gélification complète. Le module d’Young du plastisol dans l’état de pré-gélification est, par exemple inférieur de 50% à la valeur du module d’Young du plastisol dans l’état de gélification complète.
Le plastisol passe, par exemple, d’un état visqueux à un état de pré-gélification après un chauffage à une température inférieure à 120°C, par exemple 80°C, pendant une minute. En outre, le plastisol passe d’un état de pré-gélification à un état de gélification après un chauffage à une température de 200°C, par exemple, pendant une minute. L’unité de déplacement est apte à mettre en mouvement l’âme 32 de sorte à ce qu’elle plonge et ressorte du bain, passe dans la filière et soit déplacée jusqu’au moyen de chauffage à une vitesse régulée.
La filière permet de calibrer la quantité de plastisol pour constituer une gaine 34 de section régulière autour de l’âme 32.
Le premier procédé comprend la fourniture d’une âme 32 présentant à 130°C, un allongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 du constructeur automobile Renault supérieur ou égal à 20 % est fournie.
Le premier procédé comprend la réalisation d’une gaine 34 autour de l’âme 32, la gaine 34 comprenant du polychlorure de vinyle (PVC).
La réalisation de la gaine 34 autour de l’âme 32 comprend les étapes suivantes : trempage, filage et chauffage.
Lors du trempage, l’âme 32 est placée dans le bain de plastisol par l’unité de déplacement. L’âme 32 est enduite de plastisol dans l’état visqueux.
Lors du filage, la gaine 34 en plastisol du fil 30 est calibrée par la filière.
Lors du chauffage, le fil 30 est chauffé à une température strictement inférieure à 120°C, et supérieure ou égale à 80°C de sorte queé plastisol soit dans un état de prégélification.
Ainsi, à la fin de l’étape de la réalisation de la gaine 34, le fil 30 comprend une gaine 34 avec du plastisol dans un état de pré-gélification. En outre le fil 30 est suffisamment résistant pour subir un tissage.
Un deuxième procédé de formation d’un fil 30 selon le premier mode de réalisation de l’invention va à présent être décrit.
Le deuxième procédé est un procédé de gainage par extrusion de PVC thermoplastique.
Les moyens de mise en œuvre du deuxième procédé de formation comprennent une unité de déplacement du fil 30, une filière, des moyens de refroidissement et un moyen de chauffage. L’unité de déplacement du fil 30 est apte à déplacer l’âme 32 et le fil 30 gainé. La vitesse de défilement du fil 30 est ajustable. Par exemple, l’unité de déplacement est apte à déplacer le fil 30 à une vitesse supérieure à 1000 m/mn, notamment 1100 m/mn pour minimiser le temps de présence de l’âme 32 dans la filière.
Les moyens de refroidissement comprennent, par exemple, un jet d’eau à température régulée.
En variante, les moyens de refroidissement comprennent un bain et une unité de séchage. Par exemple, le bain et rempli d’eau à température régulée. L’unité de séchage est, par exemple, apte à sécher le fil 30 avantageusement par un jet d’air.
Les moyens de refroidissement sont disposés proches de la sortie de la filière. De sorte que le fil 30 comprenant une gaine 34 de PVC thermoplastique soit refroidi rapidement après l’extrusion.
Une formulation thermoplastique à base de PVC est fournie. La formulation à base de PVC est adaptée pour avoir la viscosité désirée pour adhérer et être entraînée par l’âme lors de l’extrusion. En outre, la formulation de PVC présente un grade élevé.
Le deuxième procédé diffère du premier procédé précédemment décrit en ce que l’étape de réalisation de la gaine 34 comporte une étape d’extrusion, une étape de refroidissement.
Au cours de l’étape d’extrusion, l’âme 32 passe au travers d’une filière. L’extrusion est mise en œuvre, par exemple, à une température inférieure à 120°C afin de ménager l’âme 32. A la suite de l’étape d’extrusion, le fil 30 comprenant l’âme 32 et une gaine 34 avec la formulation thermoplastique à base de PVC est refroidi avec les moyens de refroidissement.
Une méthode de fabrication d’une pièce d’équipement de véhicule automobile 1 va maintenant être décrite.
Les moyens de mise en œuvre de la méthode comprennent un ensemble de tissage, un ensemble de thermoformage, un ensemble de chauffage, des moyens de collage. L’ensemble de tissage comprend, par exemple, un métier à jet d’air, un métier à lance ou autre. L’ensemble de thermoformage comprend un moule et une unité de chauffage. Le moule présente la forme finale de la pièce.
Une pluralité de fils 30, une paroi 10 et un élément stabilisateur 14 tels que précédemment décrits sont fournis.
La méthode comprend une étape de tissage, une étape de thermoformage et une étape de vernissage. En outre lorsque le fil 30 a été formé selon le premier procédé, la méthode comprend une étape de gélification.
Lors de l’étape de tissage, les fils 30 sont tissés au moyen de l’ensemble de tissage.
Lors de l’étape de gélification, le tissu 12 obtenu à la fin de l’étape de tissage est placé à 200 °C. Cette étape de gélification permet me gélification complète du plastisol. Avantageusement, l’étape de gélification est effectuée avant l’étape de thermoformage.
Au cours de cette étape de gélification, dans les cas où le polymère de l’âme 32 présente un point de fusion inférieur à 200°C, le polymère de l’âme 32 fond ou subit au moins un ramollissement. Le tissu 12 obtenu à la fin de l’étape de gélification est ainsi apte à être thermoformé à 130°C. En variante, l’étape de gélification est effectuée après l’étape de thermoformage. L’élément stabilisateur 14 est collé à la paroi 10 ou sur le tissu 12 avant l’étape du thermoformage.
Le tissu 12, l’élément stabilisateur 14 et la paroi 10 sont placés dans le moule. Le thermoformage du tissu 12 et de la paroi 14 est mis en œuvre à une température inférieure ou égale à 130°C.
Lors de l’étape de thermoformage, le tissu 12 et la paroi 14 épouse la forme du moule. En outre, le tissu 12 épouse la forme de la paroi 10. De plus, au cours de l’étape de thermoformage, le tissu 12 est fixé à la paroi 10.
La méthode comprend avantageusement une étape de vernissage. Par exemple, le vernissage est mis en œuvre à la fin de l’étape de tissage et avant l’étape de thermoformage. Lors de l’étape de vernissage, la couche complémentaire est ajoutée au tissu 12, par exemple, par pulvérisation et réticulation UV. En variante, la couche complémentaire est ajoutée sur la pièce 1 finie.
Un deuxième mode de réalisation du fil 30 selon l’invention va maintenant être décrit. Dans ce mode de réalisation, le fil 30 diffère du fil 30 précédemment décrit en ce que le polymère de l’âme 32 présente un taux de cristallinité inférieur à 30 %.
Par exemple, l’âme 32 comprend du PET partiellement étiré. Cela signifie que l’âme 32 comporte des zones faiblement cristallisées.
Un tissu 12 formé de fil 30 selon le deuxième mode de réalisation présentant un faible taux de cristallinité ne peut plus assurer pleinement les propriétés textiles en particulier la stabilité dimensionnelle. C’est la raison pour laquelle il est avantageux d’adjoindre à un tel tissu 12, un élément stabilisateur 14, par exemple non-tissé dont le rôle sera d’assurer cette stabilité.
Un premier procédé de formation du fil 30 selon le deuxième mode de réalisation va à présent être décrit.
Le premier procédé de formation d’un fil 30 selon le deuxième mode de réalisation diffère du premier procédé de formation d’un fil 30 selon le premier mode de réalisation en ce que le procédé comprend une étape d’extrusion de l’âme 32 et une étape « d’étirage modéré » de l’âme 32. L’extrusion d’un polymère semi cristallin, en vue de réaliser un filament textile si l’on néglige la variation de masse volumique entre le liquide en sortie de filière et celle du filament solide, est régie par l’équation ci-dessous, qui traduit la conservation de la masse : (do)2v0= (de)2vb, où d0 est le diamètre du filament en sortie de filière, c’est-à-dire diamètre des trous de la filière, où v0 est la vitesse du filament en sortie de filière, où de est le diamètre du filament étiré, et où vb est la vitesse de bobinage du filament étiré. L’étirage v0 est le rapport de la vitesse de bobinage et la vitesse de du filament en sortie de filière v0. Par exemple pour v0=30 m/mn, vb =6000 m/mn, d0=3 mm ; de =0,2 mm, qui sont des conditions de fonctionnement industrielles courantes, l’étirage sera de 200.
Pour un tel étirage de l’âme 32, notamment en PET, et compte tenu du diamètre des trous de la filière, le taux de cristallinité du polymère de l’âme 32 est optimal, notamment supérieur à 30%.
Les moyens de mise en œuvre du premier procédé de formation d’un fil 30 selon le deuxième mode de réalisation comprennent en outre un ensemble d’extrusion et un ensemble d’étirage.
Lors de l’étape d’extrusion, le polymère de l’âme 32, par exemple du PET, est extrudé de sorte à former une âme 32 allongée et filiforme. A la suite de l’étape d’extrusion, l’âme 32 est étirée. L’étirage de l’âme 32 est inférieur de 20 %, notamment inférieur de 30 % à la valeur conduisant à un taux de cristallinité supérieur à 30%. L’étirage de l’âme 32 provoque une cristallisation partielle du polymère de l’âme 32 qui confère à l’âme des propriétés mécaniques (résistance à l’allongement, module d’Young) suffisantes pour permettre le tissage des fils sous certaines conditions, mais néanmoins limitent la stabilité dimensionnelle des produits thermoformés. L’association de l’élément stabilisateur 14, non tissé au tissu 12 améliore la stabilité dimensionnelle de la pièce 1.
Avec ce taux d’étirage, le polymère de l’âme 32 présente un taux de cristallinité inférieure à 20 %. Le taux de cristallinité est mesuré par Calorimètrie Différentielle à Balayage ou DSC (Differential Scanning Calorimetry) L’âme 32 présente un module d’Young inférieur à 3 GPa.
En outre l’âme 32 en PET partiellement étiré présente à 130°C, un allongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 du constructeur automobile Renault supérieur ou égal à 20 %.
Par exemple, l’âme 32 en PET partiellement étiré présente un allongement à la force maximale à température 25°C telle que mesuré par la norme NF EN ISO 527 supérieur ou égal à 10 %.
En outre, le premier procédé de formation du fil 30 selon le deuxième mode de réalisation diffère également du premier procédé de formation d’un fil selon le premier mode de réalisation 30 précédemment décrit en ce que l’étape de chauffage lors de la réalisation de la gaine 34 est avantageusement effectuée à 200 °C. L’étape de chauffage permet ainsi une gélification complète du plastisol en une étape.
Un deuxième procédé de formation du fil 30 selon le deuxième mode de réalisation va à présent être décrit.
Le deuxième procédé de formation d’un fil 30 selon le deuxième mode de réalisation diffère du deuxième procédé de formation d’un fil 30 selon le premier mode de réalisation en ce que le procédé comprend une étape d’extrusion de l’âme 32 et une étape d’étirage modéré de l’âme 32 telles que précédemment décrites.
Puis, du PVC extrudé est déposé autour de l’âme 32 pour former la gaine 34, comme décrit précédemment.
Par exemple, l’extrusion du PVC de la gaine 34, est mise en oeuvre, à une température supérieur à 100°C, par exemple à 140°C.En effet, l’âme 32 en PET permet l’emploi d’une large gamme de PVC et un taux de charge élevé.
Les moyens de mise en œuvre du deuxième procédé de formation d’un fil 30 selon le deuxième mode de réalisation comprennent en outre un ensemble d’extrusion et un ensemble d’étirage tels que précédemment décrits.
La méthode de fabrication de la pièce 1 comprenant un tissu constitué de fils selon le deuxième mode de réalisation diffère de la méthode de fabrication précédemment décrite en ce que les opérations de tissage sont adaptées à la résistance en traction de l’âme 32. Par exemple, les ensembles de tissage comprennent des métiers à lances.
Les méthodes de fabrication de la pièce 1 qui viennent d’être décrites avec des fils selon le premier mode de réalisation ou selon le deuxième mode de réalisation permettent donc d’obtenir une pièce 1 thermoformable à 160°C ajtorisant des allongements dans le sens trame et dans le sens chaîne de 20%. Néanmoins, il a été constaté des risques à partir de 15% d’allongement des fils tissés, que la gaine de fils 30 du tissu 12 présente des craquelures laissant apparaître l’âme 32 sur le tissu 12.
Un troisième mode de réalisation du fil 30 selon l’invention va maintenant être décrit. Dans ce mode de réalisation, le fil 30 diffère des fils 30 précédemment décrit en ce que le polymère de l’âme 32 est un filé de polymère.
Le polymère de l’âme 32 est obtenu par filage d’un ensemble de filaments. L’ensemble de filaments comprend, par exemple, entre 2 et 100 filaments. L’ensemble de filaments est torsadé pour former l’âme 32.
En raison du nombre de filaments et de la torsion, l’âme 32 présente des rugosités sur sa surface externe. Les rugosités de l’âme renforcent l’adhésion de la gaine 34 à l’âme 32 par accrochage. L’adhésion de la gaine 34 à l’âme renforcée permet d’améliorer la répartition des efforts d’allongement sur la gaine 34. Les efforts étant bien répartis, les risques de craquelures de la gaine 34 diminuent.
En outre, à diamètre équivalent, la variation du diamètre de l’âme 32, au cours de l’étirement du fil, est moins importante pour une âme 32 formée de filament torsadée que pour une âme 32 formé d’un unique filament continu. Les efforts d’allongement sur la gaine 34 liée à la diminution du diamètre de l’âme 32 sont donc plus faibles pour les fils 30 selon le troisième mode de réalisation. Les efforts étant plus faibles, les risques de craquelures de la gaine 34 diminuent.
On constate qu’un tissu 12 réalisé à base de fils 30 selon le troisième mode de réalisation ayant une âme 32 en filé s’allonge jusqu’à 10% de plus qu’un tissu 12 constitué de fils ayant une âme mono-filamentaire 32 sans présenter de craquelures.
Le troisième mode de réalisation de fil est dans avantageux lorsque des allongements importants sont envisagés.
Un quatrième mode de réalisation du fil 30 selon l’invention va maintenant être décrit. Dans ce mode de réalisation, le fil 30 diffère des fils 30 précédemment décrit en ce que la gaine 34 présente une épaisseur supérieure à une valeur seuil déterminée en fonction de l’étirement maximum envisagé.
En effet, au cours de l’étirement du fil 30, la gaine 34 est étirée et l’épaisseur de la gaine 34 est réduite. L’épaisseur initiale de la gaine est donc choisie pour que l’épaisseur de la gaine 34 du fil 30 sous un étirement déterminé soit supérieure à une valeur seuil. Pour un étirement donné, la valeur seuil est la valeur d’épaisseur en dessous de laquelle la gaine 34 présenterait des craquelures. L’épaisseur de la gaine est par exemple supérieure à 0,15 mm, de préférence, supérieure à 0,175 mm et avantageusement comprise entre 0,175 et 0,30 mm, de préférence comprise entre 25% et 35% du diamètre du fil 30. L’épaisseur importante de la gaine réduit les risques de craquelures au niveau de la gaine 34. L’invention qui vient d’être décrite fourni un fil 30 gainé compatible avec les procédés de formage dédiés aux revêtements de sol automobile. En effet, le tissu 12 de fils 30 gainés devient formable aux températures d’usage ce qui permet l’association avec les autres éléments de la pièce. La pièce est résistante à l’abrasion, présente une bonne stabilité dimensionnelle et est facilement lavable, ce qui évite l’ajout de sur-tapis et de talonnettes. En outre, le tissu 12 présente des caractéristiques acoustiques permettant une bonne insonorisation.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS 1Fil (30) destiné à être tissé comprenant : - une âme (32) comprenant un polymère, - une gaine (34) recouvrant l’âme (32), la gaine (34) comprenant du polychlorure de vinyle (PVC), caractérisé en ce que, le fil (30) présente individuellement, à 130°C, un allongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 supérieur ou égal à 20 %.
  2. 2. - Fil (30) selon la revendication 1 dans lequel, le polymère de l’âme (32) présente un point de ramollissement inférieur ou égal à 130 °C.
  3. 3. - Fil (30) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel l’âme (32) comprend au moins un polymère choisi dans le groupe constitué par le polyéthylène (PE), le copolymère de polypropylène (coPP), le polypropylène (PP) et le polyéthylène téréphtalate PET et ses copolymères (coPET).
  4. 4. - Fil (30) selon la revendication 1 dans lequel, le polymère de l’âme (32) présente un taux de cristallinité supérieur à 1 % et inférieur à 30 %, l’âme (32) étant, de préférence constituée de polyéthylène téréphtalate (PET) partiellement étiré.
  5. 5. - Fil (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la gaine présente une épaisseur supérieure à 0,15 mm, de préférence, supérieure à 0,175 mm et avantageusement comprise entre 0,175 mm et 0,30 mm, de préférence comprise entre 25% et 35% du diamètre du fil (30).
  6. 6. - Fil (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’âme (32) est constituée d’un polymère en filé de fibres ou de filaments, le nombre de filaments étant avantageusement compris entre 2 et 100.
  7. 7. - Pièce d’équipement de véhicule automobile (1) comprenant : - une paroi (10) comprenant une matrice à base de polymère, - un tissu (12), le tissu (12) comprenant une face supérieure (20) destinée à être orientée vers un habitacle (2) du véhicule et une face opposée (22) fixée sur la paroi (10)r le tissu (12) épousant la forme de la paroi (10), et le tissu (12) étant constitué de fils (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  8. 8. - Pièce (1) selon la revendication 7, comprenant en outre un élément stabilisateur (14) fixé sur la paroi (10) et/ou sur le tissu (12), l’élément stabilisateur (14) comprenant avantageusement un non tissé de polyéthylène téréphtalate (PET).
  9. 9. -Pièce (1) selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel le tissu (12) présente une résistance au passage à l’air (RPA) comprise entre 200 N.s.m'3 et 2500 N.s.iTf3.
  10. 10. - Procédé de formation d’un fil (30) comprenant une âme (32) et une gaine (34) autour de l’âme (32), comprenant les étapes suivantes: - la fourniture d’une âme (32), l’âme (32) étant constituée d’un polymère, - la réalisation d’une gaine (34) autour de l’âme (32), la gaine (34) comprenant du polychlorure de vinyle (PVC), le fil (30) présentant à 130°C, un allongement à la force maximale telle que mesuré par la norme D411099 supérieur ou égal à 20 %.
  11. 11. - Procédé selon la revendication 10, dans lequel l’âme (32) présente un point de fusion inférieur à 120°C, le procédé comprenant les étapes suivantes : - un gainage par enduction de plastisol autour de l’âme (32), une première étape de chauffage du fil (30) à une température inférieure à 120 °C.
  12. 12 - Procédé selon l’une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel l’étape de fourniture de l’âme (32) comprend une étape d’extrusion du polymère de l’âme (32) et une étape d’étirage de l’âme (32) à la suite de l’étape d’extrusion, l’étirage de l’âme (32) étant inférieur à 100 %, notamment inférieur de 20 %, notamment inférieur de 30 % à la valeur conduisant à un taux de cristallinité supérieur à 30 %.
  13. 13 - Méthode de fabrication d’une pièce d’équipement de véhicule automobile (1) comprenant les étapes suivantes : - fourniture d’une pluralité de fils (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, - tissage des fils (30), aboutissant à un tissu (12) - fourniture d’une paroi (10), - thermoformage du tissu (12) et de la paroi (10) à une température inférieure ou égale à 130°C, de sorte que le tissu (12) épouse la forme de la paroi (10).
  14. 14, - Méthode de fabrication selon la revendication 13, comprenant l’étape suivante : - fixation d’un élément stabilisateur (14) non tissé sur la paroi (10) et/ou sur le tissu (12), l’élément stabilisateur comprenant avantageusement un non tissé de polyéthylène téréphtalate (PET), et dans laquelle, de préférence, l’étape de fixation d’un élément stabilisateur (14) non tissé est mise en œuvre lors du thermoformage et comprenant une étape de collage de l’élément stabilisateur (14) non tissé sur la paroi (10) et/ou sur le tissu (12).
  15. 15. - Méthode de fabrication selon l’une quelconque des revendications 13 à 14, comprenant une étape de chauffage du tissu (12) à 200°C avant l’étape de thermoformage.
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