FR3165697A1 - Couche de moquette en feutre aiguilleté dotée d'une surface esthétique - Google Patents

Couche de moquette en feutre aiguilleté dotée d'une surface esthétique

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Matthieu Lemonnier
Zahra MAZROUEI SEBDANI
Meganathan Meenakshisundaram
Simon MORTIMER
Charleyne SERREAU
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Renault SAS
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Autoneum Management AG
Renault SAS
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Abstract

Feutre aiguilleté destiné à former la couche de surface de pièces pour automobile, comprenant un voile fibreux cardé, nappé et aiguilleté, le voile fibreux comprenant des fibres discontinues, caractérisé en ce que le voile fibreux comprend en outre des bouts de fil présentant au moins une couleur distincte de celle des fibres discontinues, amalgamés dans les fibres en formant le voile, et la majorité des bouts de fil n'étant que partiellement ouverts et formant des stries de couleur dans l'ensemble du feutre aiguilleté. Figure pour l’abrégé : [Fig.1]

Description

Couche de moquette en feutre aiguilleté dotée d'une surface esthétique
La présente invention concerne une couche de moquette en feutre aiguilleté pour des pièces pour automobile, un procédé de fabrication d'une telle couche et l'utilisation d'une telle couche dans des pièces pour automobile.
 État de la technique
Dans le domaine de l'industrie automobile, on sait utiliser des structures de moquette en feutre aiguilleté pour recouvrir le plancher principal ainsi que d'autres zones. Dans la majorité des cas, une seule couleur, la plupart du temps une nuance de noir, est utilisée pour l'apparence générale de la moquette. Dans certains cas, des fibres de différentes couleurs ou des fibres présentant différents tons d'une même couleur peuvent être amalgamées de façon à obtenir une couleur plus fondue.
Dans tous ces cas, des fibres thermoplastiques d'une certaine longueur et de couleurs définies constituent le matériau de départ. Le mélange et l’amalgame des fibres permettent d'obtenir une couleur homogène dans le produit final.
Le mélange et l'amalgame des fibres de départ peuvent s'effectuer sur une unité de mélange ou d'amalgame associée à différentes ouvreuses, et s'achever sur une carde. Le feutre ainsi obtenu à la sortie de la carde est ensuite nappé et aiguilleté pour former la couche de moquette en feutre aiguilleté finale. Cette couche pourra être utilisée seule ou en combinaison avec d'autres couches pour former des pièces pour automobile. À cette fin, la moquette en feutre aiguilleté et d'autres couches facultatives pourront être moulées pour former une structure de moquette ou une pièce d'habillage pour automobile destinée à être utilisée sur une surface, par exemple comme revêtement de plancher, moquette de coffre, pièces d'habillage, housse de dossier de siège ou panneaux de porte.
Il existe depuis longtemps un besoin d'obtenir une surface plus attrayante, en rupture avec les fibres noires ou amalgamées homogènes classiques.
Or, si l'on ajoute simplement des fibres colorées à la masse de base de fibres essentiellement noires, les fibres sont amalgamées dans la masse principale par la carde et finissent par se confondre avec les fibres principales noires ou donnent un effet de mélange homogène très uniforme. L'amalgame dans un grand volume d'une couleur particulière pourra modifier la couleur globale – dans un cas extrême, l'utilisation de quantités égales de noir et de blanc pourra permettre d'obtenir un effet “poivre et sel” – mais il s'avère plus difficile d'obtenir des blocs de couleur ou une variation dans la surface du feutre.
Une autre possibilité consisterait à ajouter des fibres de couleur sur le dessus du voile de feutre à la sortie de la carde préalablement au nappage ou ultérieurement suite au nappage et préalablement à l'aiguilletage. Si cette solution procure une certaine allure, elle entrave toutefois les processus déjà en cours, sans compter qu'il est possible que ces fibres sur le dessus ne soient pas suffisamment visibles, soient camouflées au cours du nappage, ou forment un motif plus caractéristique davantage lié au mode d'application. La formation d'un motif caractéristique a cet inconvénient que le positionnement du matériau dans la voiture risque de nécessiter davantage d'attention, ou que le moulage risque de déformer le motif initialement obtenu.
L'invention a donc pour but de proposer un autre feutre aiguilleté à motif, doté d'un motif aléatoire sur toute la surface de la couche de feutre aiguilleté pour l'esthétique, et un procédé de création d'une telle couche, ainsi que l'utilisation d'une telle couche pour des pièces pour automobile, notamment le revêtement de plancher et des pièces d'habillage.
Résumé
Ce but est atteint par le feutre aiguilleté selon l’invention destiné à former la couche de surface de pièces pour automobile comprenant un voile fibreux cardé, nappé et aiguilleté, le voile fibreux comprenant des fibres discontinues. Ce but est également atteint par le procédé de fabrication d'un tel feutre aiguilleté, et l'utilisation d'un tel feutre aiguilleté dans des pièces pour automobile.
Plus particulièrement, l'utilisation de bouts de fil dans le voile fibreux présentant au moins une couleur distincte de celle des fibres discontinues – les bouts de fil étant amalgamés dans les fibres en formant le voile et la majorité des bouts de fil, n'étant que partiellement ouverts et formant des stries de couleur – permet d'obtenir des stries de couleur dans l'ensemble du matériau de feutre aiguilleté.
Par strie de couleur, on entend une ligne ou une marque d'une couleur différente de celle du fond dans le feutre aiguilleté final, une strie de couleur selon l'invention étant formée à partir au moins d'une petite touffe de fibres provenant d'un seul bout de fil. Les stries pourront être disposées de façon aléatoire sur toute la surface ainsi qu'au sein de la couche.
Par “couleur distincte de celle des fibres discontinues”, on entend l'existence d'une différence de couleur, de teinte de couleur ou de ton, de sorte que les bouts de fil forment des stries de couleur qui sont visibles pour l'utilisateur de la surface. Il peut s'agir, par exemple, de bouts de fil de couleur foncée sur une version claire de la même couleur, d'un ton sur ton, ou d'un fond de couleur foncée avec des stries de couleur vive et inversement.
De manière inattendue, l'utilisation de bouts de fil associée au cardage, au nappage et à l'aiguilletage permet de créer des stries de couleur dans l'ensemble du matériau de feutre aiguilleté, pour ainsi créer un motif sur la surface, ce qui était jusque-là impossible avec les mélanges de fibres classiques. De manière plus inattendue encore, non seulement l'ajout de bouts de fil à l'amalgame de fibres préalablement au cardage assure une répartition aléatoire, mais les bouts de fil restent également en touffes de filaments et/ou fibres en formant les stries de couleur.
En fonction du matériau initial utilisé pour les bouts de fil, les stries pourront être de couleurs différentes au sein même de la strie ou d'une strie à l'autre et/ou les stries pourront être de taille variable et/ou de direction variable au sein du feutre aiguilleté.
Dans la mesure où les stries de couleur sont formées dans l'ensemble de la couche de feutre aiguilleté, le matériau de feutre pourra toujours être utilisé des deux côtés, et d'éventuelles éraflures de la surface n'estomperont pas les stries de couleur au fil du temps. Par ailleurs, un éventuel étirement au cours du moulage préservera la répartition aléatoire uniforme des stries de couleur indépendamment de la direction d'étirement ou d'utilisation du feutre.
Un fil pourra être coupé en bouts de longueur définie pour produire les bouts de fil. Un filé de filaments sans fin est de préférence utilisé, de préférence sur la base de fils partiellement orientés (POY) ou de fils provenant de fils POY, comme par exemple les fils étirés texturés (DTY).
En variante, un fil issu de déchets textiles ou industriels pourra être utilisé, par exemple des chutes de déchets de production textile ou industrielle. La combinaison de bouts de fil provenant des chutes de tissu de housse de fauteuil/siège dans le feutre aiguilleté pour le revêtement de plancher et/ou les surfaces visibles des pièces d'habillage permet un assortiment esthétique des couleurs, ce qui n'était jusque-là pas possible, les stries de couleur dans le revêtement de plancher et les pièces d'habillage étant assorties au tissu de housse de siège.
Toutefois, des bouts de fil issus d'autres sources, tant du recyclage que de la récupération, pourront aussi être utilisés pour obtenir le feutre aiguilleté selon l'invention. Il importe cependant d'amalgamer dans la masse de fibres des bouts de fil, et non du tissu ou du textile à base de fil, pour obtenir le feutre aiguilleté selon l'invention. Il conviendra donc de déchirer des bouts de toile tissée en bouts de fil sans réduire sensiblement l'intégrité du fil proprement dit.
Les lisières, déchets de la production textile, répondent particulièrement à cette contrainte.
La variation de l'épaisseur des bouts de fil utilisés dans l'amalgame pour le feutre aiguilleté selon l'invention, par exemple par augmentation de la grosseur des filaments de fil et/ou de la section et/ou du nombre de filaments au sein d'une touffe, permet de créer un motif encore plus varié, des bouts de fil plus épais étant susceptibles d'augmenter la largeur de la strie de couleur.
Il est possible de faire varier la longueur des stries grâce à la longueur des bouts de fil utilisés. De préférence, une longueur de fil comprise entre 3 et 10 cm, de préférence entre 3 et 6 cm en moyenne, pourra être utilisée. Si les bouts de fil sont trop courts, les ouvreuses et la carde risquent de les ouvrir, et le fil s'amalgamera aux fibres. Une combinaison de bouts de fil de longueurs différentes pourra également être utilisée pour obtenir un motif plus varié de stries de couleur.
La longueur finale des stries dépend également de la carde utilisée et du réglage de la carde ainsi que de sa garniture. Un type de carde non tissé est de préférence utilisé avec une garniture – à savoir les dents sur le rouleau principal et les rouleaux secondaires de la carde ainsi que sur les outils de cardage statiques autour des rouleaux – choisie pour faire en sorte que les bouts de fil ne soient pas déchiquetés sous l'effet de la carde. On veillera donc à sélectionner un réglage global moins agressif. L'objectif est d'amalgamer les bouts de fil et les fibres discontinues dans la couche de feutre fibreuse à la sortie de la carde sans désintégration complète des bouts de fil en mono-filaments individuels.
Dans le feutre aiguilleté selon l'invention, des bouts de fil sont combinés avec des fibres discontinues et, éventuellement, avec un liant.
Les bouts de fil peuvent être longs d'au moins 2,5 cm, de préférence longs de 3 à 10 cm, de préférence longs de 3 à 6 cm.
Le voile fibreux peut comprendre un liant, de préférence des fibres liantes sous forme de fibres mono-composantes ou bi-composantes.
Les bouts de fil peuvent constituer au moins 3 % en poids de la couche, de préférence entre 5 et 40 % en poids de la couche, de préférence entre 5 et 20 % en poids de la couche.
Le voile fibreux peut comprendre en outre au moins 10 à 30 % en poids de la couche de fibres liantes.
Les fibres discontinues constituent la masse de fibres et pourront se présenter sous forme de fibre synthétique thermoplastique ou naturelle quelconque, les fibres étant de préférence à base du même matériau que celui des bouts de fil. Les fibres discontinues sont de préférence à base de polyester, de préférence principalement à base de téréphtalate. Les fibres discontinues utilisées pourront être recyclées, récupérées, ou refilées à partir de polyester recyclé.
En variante, les fibres, le liant et les bouts de fil pourront être à base de polyamide, par exemple de polyamide 6 ou de polyamide 66, ou d'oléfine, notamment de polypropylène ou de polyéthylène.
Les fibres de base utilisées sont de préférence élaborées dans une couleur qui contraste avec celle des bouts de fil utilisés, afin d'obtenir un effet visuel optimal. Facultativement, les fibres de base pourront prendre la forme d'un amalgame de fibres de différents tons ou de différentes teintes d'une couleur, afin d'obtenir un effet panaché de la couleur de fond qui rehaussera l'intérêt.
Les fibres discontinues utilisées pour la masse de fibres de base pourront être au choix des fibres pleines, des fibres creuses ou des fibres profilées, ou une combinaison de celles-ci.
De manière inattendue, un faible pourcentage de bouts de fil a déjà un impact visuel sur la surface. De préférence, au moins 3 % en poids de bouts de fil sont utilisés dans l'amalgame avec les fibres discontinues. De préférence, pas plus de 30 %, de préférence pas plus de 20 %, de bouts de fil sont utilisés, un volume excessif de bouts de fil pouvant compromettre l'aspect visuel ainsi que le formatage du feutre aiguilleté. Des niveaux élevés de fil pourront notamment donner lieu à une déformation des stries de couleur ou à un chevauchement des stries conduisant davantage à des taches de couleur qu'à des stries de couleur discrètes. De manière inattendue, un pourcentage compris entre 5 et 10 % permettra déjà d'obtenir un bon impact visuel sans aspect surchargé. La quantité finale est également fonction des couleurs utilisées, de l'épaisseur et/ou de la longueur des bouts de fil, ainsi que de l'aspect visuel recherché par les concepteurs.
Facultativement, le feutre aiguilleté comprend en outre un liant, de préférence des fibres liantes, de préférence encore des fibres liantes bi-composantes. Des fibres liantes mono-composantes ou bi-composantes sont de préférence utilisées comme fibres liantes, de préférence des fibres bi-composantes à structure âme-gaine, la gaine étant composée d'un polyester dont le point de fusion est plus bas que celui de l'âme. De préférence, une fibre liante bi-composante CoPET/PET ou une fibre liante en polypropylène est utilisée, de préférence du même type de matériau que les fibres et les bouts de fil.
Le moulage thermique au moins du feutre aiguilleté pour lui conférer la forme voulue provoque la fusion des fibres liantes ou de la gaine des fibres liantes pour former des gouttelettes qui lient entre elles des fibres adjacentes. L'utilisation d'un liant en plus de l'aiguilletage pour consolider la couche de feutre aiguilleté peut accroître la rigidité du feutre aiguilleté, ce qui est avantageux dans certaines applications, notamment dans les zones qui sont soumises à des forces de compression. Toutefois, dans la mesure où l'aiguilletage lie déjà les fibres et les bouts de fil entre eux, il n'est pas nécessaire d'utiliser un liant pour le feutre aiguilleté selon l'invention.
De préférence, les composants du feutre aiguilleté, des fibres discontinues, des bouts de fil et du liant facultatif sont à base de polyester, de préférence un polymère ou un copolymère de polyester ou une combinaison d'un polymère et d'un copolymère de polyester sont utilisés, de préférence soit un poly(téréphtalate d'éthylène), PET, soit un poly(téréphtalate de butylène), PBT, soit un autre polyester à base de téréphtalate.
Le feutre aiguilleté selon l'invention pourra être utilisé comme couche de surface visuelle de panneaux de porte, de pièces de revêtement de sol, de tapis de sol, de plages arrière, de doublure de coffre ou de compartiments de rangement avant, de pièces d'habillage, de housses de dossier de siège. En couche unique, avec ou sans liant et, s'il y a lieu, en combinaison avec une ou plusieurs couches.
Au moins une des couches suivantes ou au moins un des matériaux suivants pourront être combinés pour former une pièce pour automobile : une couche de mousse ou de feutre, une couche de film, une couche barrière thermoplastique, un matériau noyau rigide notamment du carton, des plaques en nid d'abeilles.
Le feutre aiguilleté pourra être moulé thermiquement selon une forme 3-D, seul ou en combinaison avec des couches supplémentaires. La combinaison de couches pourra être combinée par moulage thermique, facultativement en incorporant des couches adhésives afin d'assurer un collage de surface à surface ou une lamination des couches entre elles.
De manière inattendue, la mise en forme 3-D et/ou le moulage du feutre aiguilleté avec ou sans liant et avec ou sans couches supplémentaires n'ont pas d'incidence négative sur les stries de couleur ou leur répartition.
Le procédé de fabrication de la couche de feutre aiguilleté selon l'invention comprend les étapes suivantes
- formation d'un mélange de fibres préalablement amalgamées comportant les bouts de fil par mélange et amalgame préalable des fibres de base et du liant avec des bouts de fil dans une ligne d'amalgame de fibres classique. La ligne pourra comporter des ouvreuses de balles, des unités de mélange et d'amalgame ainsi que des systèmes de dosage tels que des dispositifs de pesée de manière à obtenir la combinaison correcte de fibres. De préférence, au moins 5 % en poids de bouts de fil par rapport au poids final sont ajoutés. De préférence, un liant sous forme de fibres liantes ou de fibres bi-composantes est utilisé. De préférence, entre 10 et 30 % de fibres bi-composantes en poids sont utilisés comme liant dans l'amalgame final.
- cardage du mélange préalablement amalgamé pour former un voile fibreux. Le voile fibreux ainsi obtenu à la sortie de la carde est ensuite nappé et aiguilleté pour former la couche de moquette en feutre aiguilleté finale.
De manière inattendue, des bouts de fil peuvent être nappés conjointement avec les fibres discontinues sans entraîner de désintégration complète en mono-filaments, les bouts de fil n'étant qu'en partie effilochés et formant des stries de couleur dans l'ensemble de la couche de feutre. L'avantage est que le feutre peut être moulé, le matériau étant étiré et doté d'une forme tridimensionnelle sans pour autant perdre son esthétique de surface attrayante créée par les stries de couleur, orientées et disposées de manière aléatoire, formées par les bouts de fil.
Sous l'effet de la carde et l'aiguilletage, les bouts de fil ne sont plus juste des bouts de fil plus ou moins rectilignes, mais forment des stries de couleur en partie effilochées incorporées aux fibres de base et liées sous l'effet des aiguilles.
La longueur finale des stries est également fonction de la carde utilisée et du réglage de la carde ainsi que de la garniture de la carde. De préférence, un type de carde non tissé est utilisé, avec une garniture – à savoir les dents sur le rouleau principal et les rouleaux secondaires de la carde ainsi que sur les outils de cardage statiques autour des rouleaux – choisie pour faire en sorte que les bouts de fil ne soient pas déchiquetés sous l'effet de la carde. On veillera donc à sélectionner un réglage global moins agressif. L'objectif est d'amalgamer les bouts de fil dans la couche de feutre fibreuse à la sortie de la carde sans désintégration complète des bouts de fil en mono-filaments.
Ce feutre aiguilleté pourra être utilisé seul ou en combinaison avec d'autres couches pour former des pièces pour automobile. À cette fin, le feutre aiguilleté et d'autres couches facultatives pourront être moulés pour former une structure de moquette ou une pièce d'habillage pour automobile destinée à être utilisée pour recouvrir la surface de la caisse en blanc de la voiture, par exemple comme revêtement de plancher, moquette de coffre, pièces d'habillage, housse de dossier de siège ou panneaux de porte.
Le feutre aiguilleté divulgué selon l'invention est doté d'un motif non directionnel, offrant la liberté de fabriquer les pièces pour automobile ou un ensemble de pièces pour automobile sans contrainte quant à leur positionnement sur le feutre aiguilleté du fait du caractère aléatoire du motif. Ceci permet d'optimiser l'utilisation de découpes de feutre aiguilleté et de réduire les chutes de déchets. Il est possible de choisir le matériau pour tous les composants, pour les rendre ainsi identiques ou compatibles et permettre par exemple leur recyclage dans les processus de filature des fibres.
D essins
FIG. 1représente une photographie en noir et blanc d'un exemple d'une surface d'un feutre aiguilleté selon l'invention.
FIG. 2représente une pièce de revêtement de plancher pour automobile dotée d'un feutre aiguilleté selon l'invention.
FIG. 3représente un schéma du procédé de fabrication d'un feutre aiguilleté selon l'invention.
FIG. 4représente une photographie d'une lisière, déchet de fabrication textile, montrant comment récupérer de longues fibres non endommagées.
LaFIG. 1montre une photographie en noir et blanc d'une surface 1 d'un feutre aiguilleté selon l'invention. Le feutre aiguilleté d'origine a été élaboré à partir de fibres discontinues noires et 8 % en poids de bouts de fil provenant de chutes de tissu de siège de voiture dans 3 couleurs différentes, à savoir du rose, du jaune et du bleu, sensiblement coupés à la même longueur. Les stries de couleur 2 visibles sur la surface 1 du feutre aiguilleté présentent des tailles et des motifs différents mais se détachent nettement du fond en fibres noires. De manière inattendue, la touffe de filaments formant les bouts de fil est en partie effilochée mais est restée sensiblement compacte pour former les stries de couleur.
L'exemple de laFIG. 1a été soumis à un essai d'abrasion et, s'il n'est pas surprenant que l'abrasion ne soit globalement pas influencée par les bouts de fil, il est toutefois inattendu qu'il n'y ait pas eu non plus de dégradation précoce de la qualité visuelle. L'abrasion n'a eu aucun effet visible sur l'aspect des bouts de fil, qui n'ont été ni endommagés ni arrachés de la surface.
LaFIG. 2montre un exemple d'une utilisation possible du feutre aiguilleté 1 dans une pièce 3 de revêtement de plancher pour automobile, en combinaison avec une couche de découplage 5 et, facultativement, avec une couche adhésive 4 permettant de laminer les deux couches ensemble. La pièce 3 de revêtement de plancher est moulée avec toutes les couches ensemble selon la forme classique requise pour recouvrir un plancher dans la voiture, comportant dans ce cas une console centrale ou un canal central, le côté gauche et le côté droit du canal formant le côté gauche et le côté droit de l'habitacle dans le sens de la longueur de la voiture.
LaFIG. 3montre le procédé de formation d'un feutre aiguilleté selon l'invention, comprenant les étapes de
- mélange et amalgame des bouts de fil A avec les fibres de base B et, facultativement, avec le liant C [200] ;
- cardage du matériau ainsi amalgamé pour obtenir un voile fibreux [300] ;
- nappage du voile fibreux [400] ;
- aiguilletage du voile fibreux pour obtenir un feutre aiguilleté, les bouts de fil formant des stries de couleur dans l'ensemble du feutre aiguilleté [500].
Les bouts de fil A pourront provenir d'une étape supplémentaire, par exemple de découpe de déchets textiles D en petits bouts de taille à peu près égale et de déchirement des bouts en bouts de fil lâches A sans déformation sensible du fil [100]. On pourra de préférence utiliser des déchets textiles issus du tissu de siège de voiture.

Claims (10)

  1. Feutre aiguilleté destiné à former la couche de surface de pièces pour automobile, comprenant un voile fibreux cardé, nappé et aiguilleté, le voile fibreux comprenant des fibres discontinues, caractérisé en ce que le voile fibreux comprend en outre des bouts de fil présentant au moins une couleur distincte de celle des fibres discontinues, amalgamés dans les fibres en formant le voile, et les bouts de fil n'étant que partiellement ouverts et formant des stries de couleur dans l'ensemble du feutre aiguilleté.
  2. Feutre aiguilleté selon la revendication 1, les bouts de fil étant longs d'au moins 2,5 cm, de préférence longs de 3 à 10 cm, de préférence longs de 3 à 6 cm.
  3. Feutre aiguilleté selon l'une des revendications précédentes, le voile fibreux comprenant un liant, de préférence des fibres liantes sous forme de fibres mono-composantes ou bi-composantes.
  4. Feutre aiguilleté selon les revendications précédentes, les bouts de fil et/ou les fibres discontinues et/ou le liant étant à base de polyester, de préférence de polyester à base de téréphtalate, ou de polyamide, de préférence de polyamide 6 ou 6.6 ou de polyoléfine, de préférence de polypropylène.
  5. Feutre aiguilleté selon l'une des revendications précédentes, les bouts de fil constituant au moins 3 % en poids de la couche, de préférence entre 5 et 40 % en poids de la couche, de préférence entre 5 et 20 % en poids de la couche.
  6. Feutre aiguilleté selon l'une des revendications 3 à 5, le voile fibreux comprenant en outre au moins 10 à 30 % en poids de la couche de fibres liantes.
  7. Procédé de formation d’un feutre aiguilleté selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les bouts de fil sont obtenus à partir de déchets de tissu, de préférence de déchets provenant de la fabrication de pièces d'automobile, notamment du tissu de siège.
  8. Procédé de formation d'un feutre aiguilleté selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant les étapes de
    - mélange et amalgame de bouts de fil avec des fibres discontinues et, facultativement, avec un liant ;
    - cardage du matériau ainsi amalgamé pour obtenir un voile fibreux ;
    - nappage du voile fibreux ;
    - aiguilletage du voile fibreux pour obtenir un feutre aiguilleté, les bouts de fil formant des stries de couleur dans l'ensemble du feutre aiguilleté.
  9. Procédé selon la revendication précédente, comprenant en outre l'étape de découpe de déchets textiles en petits bouts de taille à peu près égale et de déchirement des bouts en bouts de fil lâches sans déformation sensible du fil.
  10. Procédé selon la revendication 9, les déchets textiles étant des chutes de déchets issues de la fabrication de housses de siège pour automobile.
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