Brevet FR2015660A1 — publié le 19700430

La présente invention se rapporte à un procédé pour le moulage par injection d'objets en matière plastique etaconcerne plus spécialement un procécé de moulage par injection en plusieurs passes, selon lequel un premier élément est moulé par injection de matière plastique et un second élément en matière plastique est ensuite moulé par injection contre. le premier élément, ce dernier servant alors de surface de moulage, d'une manière permet; tant une séparation ultérieure des éléments l'un par rapport à l'autre. te moulage par injection de matière plastique en plusieurs passes est connu et a été utilisé jusqu'ici pour le moulage d'objets en matière plastique au cours de plusieurs opérations de moulage séparées. Toutefois,- suivant les procédés connus, -les parties de l'objet fini moulées de façon indépendante ne sont pas destinées à être séparées l'une de l'autre, et lå~partie qui a d'abord été moulée n'a -ras non plus une surface s'adaptant à la forme finale de l'élément qui est-ensuite moulé directement sur elle et qui doit en être ultérieurement sépare.En conséquence, une différence importante entre le procédé suivant l'invention et le procédé selon la technique antérieure réside dans l'utilisation d'opérations de moulage successives à l'intérieur d'une seule et meme cavité de moulage et dans la faculté de séparation des éléments l'un par rapport à l'autre. Cette différence permet un moulage effectif de nombreux objets de formes différentes, qui ne pouvaient être produits jusqutici qu'en utilisant un équipement complexe et comateux et par des procédés demandant beaucoup de temps. te procédé de moulage suivant l'invention présente de nombreuses applications dans l'industrie des matières plastiques, y. compris le moulage par injection d'objets en plusieurs éléments pouvant #tre.séparé.s, de meme que.d'objets en une seule pièce de forme irrégulière.- A titre exemple, on peut réaliser de façon économique, par le procédé suivant l'invention, des couvercles ou fermetures inviolables de recipients en plusieurs éléments, assurant une fermeture hermétique du récipient. Outre son utilisation pour la fabrication de couvercles ou bouchons formés de plusieurs éléments ou d'autres objets analogues également constitués par plusieurs éléments, le procédé suivant l'invention peut être utilisé pour le moulage par injection d'objets ou de pièces présentant des parties en contre-dépouille ou d'autres surfaces complexes et irrégulières.A l'heure actuelle, le moulage par injection d'objets présentant des parties en contre-d#épouille nettement prononcées demande beaucoup de temps et est coûteux, et il ne se prête pa#s par conséqu#ent à une fabrication en série pour l'obten- tion de produits de faible prix. Au contraire, le procédé suivant l'invention permet la fabrication de--ces objets d'une manière économique, avec I'équipement,de moulage existant- à l'heure actuelle. Le procédé suivant l'invention peut entre mis en oeuvre en injectant une matière plastique à l'état plastifié dans une cavité de moulage, entre plusieurs parties de moule ou de matrice, en permettant le durcissement et la solidification de la matière plastique, en enlevant l'une de-s- parties du moule tout en maintenant l'objet fraîchement moulé en matière plastique dans l'autre partie du moule, puis en amenant - une -troisième - partie de moule en contact avec la partie du moule qui contient#l1objet, afin de ménager ainsi une autre cavité de moulage qui est partiellement délimitée. par l'objet en matière plastique fraîchement moulé.Une autre matière plastique à l'état plastifié, qui n'établit pas une liaison avec la première matière plastique--, .est#ensuite injectée dans la cavité de moulage nouvellement formée. Quand le second élément moulé est durci-et solidifié, les-parties du moule sont séparées et le premier et le second éléments sont démoulés sous forme d'un ensemble unitaire. On constate que, bien que le premier et. le second éléments puissent être séparés l'un de l'autre sans endommage ment, ils ne peuvent pas se séparer de fa#on intempestive.Lorsque ce nouveau procédé est utilisé pour produire des parties en contre-dépouille ou d-'eutres surfaces complexes dans l'objet moulé au cours de la seconde opération, le premier élément peut être constitué judicieusement--par-unê matière#élastomè- re ou autre matière flexible, afin de. faciliter-- sa -séparation par rapport au second élément après le moulage-.Pour certaines utilisations, le premier élément-moulé peut présenter une partie conformée de façon à établir une liaison-mécanique entre ce premier élément et le second élément moul.é-, et les avantages d'un tel a agencement s?ront décrits en en dét-atl -plus loin. Afin de permettre la séparation mutuelle des éléments en matière plastique moulés au cours des opérations de moulage successives, on peut. utiliser diverses techniques. A titre d'exemple on peut; utiliser pour 1es deux opérations de moulage des matières plastiques ayant des points de fusion différents. Dans ce cas, le premier élément est moulé à#l'aide de la matière plastique ayant le point de fusion le plus élevé et la seconde matière plastique est moulée à une température qui d-épasse son propre point de fusion mais qui est nettement inférieure au point de fusion de la première matière plastique.Dans certains cas, un agent de décollement ou de séparation, par exemple un silicone, peut Qtre pulvérisé sur la totalité ou sur une partie de la surface du premier élément moulé, qui sert de surface de moule pendant le moulage du second élément. Comme indiqué précédemment, le procédé suivant l'invention permet la fabrication de divers objets d'une manière économique, A titre d'exemple, les trous des tétines utilisées pour nourrir les enfants en bas âge ont été produits jusqurici en perforant la tétine moulée au cours d'une opération préalable. Le procédé de moulage par injection en plusieurs passes suivant l'invention per met la formation par moulage des trous dans les tétines, d'une manière qui évite complètement la perforation ultérieure. Suivant le procédé faisant l'objet de l'invention, le premier élément moulé forme le noyau qui est utilisé pour le moulage du trou ou de la cavité au cours de la seconde passe. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux compren dre l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation d'un récipient souple ou flexible comportant une fermeture- obtenu, suivant l'invention. La fit. 2 est une vue en coupe du couvercle ou de la fermeture du récipient que montre la fig. 1. La fig. 3 est une vue analogue à- la fig. 2, le capuchon de protection étant enlevé. La fig. 4 est une vue en coupe à plus grande échelle correspondant à une partie de la fig. 2. La fig. 5 est une vue à plus grande échelle correspondant à une partie de la fig. 30 La fig. 6 est une vue en coupe d'une partie d'une presse de moulage utilisée pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. La fig. 7 est une vue en coupe d'une autre tétine et d'un capuchon protecteur obtenus suivant l'invention. Si l'on se reporte aux dessins et plus spécialement aux fig. 1 et 2, on voit qu'on a représenté un biberon 15 ainsi que la tétine obtenue par le procédé suivant l'invention. L'ensem ble formant bouchon et tétine est désigné par la référence 17; il est fixé de façon hermétique sur l'orifice circulaire prévu à la partie supérieure d'un emballage souple 19, qui est destiné à contenir un fluide servant à l'alimentation d'un enfant en bas âge et qui est fermé de façon hermétique à son extrémité inférieu re en 21c Comme cela est mieux visible sur la fig. 2, l'ensemble 17 comprend un capuchon protecteur non perforé 22, qui est obtenu au cours d'un procédé de moulage par injection, et une tétine 24, qui est en matière plastique élastomère et relativement molle et qui est également produite au cours d'une opération de moulage par injection.Comme décrit plus en détail plus loin, le capuchon protecteur est moulé par injection au cours d'une première opération et comprend un téton 26 s'étendant vers le bas, solidaire de ce capuchon et ménageant l'orifice ou le trou de pas sage du produit lorsque la tétine 24 est moulée directement dans ce capuchon 22 au cours d'une opération de moulage par inJection ultérieure. Etant donné qu'à l'état fluide, au cours de l'opération de moulage par injection, la matière plastique 24 est relativement chaude, la surface inférieur du capuchon 22 qui s'adapte étroitement à la surface extérieure de la tétine 24 est stérilisée, et l'ajustage troit réalisé entre les deux éléments moulés maintient une condition aseptique jusqu'S ce que le capuchon 22 soit enlevé de façon à exposer la tétine 24 et à permettre son utilisation.Pendant le moulage de la tétine 24, le téton 26 dirigé vers le bas, prévu sur le capuchon 22, sert de noyau autour duquel la matière plastique s'écoule de façon à ménager par moulage l'orifice de passage du produit à l'intérieur de lq tétine, au moment de sa fabrication. Un avantage important de cette caractéristique réside dans le fait qu'un nouveau noyau destiné à former le trou de la tétine est obtenu pour chaque passe et que le problème antérieur d'endommagement des noyaux est ainsi évité. Le reste de la tétine 24 et du capuchon 22 peut présenter n'importe quelle configuration désirée. La tétine 24 et le capuchon 22 sont par suite moulés tous deux par injection de matière plastique, et il est important que cette opération soit effectuée de telle sorte que les éléments séparés ne soient pas réunis par adhérence. On peut parvenir à ce résultat en moulant le capuchon 22 à l'aide d'une matière plastique ayant un point de fusion nettement supérieur à celui de la matière formant la tétine 24 et dont la température dépasse celle de la tétine 24 lorsque celle-ci est moulée par injection. A titre d'exemples de types de matière plastique pouvant etre utilisés à cet effet, le capuchon 22 peut être formé par du poly propylène et la tétine 24 peut être en acétate d'#thyl-vinyle, vendu par la Société E01. duPont de Nemours & Co., sous la dénomination E.V.A. Le téton en saillie 26 prévu sur la surface interne du capuchon 22 peut avoir des formes différentes, mais lorsqu'non très petit trou doit 8tre prévues le second élément, moulé dans le premier élément, une forme conique paraît désirable. On a représenté sur la fig. 3 une tétine 24 après ltenlè- vement du capuchon 22o Suivant ce mode de réalisation de l'invention, une amorce de rupture ou ligne d'affaiblissement circulaire entoure le capuchon 22 vers son bord inférieur, et la partie marginale annulaire 30 du capuchon est noyée dans la partie inférieure de la tétine 24, à laquelle elle est en conséquence reliée mécaniquement, de sorte que seule la partie du capuchon qui se trouve au-dessus de la ligne d'affaiblissement 28 peut être enlevée, Sur la fig. 3, la tétine 24 est représentée alors que la partie supérieure du capuchon 22 a été enlevée, ce qui supprime ainsi l'herméticité de l'emballage et découvre l'orifice permettant le passage du produit.L'ensemble formant bouchon et tétine 17 est inviolable en ce sens que l'observation permet de déterminer aisément si le capuchon a été enlevé au préalable. La fig. 5 est une vue à une échelle nettement agrandie montrant l'orifice de passage 32 prévu dans la tétine et découvert lorsque le capuchon 22 a été enlevé. Cet orifice 32 est #adapté à la forme du téton 26 prévu sur le capuchon 22. Par suite, le téton 26 sert de noyau pendant l'opération de moulage et il agit ultérieurement, en combinaison avec le capuchon, pour maintenir l'orifice de passage à un état aseptique pendant la manutention de l'ensemble formant bouchon et tétine, avant le remplissage et la fermeture hermétique, Tes avantages du procédé de moulage par injection suivant l'invention seront mieux compris dans le cas de l'utilisation de moules à cavités multiples, pour le moulage simultané de~plusieurs pièces ou éléments.On a représenté en coupe transversalè sur la fig. 6 la partie centrale d'une presse de moulage par injection comportant un système d'alimentation à vis multiples ou d'un autre type. Pour plus de facilité, on a montré simplement quatre cavités de moulage et les noyaux associés sur la fig. 6, mais les techniciens spécialisés dans ce domaine comprendront que la partie de moule visible sur la fig. 6 comprend norxalement au moins vingt-quatre cavités et noyaux associés. Si l'on se reporte à la fig. 6, on voit qu'on a représenté une partie d'une double presse de moulage par injection à vis, Comme visible, la presse comprend un plateau de serrage 50 dans lequel sont usin#és des trous 52 et 53 profilés en vue de la réception des extrémités de plusieurs buses d'injection 54 et 55 Ce plateau de serrage 50 est bloqué ou fixé d'une autre manière sur une platine 56 qui est percée pour la réception des buses et qui est entrarnée par un moteur dans la direction verticale; Sur le plateau de serrage 50 repose un plateau de distribution chaud ou isole comportant plusieurs orifices 59 et 60 pour la formation de carottes, prévus dans l'alignement des orifices 52 et 53 permettant l'arrivée de la matière plastique aux cavités de moulage.On comprendra que des buses séparées ne sont pas nécessaires pour chaque cavité de moulage et que, suivant les techniques de moulage actuelles, une buse unique peut réaliser l'alimentation en matière plastique d'un système distributeur prévu dans le plateau 57, afin de fournir ainsi de la matière plastifiée à la totalité des cavités de moulage associées, Des organes convenables, connus dans cette technique, sont prévus de telle sorte que la température à l'intérieur des orifices de distribution et de formation de carottes soient maintenue à une valeur supérieure au point de fusion de la matière plastique. Par suite, la matière plastique qui se trouve dans les trous 59 et 60 demeurent constamment à ltétat fluide. Une plaque formant moule 62 est disposée au-dessus de la plaque 57 et est montée séparément à celle-ci pour permettre la rotation du moule 62 par rapport aux plaques 57set 50 et aux buses d'injection 54 et 55, autour d'un axe vertical qui est désigné par la référence 64o Le moulé 62 est muni de plusieurs cavités 66 dont quatre seulement sont représentées sur la fig. 6, mais qui sont utilisées pour former la surface extérieure. du capuchon 67 de l'ensemble formant tétine. Un trou 68 s'étend partir de la base de chacune des cavités 66, pour former un canal à travers lequel la matière plastique est injectée pendant le moulage des capuchons 67.Une seconde partie de moule ou plaque à noyaux 70, qui est montée sur une platine 71 entraînée par un moteur et déplaçable verticalement, est disposée au-dessus de la plaque ou du moule 62 et comprend un jeu de noyaux 72 qui sont adaptés à la forme des cavités 66 disposées de façon à recevoir la matière plastique à partir de la buse 54. Comme montré, chaque noyau 72 coopère ainsi avec l'une des cavités 66 pour former une enceinte en vue du moulage d'un capuchon 67. En outre, les noyaux 72 présentent chacun une forme superficielle s'adaptant à celle du second élément ou de la tétine 73 qui est ensuite moulée directement dans le capuchon 67 au cours de l'opération de moulage suivante. Quand les capuchons 67 ont été moulés par injection de matière plastique à partir des buses 54, à travers les orifices alignés 52, 59 et 68 ou à travers des canaux d'alimentation convenables, jusque dans les espaces de moulage ménagés entre cha que cavité 66 et le noyau associé #2, ces capuchons fraîche- ment moulés peuvent durcir et la plaque formant noyau 68 est en suite soulevée pour dégager les noyaux 72 desdits capuchons mou lés 67, qui demeurent dans les cavités 66.Les techniciens spécialisés dans ce domaine comprendront que la plaque à noyaux 70 peut être soulevée par la commande de la platine sur laquelle elle est montée Selon la matière plastique particulière utilisée et selon la forme des éléments, divers moyens connus dans cette technique peuvent être utilisés pour retenir les premiers éléments moulés ou capuchons 67 dans les cavités associées lorsque les noyaux sont dégagés. Lorsque les noyaux 72 ont été dégagés de cette manière, le moule 62 subit une rotation sur 1800, pour amener les cavités 66 contenant les capuchons fralchement moulés 67 dans l'a lignement d'un second jeu de noyaux 74 portés par la plaque 70. Cette rotation du moule 62 amène également d'autres jeux de cavités de moules dans l'alignement des buses 54 et des noyaux 72. Chacun des noyaux 74 a un profil qui est adapté à la surface interne désirée pour la tétine et qui peut, comme montré sur la fig, 6, ménager une partie de cavité annulaire 75 dans laquelle les surfaces interne et externe de forme générale cylindrique au rebord de la tétine 73 sont moulées. Lorsque le moule 62 est repéré de cette manière, un jeu de canaux formant carottes 76 est aligné avec l'orifice 70 prévu dans la plaque de distribution 57 et avec un canal 78 ménagé dans la plaque à noyaux 70, qui alimente les espaces de moulage ménagés entre les noyaux 74 et les surfaces supérieures des capuchons préalablement moulés 67.La matière plastique provenant de la buse 55 peut maarì tenant être injectée dans la cavité ménagée partiellement par le capuchon 67, afin d'assurer le moulage dans cette cavité de la tétine 73. On comprendra que les capuchons 67 peuvent être moulés dans un jeu de cavités 66 simultanément au moulage des tétines 73 dans l'autre jeu de cavités. En conséquence, après le premier cycle de la machine, chaque fois que le moule 62 est amene à la position suivante et que la plaque 70 assure une fermeture par descente, les deux vis de la machine agissent pour injecter les matières plastiques respectives à travers la plaque 57, go- que dans les cavités de moulage correspondantes.Par ailleurs, pendant ce nouveau déplacement du moule 62, les ensembles formant capuchon et tétine sont éjectés, de sorte que les cavités qui viennent se placer dans l'alignement des noyaux 72 sont vides Dans le système de moulage que montre la fig. 6, le moule 62 est déplacé dé 1800 afin d'amener les cavités contenant les capuchons au poste de moulage des tétines, et les ensembles formés par les capuchons et les tétines sont éjectés des-cavités après le moulage des tétines et avant que les noyaux 72 ne soient introduits dans les cavités. toutefois, l'invention s' applique aux systèmes dans lesquels le moule est amené par déplacement dans diverses positions, par exemple dans des positions écartées de 9 l'une de l'autre, afin de ménager un poste d'éjection et de fourw nir un certain retard, permettant de disposer d'un laps de temps additionnel pour le durcissement des capuchons en matière plastique avant leur utilisation comme moules pour former les tétines. Lorsque d'autres objets ou pièces de forme doivent être moulés par l'application du procédé suivant l'invention, on peut prévoir des nombres encore plus grands de positions de repérage, pour pen mettre une utilisation maximum de l'espace du moule. On constate que, dans l'ensemble formé par un capubhon et une tétine tel que visible sur la fig. 6, le capuchon 67 n'est pas verrouillé mécaniquement sur la tétine, néanmoins ces élément ne peuvent pas se séparer de façon intempestive à cause de la faible succion qui s'exerce entre des pièces moulées l'une sur l'autre. lorsque le capuchon 67 doit 8tre enlevé de la tétine 73, il suffit de pincer le bord de celle-ci afin de supprimer le vide entre le capuchon et ladite tétine, après quoi ce capuchon peut être aisément enlevé pour exposer la surface extérieure de la tétine et découvrir l'orifice qu'elle présenté. Si l'on se reporte maintenant à la fig. 7 on voit qu'on a représenté un autre ensemble comportant un capuchon et une tétine suivant l'invention et présentant une contre-dépouille annulaire, ainsi que des parties coopérant entre elles, prévues sur le capuchon et sur la tétine, pour réaliser un interverrouillage mécanique entre eux. Comme représenté, l'ensemble 75 comprend un capuchon protecteur non perforé 77 dans lequel une tétine 79 est moulée par injection. Le wWpuchon 77 a, d'une façon générale, une forme de cuvette et comprend un téton 81 orienté vers le bas, disposé axialement et autour duquel l'orifice de passage de la tétine est produit par moulage.Le capuchon 77 comprend en outre un rebord annulaire 83 dirigé vers le bas, muni d'une gorge annulaire peu profonde 85 qui est noyée dans la paroi annulaire 87 de la tétine. L'interverrouillage mécanique ainsi réalisé entre le capuchon 77 et la tétine 79 évite la séparation intempestive du capuchon lorsque la succion entre les deux éléments est insuffisante à cet effet. Lors du moulage de l'ensemble 75, des éjecteurs formés par des axes ou par un anneau sont utilisés pour séparer le bord 83 de la cavité dans laquelle il est moulé, afin d'exposer ce bord 83 et la rainure 85 pour permettre le moulage de la tétine 87 dans une relation d'interverrouillage. Bien que l'invention ait été décrite dans le cas de modes de réalisation particuliers, on comprendra que des modifications peuvent y être apportées, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de cette invention, REVEND i CAT IONS 1. Procédé pour la production d'un objet en matière plastique en plusieurs éléments, dont les éléments sont réunis et peuvent être séparés, caractérisé en ce qu'on prévoit un moule ménageant une cavité ent le profil d'un premier élément, on injecte une premièreflplastique plastifiée dans cette cavité pour former ce premier élément, on permet le durcissement de cette matière-plastique, on enlève une partie de ce moule pour exposer une portion de ce premier élément, on remplace la partie ainsi enlevée du moule par un moule ayant un profil différent, qui coopère avec ladite portion du premier élément pour manager une autre cavité de moulages on injecte une seconde matière plastique plastifiée dans cette dernière cavité de moulage, pour mouler le second élément, la première et la seconde matières plastiques étant choisies de telle sorte qu'une liaison ne soit pas réalisée entre le premier et le second éléments, et. on démoule le premier et le second éléments sous forme d'un ensemble unitaire par rapport à la cavité de.moulage0 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on moule ce second élément à une température nettement inférie# re au point de fusion de la première matière plastique. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'on applique un agent de décollement sur la portion exposée du premier élément avant l'injection de la seconde matière plastique. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce qu'on moule une partie en contre-dépouille dans la partie précitée dv premier élément, de sorte qdu- ne liaison mécanique est établie entre le premier et le second éléments. 5. Procédé pour le moulage d'un objet en matière plastique en plusieurs éléments dans une presse de moulage par injection comportant une première et une seconde platines pouvant être aninées d'un mouvement de va-et-vient et un premier et un second dis positifs d'alimentation en matière plastique plastifiée, caractérisé en ce qu'on utilise un moule comportant un certain nombre de cavités présentant chacune le profil désiré, correspondant à la surface extérieure du premier desdits éléments, et une dépression sur la surface interne de ce premier élément, on utilise un moule à noyaux multiples comportant un premier jeu de noyaux adaptés aux cavités sus-mentionnées, pour délimiter des cavités de moulage dans lesquelles les premiers éléments sont moulés par injection, et un second jeu de noyaux appareillés à ces cavités et aux dépressions de la surface interne des premiers éléments, pour ménager des cavités de moulage dans lesquelles les seconds éléments sont moulés par injection, on dispose ces moules dans une relation correspondante et on injecte une matière plastique plastifiée dans lesdites cavités délimitées en partie par le premier jeu de noyaux pour mouler plusieurs premiers éléments, on sépare ces moules et on les déplace pour les amener d'une position à l'autre afin de replacer les premiers éléments fratche- ment moulés et les cavités associées dans une relation appropriée par rapport au second jeu de noyaux, pour définir des cavités de moulage formées par ce second jeu de noyaux et par les dépressiors des premiers éléments. 6o Tétine et capuchon protecteur associé à cette tétine, réalisés par le procédé suivant la revendication 8 ou 9 caractérisés en ce que ce capuchon protecteur présente une protubérance dirigée vers l'intérieur, qui constitue un noyau autour duquel la seconde matière plastique s'écoule pour former un orifice de passage à travers la tétine lorsque cette tétine est moulée, cet orifice étant obturé par le capuchon et par la protubérance prévue sur celui-ci jusqu a ce que ce capuchon soit séparé de la tétine0