Brevet FR2027489A1 — publié le 19700925

-1- 2027489 La présente invention concerne des perfectionnements apportés à la production d'articles stratifiés ou concernant cette production, ainsi que les articles stratifiés ainsi produits. Il a déjà été proposé, pour produire des articles strati-5 fiés à partir de matériaux thermoplastiques, d'injecter successivement deux ou plusieurs charges de matériau thermopïastique dans un moule à travers un orifice commun d'injection. Dans ces procédés, la première charge qui est injectée dans le moule n'est pas suffisante pour remplir la cavité du moule et la cavité est rem-10 plie par l'injection des charges suivantes qui poussent la première charge vers les extrémités de la cavité du moule. Un inconvénient de cette technique est qu'une ligne tend à apparaître à la surface de la pièce moulée finale correspondant à la position dans la cavité du moule du bord de la première charge du matériau thermoplastique 15 avant l'injection des autres charges. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de moulage dans lequel cette ligne n'apparaît pas. Selon la présente invention, la Demanderesse fournit un procédé pour la production de stratifiés comportant au moins deux cou-20 ches de matières résineuses synthétiques, ce procédé comprenant la suite des opérations consistant à injecter au moins_ deux charges de matière résineuse synthétique dans un moule de façon que la seconde charge pénètre jusqu'à l'intérieur de la première charge dans le moule,ce procédé étant caractérisé en ce que la première charge 25 de matière' résineuse synthétique remplit complètement la cavité du moule qui est ensuite élargie pour permettre l'injection de la seconde charge avant que n'ait durci la matière résineuse constituant la première charge. La Demanderesse a trouvé que la façon-la plus commode de 30 s'assurer que, à mesure que la seconde charge est injectée, celle-ci pénètre jusque dans la première charge de matière qui est déjà présente dans le moule, consiste à injecter successivement les matières à travers un orifice commun d'injection. Le moule peut être refroidi pour favoriser et accélérer le 35 durcissement des matériaux thermoplastiques, mais le choix de la température du moule dépend des matériaux mis en oeuvre. La Demanderesse a trouvé que le moule doit de préférence être à une 69 45720 -2- 2027489 température comprise entre 0°C et TOO°C. le procédé de la-présente invention.peut servir à ^produire un stratifié de deux matières résineuses synthétiques quelconques qui peuvent être mises en forme par.des techniques de moulage par 5 injection. Les matières résineuses peuvent être des matières ou matériaux thermodurcissables ou thermoplastiques. Des exemples de résines thermodurcissables appropriées comprennent les résines obtenues par la condensation de phénols et de formaldéhyde et des résines obtenues par la condensation d'urées et de formaldéhyde. 10 Des exemples de résines thermoplastiques appropriées utilisables comprennent des polymères d'a-oléfines comme le polyéthylène, le polypropylène, le polybutène et le poly-(4-méthyl-pentène-1) et des copolymères des oléfines dont ces polymères dérivent ; des polymères et copolymères du chlorure, de vinyle contenant éventuellement un 15 plastifiant ; des polymères et copolymères de styrène, en particulier des copolymères contenant de 1'acrylonitrile, du butadièite et du styrène ; des polymères et copolymères du butadiène, des polymères et copolymères du méthacrylate de méthyle ; et les divers "Nylons", en particulier le "Nylon .66" . Le choix des matériaux à partir des-20 quels on doit fabriquer le stratifié va dépendre de l'utilisation à laquelle l'article est destiné. Le procédé de la présente invention fournit, cependant,1 un moyen particulièrement utile de produire des articles stratifiés comportant une âme ou un.noyau.de matériau: relativement, bon marché entouré d'.une bonne surface externe. 25 Par exemple, le noyau peut être en un matériau thermoplastique contenant une charge,- alors que la peau externe peut être constituée d'une matière pouvant fournir n'importe quel fini de surface voulu . Si le procédé sert à produire des pièces des carrosseries des véhi-.cules à moteur, une peau rigide externe va être nécessaire et le 30 polypropylène muni d'une charge est une résine particulièrement bonne, permettant de former la peau externe et -cette résine peut commodément servir comme première charge de matière -dans le procédé de la présente invention.. Cependant, s'il est nécessaire de.réaliser une pièce moulée flexible ou souple, par exemple pour .le-gar-35 nissage intérieur d'un. véhicule automobile, un polymère de chlorure de vinyle plastifié va convenir éminemment bien comme couche externe de la pièce moulée. 69 45720 2027489 -3- Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, la seconde charge de matière résineuse synthétique contient un agent de gonflement. Lragent de gonflement peut être un solide qui se décompose par chauffage pour donner un gaz qui fait mousser 5 la matière résineuse ou bien il peut être un liquide qui se vaporise sous l'effet du chauffage pour faire mousser la matière résineuse. Lorsque la seconde charge est constituée d'une matière capable de mousser, la cavité du moule peut être élargie à un degré suffisant, après l'introduction de la première charge, de 10 façon que le moule soit complètement rempli lorsque la seconde charge a moussé dans le moule. En variante, et selon une façon préférable d'opérer, la cavité peut être élargie suffisamment pour permettre l'introduction de la quantité voulue de la seconde charge n'ayant pas moussé, de façon à remplir le moule qui est alors élar-15 gi de nouveau de façon à permettre le moussage de la seconde charge. On préfère utiliser le second terme de ces alternatives car il assure une structure plus régulière des cellules dans l'âme ou noyau de l'article moulé et il produit également un article ayant un fini de surface supérieur. Dans ce mode de réalisation, la matière 20 moussable doit être injectée sous une pression suffisante et à une vitesse suffisante, afin d'éviter que la matière ne mousse avant le remplissage du moule. Des vitesses et pressions normales pour le moulage par injection se sont avérées être satisfaisantes. L'élargissement ou agrandissement de la cavité du moule 25 après l'injection de la première charge peut s'effectuer selon l'une des deux façons suivantes. On peut réduire la force de serrage maintenant ensemble les deux moitiés du moule suffisamment pour que la pression d'injection refoulant par force la seconde charge à l'intérieur du moule refoule les deux moitiés du moule en les 30 séparant et en élargissant ou agrandissant ainsi la cavité du moule. En variante, la cavité du moule peut être particulièrement élargie ou agrandie avant qu'une fraction quelconque de la seconde charge ne soit introduite dans le moule. Si le moule doit être ensuite élargi après l'injection de la seconde charge de matière pour permettre à 35 cette charge de mousser, cet agrandissement supplémentaire peut être effectué de diverses façons. Le moule peut être ouvert par qielque force externe qui peut instantanément élargir ou agrandir 69 45720 2027489 -4- la cavité au degré voulu ou bien qui peut progressivement élargir la cavité. En variante, la pression de fermeture maintenant-les moitiés du moule ensemble peut être réduite de façon que la pression des gaz formés sous l'effet de la température de décomposition 5 de l'agent de moussage ou de gonflement agrandisse la cavité du moule ; dans ce cas également la pression de serrage ou de fermeture peut être progressivement réduite, ce qui permet une dilatation progressive de la cavité du moule ou cette pression peut être réduite instantanément, ce qui permet une dilatation soudaine. 10 Le dessin ou la conception du moule doit être tel $u*il y ait une perte minimale de matière du moule durant le cycle de moulage, en particulier lorsque les matières sont soumises à une pression élevée, la Demanderesse a trouvé que conviennent particulièrement bien des moules du type généralement connu sous le nom 15 de moules à échappement vertical. La dimension et la forme de la cavité du moule dépendent de l'article produit, mais sont particulièrement utiles des moules du type normal dont l'épaisseur * ^ maximale de la cavité est inférieure à 25» 4 mm,/de préférence est comprise entre 2 mm et 10 mm d'épaisseur. 20 Dans un mode de réalisation de la présente invention, on peut réduire le volume de la cavité du moule après l'injection de la première charge avant d'agrandir ce volume pour permettre l'introduction de la seconde charge. Cette réduction du volume peut être réalisée en augmentant la pression de fermeture maintenant ensem-25 ble les deux moitiés du moule, ou dans le premier cas les faces du moule peuvent être maintenues séparées par des cales insérées entre ces faces et ces cales peuvent être enlevées de façon que le volume de-la cavité du moule soit réduit par les forces de serrage. Le procédé de la présente invention est de préférence mia 30 en oeuvre dans une machine dans laquelle les matières résineuses synthétiques sont introduites dans le moule en passant par un trou de coulée commun auquel parvient l'alimentation en matières provenant d'une machine séparée de moulage par injection. Une soupape peut commodément être prévue à la jonction des canaux provenant 35 des deux machines pour commander l'introduction de la matière pouvant entrer dans le trou de coulée à n'importe quel moment. Le moa-vement des machines comprenant la commutation de la soupape, le 69 45720 -5- 2027489 mouvement des plongeurs des machines à mouler et l'ouverture du moule comprend une séri§&'opérations qui doivent être toutes synchronisées de façon que la cavité du moule soit élargie ou agrandie, soit avant l'injection de la seconde charge, soit en vertu de l'in-5 jection de la seconde charge. De façon similaire,si le moule doit encore être élargi ou agrandi pour permettre le moussage de la seconde charge de matière, ce nouvel élargissement ou agrandissement du moule doit être inclus dans la programmation de la machine. Le procédé de la présente invention peut servir à produire 10 une grande variété d'articles. Par exemple, on peut préparer des articles présentant une peau rigide ou une peau flexible. Des exemples d'articles présentant une peau rigide comprennent des articles articles pour l'ameublement et des panneaux qui peuvent être des panneaux de construction ou des panneauszfrour former des car-15 rosseries de véhicules à moteur et de train s.Des exemples d'articles présentant une peau flexible comprennent des pièces de la garniture intérieure des véhicules ou automobiles à moteur, des wagons de chemin de fer, des caravanes, des aéroplanes et une large variété d1*autres applications. Dans un mode de réalisation de l'invention, 20 une partie au moins d'une ou plusieurs des parois de la cavité du. moule peut être revêtue d'une chemise ou insertion amovible avant l'injection des matières ou matériaux dans le moule. Les matières vont ainsi adhérer à cette chemise ou insertion lorsque l'injection a eu lieu dans le moule et ainsi cette technique peut servir à pro-25 curer un dos ou revêtement rigide, par exemple, à un article cellulaire présentant une peau qui n'a pas moussé. Cela est particulièrement utile pour la production de pièces moulées flexibles pour la garniture intérieure de véhicules a moteur, où il est souhaitable d'avoir une garniture souple ayant une surface plai-30 santé et qui puisse être montée de façon rigide dans le véhicule à moteur ; dans ce cas, une des parois du moule peut être revêtue pour fournir le dos ou renforcement permettant de monter la garniture alors que l'autre paroi n'est pas revêtue, ce qui fournit la surface de séparation ou de démoulage. Des exemples de matériaux ap-35 propriés pour ce type de revêtement comprennent des feuilles de bois, par exemple en contreplaqué et en bois ou carton dur, des feuilles métalliques ou des feuilles de matériaux thermoplastiques 69 45720 2027489 -6- qui ne fondent pas à la température de moulage. En variante, le revêtement peut, si on le désire, être constitué par un matériau flexible. La présente invention est illustrée, mais non limitée, par 5 référence aux exemples suivants. EXEMPLE 1 On prépare comme suit une pièce moulée ayant la forme d'une caissette à semis ayant une base rectangulaire mesurant environ 26,75 cm sur 38,1 cm et environ 0,63 mm d'épaisseur avec des parois 10 latérales d'une hauteur de 6,35 cm consistant en une peau d'un polymère coloré et en un noyau ou coeur d'un autre polymère coloré. On injecte une première charge de 410 g de 'polypropylène pigmenté en noir à 235°C dans la cavité de 3,18 mm de large d'un moule à échappement vertical sous une pression d'injection 15 d'environ 1260 bars. On refroidit les parois de la cavité du moule en faisant circuler de l'eau à 70°C à travers ces parois du moule. On injecte la première charge pendant 2 secondes et demie et l'on relâche ensuite la pression de serrage maintenant ensemble les deux moitiés du moule, et l'on injecte une seconde charge de 20 polypropylène pigmenté en rouge, également à 235°C, dans le moule, à travers le même trou de coulée que pour la première charge. On injecte la charge de polypropylène pigmenté en rouge sous une pression de 1260 bars et les forces d'injection de la matière dans le moule agrandissent la cavité du mouleïet lorsque la partie de la 25 cavité définissant la base de la caissette à semis présente une largeur de 3,18 mm on augmente la pression de serrage maintenant ensemble les moitiés du moule » Au bout de deux secondes supplémentaires la cavité du moule est complètement agrandie .et remplie du polymère. 30 Lorsque 70 secondes se sont écoulées depuis le début du cycle de moulage, on retire la caissette à semis du moule et l'on trouve que cette caissette pèse 618 g. La pièce moulée a un fini de surface agréable et ne présente pas de ligne sur sa surface en raison du fait que la première charge de matière a complètement 35 rempli la cavité du moule et n'a ainsi pas eu de chance de se congeler au sein du moule avant l'injection de la seconde charge. Lorsque l'on a découpé en deux la caissette à semis, on a trouvé 69 45720 2027489 -7- que le noyau rouge constitué de la matière ayant moussé est entièrement entouré par le polymère noir. Tj|XjW(yj|LE__2 On répète les opérations du procédé de l'exemple 1, sauf 5 que l'on remplace Igfbharge de propylène pigmenté en rouge par une charge de polypropylène naturel contenant 0,5 % en poids d * azodicarbonamide comme agent de gonflement ou de moussage. Le grcle de moulage est le même, sauf que le moule est rempli par du polypropylène naturel n'ayant pas moussé et que l'on agrandit en-10 suite davantage la cavité du moule d'environ 3» 18 mm pour permettre le moussage de la matière naturelle à l'intérieur de la peau constituée par lé polymère noir. Dans ce cas également, la pièce moulée ne présente pas de ligne à sa surface et lorsqu'elle est découpée, la base de la 15 pièce moulé.e s'avère consister en un noyau ayant moussé et constitué de propylène naturel entièrement entouré par une peau de polymère noir. 69 45720 2027489 -8- - REVENDICATIONS - 1. Procédé pour la production de stratifiés comportant au moins deux couches de matières résineuses synthétiques,- comprenant les opérations successives d'injection d'au moins deux charges 5 d'une matière résineuse synthétique dans un moule, de façon que la 0 6 seconde charge pénètre jusque dans la première charge,/procédé étant caractérisé par le fait que la première charge de matière résineuse synthétique remplit complètement la cavité du moule qui est ensuite agrandie pour permettre l'injection de la seconde 10 charge avant que la matière résineuse constituant la première charge ne se soit durcie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on élargit ou agrandit le moule pour permettre l'injection de la seconde charge en réduisant la force de serrage maintenant ensemble 15 les deux moitiés du moule, de façon que la pression d'injection refoulant la seconde charge dans le moule oblige les moitiés du moule à s'écarter pour permettre à la seconde charge d'entrer dans le moule. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, 20 caractérisé en ce qu'on injecte trois charges de matière dans le moule, la troisième charge étant constituée par la même matière que la première charge. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde charge de matière rési- 25 neuse synthétique contient un agent de moussage ou de gonflement et que cette seconde charge est injectée dans le moule à une température supérieure à sa température normale de moussage. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on injecte la seconde charge sous une pression telle que 30 le moule est élargi ou agrandi et rempli sans qu'il ne se produise de moussage. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moule agrandi et rempli est de nouveau agrandi ou élargi pour permettre à la charge de matière résineuse,contenant l'agent de 35 gonflement ou de moussage,de mousser. T. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on réduit le volume de la 69 45720 2027489 -9- cavité du moule après l'injection de la première charge pour assurer la distribution de la première charge Jusque vers les extrémités de la cavité du moule.