Brevet FR2051719A1 — publié le 19710409

La présente invention se rapporte à un appareil et à un procédé de fabrication d'articles moulés comportant une couche de revêtement décorative. Elle concerne, plus particulièrement un procédé de fabrication d'articles moulés comportant un 5 revêtement en polyuréthane et un noyau en mousse de polyuréthane. Les procédés usuels de fabrication d'articles moulés en • mousse recouverts d'une couche de revêtement, par exemple la formation du revêtement sous vide ou par coulée centrifuge avec un plastisol ou un sol pulvérulent exigent des appareils rela-10 tivement complexes; non seulement ces appareils sont complexes mais ils sont relativement coûteux pour construire une installation de fabrication permettant de produire de 100 à 200 ou même 300 articles journellement; en effet, plus la fabrication journalière est faible, plus le prix de revient à la pièce est élevé, 15 en raison même du coût de l'appareillage nécessaire. En conséquence, l'invention a pour but de fournir un procédé et un appareil pour la fabrication d'articles moulés en mousse comprenant -une couche décorative de revêtement, que l'on peut adapter aisément à Une fabrication aussi réduite qu'une 20 centaine d'articles par jour, mais aussi à une fabrication beaucoup plus importante, se chiffrant en milliers d'articles. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé dans lequel : la Fig. unique est un schéma général de l'instal-25 lation suivant l'invention. Dans le mode de réalisation représenté, la référence 1 désigne un trajet ou un chemin de roulement le long duquel se déplace un chariot 2 afin d'amener ce chariot portant un moule dans un four ou poste de préchauffage 3 dans lequel le moule ^0 est chauffé à une température d'environ 38 à 7Î°C, après quoi le chariot et le moule sont avancés vers un poste de pulvérisation 4 où ils sont avantageusement placés sur un plateau tournant 5. Pendant que le chariot repose sur le plateau tournant 5 dans le poste de pulvérisation 4, l'opérateur peut effectuer lrappli-35 cation d'un revêtement sur le moule, tandis que ce dernier est installé sur le chariot, ce revêtement étant en une matière de formation de peau et ayant une épaisseur d'environ 125 à. 380 microns et, de préférence, d'environ 250 microns. Après cela, le chariot est enlevé du plateau 5 et poussé dans un four 6 sur 40 des rails 7; le chariot demeure dans ce four pendant une durée 25289 2 2051719 suffisante, habituellement d'environ 4 à 10 minutes, pour permettre à la couche de revêtement dans le moule de se réticuler au moins partiellement ou pour réduire la teneur en solvant dans le revêtement.On fait ensuite avancer le chariot et le moule vers un poste de pulvérisation 8 et ce chariot est alors placé sur un plateau tournant 9 de sorte que l'opérateur peut appliquer une nouvelle couche de la matière de formation de peau sur l'intérieur du moule. Quand la pulvérisation est terminée, on enlève le chariot du plateau 9 et on Ie pousse de nouveau dans le four 6 sur des rails 10, et non pas sur les rails 7, le moule devant rester dans ce four pendant une durée suffisante pour réticuler ou sécher partiellement les couches appliquées au poste 8. En quittant le four 6, le chariot arrive sur un plateau tournant 11 sur lequel ce chariot tourne et est transféré sur le chemin de roulement; le support qui contient toujours la couche de revêtement appliquée par pulvérisation, est alors transféré dans un autre moule de moussage. Ainsi la couche de revêtement formée par pulvérisation, qui est toujours à l'intérieur du moule ou support flexible est enlevée du chariot et est placée dans le moule 12 sur un rail 13 au poste 15 qui fait partie de l'appareil de moussage. A ce stade, les pièces métalliques ou en matière plastique peuvent être placées à l'intérieur de la couche de revêtement ou peuvent être fixées au couvercle du second moule, lorsque ces éléments sont souhaitables ou nécessaires pour la fabrication de l'article désiré qui peut être, par exemple, un pare-choc. Le moule 12 se déplace le long d'un rail 13 sur un chariot convenable jusqu'au moment où il arrive au-dessous de la machine de moussage 14 qui distribue la quantité désirée de matière moussa-ble dans la cavité du moule, cette opération pouvant se faire par une manipulation manuelle des commandes de la machine de moussage ou à l'aide d'un dispositif préalablement programmé, après quoi le moule est fermé au poste 16 et est déplacé le long du rail 13 jusqu'à son arrivée à un poste de démoulage 17. Au poste de démoulage 17, le moule est ouvert à la main ou automatiquement, l'article en mousse est enlevé du moule et avancé vers une cabine de pulvérisation 18 pour recevoir une couche externe, par exemple une couche de peinture si on le désire. Lorsqu'on utilise une couche de revêtement rie subissant pas d'altération de teinte, il est inutile de faire passer l'article par le poste 18. De même le moule où support initial est enlevé 25289 3 2051719 du second moule au poste 17 et est remis sur un chariot porte-moule . Le premier moule que l'on utilise pour former les pellicules ou couches de revêtement par pulvérisation d'une matière appropriée est fabriqué, de préférence., en un caoutchouc aux silicones et il est flexible pourpermettre de mouler des objets ayant une forme qui risquerait de provoquer normalement un blocage dans le moule. L'utilisation d'un moule flexible permet également de fabriquer un article dont la surface est dépourvue de coutures qui apparaîtraient normalement si l'on fabriquait un article dont la forme serait susceptible d'être bloquée pendant le moulage. Il convient également d'indiquer que lorsque le moule initial est en un caoutchouc aux silicones il est inutile d'utiliser un agent de démoulage, mais si la présence d'un tel agent est acceptable, le moule pourrait être fabriqué en vin autre matériau tel qu'une polyoléfine ou un élastomère flexible. L'exemple suivant dans lequel sauf stipulation contraire, les parties et les pourcentages sont en poids, sert à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée. EXEMPLE Pour fabriquer un pare-choc d'automobile comportant un noyau en mousse de polyuréthane et une couche de revêtement en polyuréthane, on utilise l'appareil représenté sur le dessin et on commence par préparer plusieurs moules initiaux à partir d'un pare-choc comportant un noyau en mousse de polyuréthane et une .couche de revêtement en vinyle formée sous vide, en appliquant sur ce pare-choc en mousse recouvert d'une couche de revêtement en vinyle une couche d'un élastomère aux silicones de manière à obtenir un substrat ayant - environ 3,2 à 6,4 mm d'épaisseur, après le durcissement final du revêtement sur le pare-choc avec couche de revêtement vinylique. Cette technique de fabrication du substrat est décrite dans l'exemple 3 du brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3.487.134. On décolle ce substrat du pare-choc et on le place dans le moule mobile 2 sur le rail 1 et on fait passer le tout dans le four de préchauffage 3 où on laisse l'ensemble pendant 5 minutes environ au-dessous d'un appareil de chauffage électrique par rayonnement afin de porter la température de la couche superficielle du substrat aux silicones à environ 49°C. On applique ensuite sur ce produit aux silicones par pulvérisation, une quantité suffisantee d'un mélange de réaction géné- 25289 4 2051719 rafceur de polyuréthane de manière à obtenir une couche de revêtement ayant environ 250 microns d'épaisseur et on fait passer le produit ainsi formé à travers le four de durcissage, au-dessous d'un appareil électrique de chauffage par rayonnement, pour éliminer le solvant du mélange de réaction et on applique ensuite une seconde couche du mélange de réaction de polyuréthane de manière à amener l'épaisseur finale de la couche de revêtement à une valeur d'environ 380 à 500 microns. On fait ensuite passer le produit à travers le four 6, au-dessous de l'appareil de chauffage par rayonnement 10, pour aboutir au poste 11 où l'on enlève le produit revêtu de polyuréthane de son chariot et on le place dans un moule de maintien, au poste 15 du cycle de moussage, ensemble avec les accessoires métalliques pour obtenir un pare-choc ayant le contour et la rigidité désirés et aussi pour permettre de fixer ce pare-choc à la caisse de l'automobile pendant l'assemblage. On transfère le chariot 12 portant le moule au poste 14 où l'on charge dans le moule une quantité suffisante d'un mélange moussable pour que le moule soit rempli de mousse après le moussage et le durcissement de cette matière. Une fois que la mousse a durci à l'intérieur de la couche de revêtement en polyuréthane, en contact avec le substrat métallique, de manière à obtenir un pare-choc durci, on enlève ce pare-choc et le substrat du chariot au poste 17. On détache le pare-choc du substrat et on le fait passer par un poste de pulvérisation 18 pour recevoir un revêtement d'un polyuréthane de teinte inaltérable et obtenir ainsi un pare-choc possédant une résistance suffisante à la lumière et aux intempéries de sorte que ce pare-choc pourra être utilisé dans des conditions climatiques très sévères. Pendant l'opération de formation de la couche de revêtement sur le substrat aux silicones, il est nécessaire périodiquement (habituellement une fois tous les trente cycles) de faire passer le produit aux silicones dans une cuve de lavage 20 pour enlever les enduits et les réactifs accumulés sur la couche superficielle, en assurant ainsi que la couche de revêtement est reproduite avec le maximum de précision et sans aucun défaut. Une fois que le substrat aux silicones a été lavé dans un bain acide, le plus souvent une solution d'acide acétique ou formique, on sèche ce substrat et on le renvoie vers le rail 1 en vue d'une nouvelle utilisation. Pendant la pulvérisation, dans les cabines 4 et 8, on peut 70 25289 5 2051719 utiliser un polyuréthane d'une qualité usuelle pulvérisable pour former les couches initiales de la pellicule de revêtement. Comme exemple représentatif d'un tel polyuréthane on mentionnera le produit de réaction d'un polyisocyanate organique tel qu'un ^ diisocyanate de toluène ou un méthylène-bis (isocyanato-phényle) et d'une matière réactive contenant de l'hydrogène ayant un poids moléculaire d'environ 700, par exemple l'adipate de poly-tétraméthylène ayant tin poids moléculaire de 1800, en présence d'un agent de réticulation convenable, de préférence une diamine 2Q organique, par exemple la méthylène-dichloraniline, que l'on dissout de préférence dans un solvant. Les solvants préférés sont la méthylëthylcétone et le dichlorure de méthylène. On conçoit que les diisocyanates aromatiques et les diamines aromatiques tendent à former des polyuréthanes subissant des je; altérations de teinte et si l'on désire une couche de revêtement dont la teinte reste immuable, on doit remplacer les polyisocya-nates aromatiques et les diamines aromatiques par des diisocyanates aliphatiques ou alicycliques et par des diamines aliphatiques ou alicycliques. On comprend que pour certaines utilisations on a 20 intérêt à utiliser vm mélange de réaction de polyuréthane du type subissant des altérations de teinte pour former les couches de pulvérisation dans les cabines 4 et 8 et ensuite à utiliser un polyuréthane pulvérisable, à teinte inaltérable, pour former une couche résistant aux intempéries lors des pulvérisations finales dans la cabine 18. Pour bien illustrer cette technique, on mélange 1 mole d'un polyester d'un poids moléculaire d'environ 2.000, par exemple d'un adipate de polypropylène, d'un azélate de polypropylène ou d'un polytétraméthylène-ether-glycol avec environ 1,5 moles jq de diisocyanate de toluène ou de méthylène-bis (isocyanato-phénylène) et environ 0,5 mole de méthylène-bis-chloraniline dans du toluène ou dans de la méthyléthylcétone pour former un mélange de réaction pulvérisable par la technique à un seul stade, la technique de prépolymère ou une autre technique bien y- connue. On utilise ensuite ces mélanges de réaction pulvérisables pour former la couche de revêtement dans les cabines de pulvérisation 4 et 8. Etant donné que les couches de revêtement produites avec les diisocyanates aromatiques et avec les diamines aromatiques possè-40 dent une résistance médiocre aux altérations de teinte, on doit 25289 6 2051719 appliquer au porte de pulvérisation 18 une couche d'une matière qui ne subit pas d'altération, cette couche ayant une épaisseur d'environ 25 à 250 microns et, de préférence,, d'environ 50 à 150 microns. Pour préparer un mélange de réaction convenable d'un polyuréthane pouvant être pulvérisé au poste 18, par la technique connue à un seul stade, par l'intermédiaire d'un prépolymère ou encore par une autre technique usuelle, on peut avantageusement utiliser la formule suivante: Ingrédients Parties Adipate d'éthylène et de propylène (80/20), 80 ayant un indice d'hydroxyle de 62 Méthane-4,4' - diisocyanato-cyclohexyle 24 Méthyléthylcétone 30 Toluène 30 10# d'acétate-butyrate de cellulose dissous dans de l'acétate d'éthyl-glycol 5 On ajoute ensuite 3*0 parties de 1,4-cyclohexane-bis (méthylamine) dissoute dans 2 parties de N,N'-diméthylformalide et 3 parties de méthyléthylcétone. D'autres mélanges de réaction pouvant former un polyuréthane ne subissant pas d'altération de teinte sont décrits dans le brevet britannique N°l.109.246. Les matières moussables peuvent être choisies parmi les produits familiers aux spécialistes, par exemple des mélanges moussables de polyuréthane dont les compositions sont bien connues et varient selon la nature de l'article désiré. Une formule typique pour une mousse destinée à la fabrication d'un pare-choc est la suivante: 93 parties de propylène-éther-triol ayant un poids moléculaire de 6.500, 7 parties de Quadrol (N,N,N',N'-tétrakis (2-hydroxypropyl)-éthylènediamine), 2 parties d'eau, 0,65 partie de triméthyl-butane-diamine, 22 parties de carbonate de calcium, 1 partie de noir de carbone, 3 parties de stéarate de calcium et 48 parties de polyisocyanate "Mondur MR" de Mobay. On comprend que dans une autre forme de réalisation de l'invention, le polyuréthane que l'on utilise pour former la couche de revêtement dans la cabine de pulvérisation 4 peut être du type dont la teinte ne sfaltère pas et que la couche initiale appliquée dans cette opération peut avoir une épaisseur d'environ 25 à 250 microns et, de préférence, d'environ 100 à 150 microns; les couches ultérieures que l'on applique par pulvérisation, par exemple dans la cabine 8, peuvent être alors en un polyuréthane 70 25289 7 2051719 10 15 20 25 30 à teinte inaltérable, par exemple un polyuréthane préparé à partir d'un polyisocyanate aromatique et d'une diamine aromatique. On comprend également qu'il n'est pas absolument indispensable d'enlever le moule après sa sortie du poste de chauffage 6, mais si la pièce produite dans ce moule tend à se bloquer dans celui-ci, on préfère enlever le moule et la peau et effectuer le transfert vers le stade de moussage en bloc. De même au poste de démoulage, on peut enlever l'article de mousse du moule et ensuite enlever le moule de son dispositif de maintien pour le remettre sur le chariot 2 de l'installation de formation de la couche de revêtement.On comprend que si la pièce tend à se bloquer dans le moule, il est préférable d'enlever le moule et l'article de mousse de son dispositif de maintien d'une seule pièce avant de démouler l'article'. Comme on l'a déjà dit, on peut diriger l'article de mousse à un poste 19 pour son inspection finale et pour effectuer son emballage avant expédition, c'est-à-dire sans passer par le poste 18. Il en est particulièrement ainsi quand la couche appliquée dans la cabine 4 est du type à teinte inaltérable. Bien que le cycle de formation de la couche de revêtement et le cycle de moussage aient été représentés sous forme d'un circuit fermé, cela n'est pas obligatoire et l'installation peut être d'un caractère essentiellement linéaire. Par exemple, on peut placer le moule contenant la couche de revêtement dans lin dispositif de maintient et le transférer ainsi dans me machine de fabrication de mousse (par exemple la machine "Admirai Foam Machine"), puis à un poste de démoulage, à un dispositif d'enlèvement du moule etc. On place alors un autre moule contenant une couche de revêtement dans le dispositif de maintien, on fait passer le tout dans la machine de fabrication de mousse et on recommence un nouveau cycle. 25289 8 2051719 REVENDICATION 1.- Procédé de fabrication d'un article de mousse recouvert d'une couche de revêtement, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un support de moule par un cycle de formation de couche de revêtement pour former une couche de revêtement sur ce moule et ensuite à faire passer le moule portant la couche de revêtement par un cycle de formation de mousse de manière à obtenir un article de mousse recouvert d'une couche de revêtement ledit cycle de formation de la couche de revêtement consistant à faire passer ledit support par un poste de chauffage du porte-moule par l'entremise d'un support par au moins un poste pour revêtir le moule d'une matière de formation de couche de revêtement par au moins un poste pour chauffer cette matière et former ainsi la couche de revêtement sur le moule, par un poste pour enlever de son support le moule portant la couche de revêtement et par un poste pour charger un moule sur un support au moyen d'un mécanisme pour faire avancer successivement le support du moule à travers les divers postes pour exécuter ainsi le cycle de formation de la couche de revêtement ledit cycle de formation de mousse consistant à faire passer le moule portant la couche de revêtement au moyen d'un mécanisme pour faire avancer un dispositif de maintien du moule par les postes successifs du cycle de moussage à savoir un poste comportant un dispositif de maintien du moule pour recevoir le moule contenant la couche de revêtement quand il a été enlevé de son support, tin poste pour introduire les ingrédients moussables dans le moule, un poste pour faire entièrement mousser ces ingrédients et les réticuler de manière à obtenir un article de mousse recouvert d'une couche de revêtement, un poste pour séparer le moule du dispositif de maintien afin de renvoyer le moule vers le support faisant partie de l'installation de formation de la couche de revêtement et réaliser ainsi un article séparé de son moule. 2.- Appareil de fabrication d'un article de mousse recouvert d'une couche de revêtement, caractérisé en ce qu'il comporte les divers postes de traitement de l'article destinés à mettre en oeuvre les cycles de formation de la couche de revêtement et de formation de mousse pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1.