Brevet FR2203706A1 — publié le 19740517

La présente invention concerne un procédé de moulage par injection pour l'obtention de pièces moulées à surface améliorée, suivant lequel une feuille plane, chauffée, en matière thermoplastique est placée entre les deux parties d'un moule délimi tant une cavité et est mise en forme suivant le contour du moule. Il est connu de conférer un aspect décoratif aux pièces inJectées en matièresthermoplastîques en les revêtant entièrement ou en partie de feuilles imprimées ou non. À cet effet, on place les feuilles dans le moule à inJection et elles reçoivent par projection de la masse de matière plastique de sorte que les feuilles fondent en surface et se lient ainsi avec la masse plastique chaude. Par le brevet allemand NO 2 100 3?4, on con natt en outre un procédé de moulage par injection de panneaux décoratifs, suivant lequel on place des feuilles de matières plastiques chauffées dans un moule constitué de deux parties et, avant d'injecter la matière plastique fondue, on les met en forme sous vide-, en étant appliquées contre une partie du moule. l'inconvénient de ce procédé réside dans le codt élevé de ltap- pareillage à vide. Ea outre, les orifices, devant etre pratiqués dans le moule pour faire le vide, augmentent le prix du moule et des traces sur les feuilles sont inévitables. Enfin, pour un grand nombre de pièces injectées sous vide, les arêtes vives ne ressortent pas suffisamment bien, étant donné que les feuilles chauffées, au contact.des surfaces froides du moule, se solidi fient immédiatement, au moins en partie, et n'épousent donc pas exactement les arêtes vives. Les fentes étroites par lesquelles on fait le vide, empêchent en-outre d'atteindre la cadence d'emboutissage maximale. On s'était donc proposé comme but de mettre au point, sans se heurter aux inconvénients signalés, un procédé de moulage par injection pour 11 obtention de pièces à surface améliorée, qui permet surtout d'obtenir sans difficultés la structure de surface désirée, c'est-à-dire de mettre la feuille en forme par des moyens simples. Ce but peut etre atteint, conformément à l'invention, en mettant la feuille en forme par injection d'une matière thermo plastique expansible, contenant un gonflant, dans un moule non étanche aux gaz, mame quand il est fermé. Selon une autre carac téristique de l'invention, la matière thermoplastique injectée contient 0,05 à 4,0 % de gonflant, rapportés au poids total de la masse à injecter. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les zones du moule ou la feuille vient s'appliquer pendant sa mise en forme, sont revete de polytétrafluoré- thylène. Selon ce procédé, on peut fabriquer des corps moulés en matières thermoplastiques, comme le polystyrène, les copolymérisats de styrène, par exemple avec ltacrylonitrile, le polychlorure de vinyle, le polyéthylène, le polyisobutytène, les polyamides, les polyuréthanes, les composés polyacryliques et -méthacryliques, ainsi que les copolymérisats et les mélanges de polymérisats des compositions les plus diverses. Les matières thermoplastiques à traiter conformément à l'invention renferment, en répartition homogène, un liquide ne dissolvant pas la matière plastique et agissant comme gonflant lors du chauffage de cette dernière; on peut utiliser d'autre part des mélanges de matières thermoplastiques et de substances ou de mélanges de substances qui se décomposent aux températures de traitement avec dégagement de gaz. Comme gonflants dégageant des gaz, conviennent, par exemple, le bicarbonate d'ammonium, le bicarbonate de sodium ou des mélanges de ces composés avec des acides organiques, ainsi que des composés azoques, comme l'azodicarbonamide, ou encore des composés nitrosés et des dérivés dthy- drazine. Le choix des gonflants dépend en premier lieu de la température de traitement des matières thermoplastiques.Leur proportion représentera, en général, entre environ 0,05 b 4 % du poids total de la matière à mouler, La pression dans le cylindre de plastification sera avantageusement réglée de manière à Xetre au moins égale à la pression du gonflant dans les conditions opé oratoires. Quand on utilise des gonflants qui se décomposent aux températures de travail avec dégagement de substances gazeuses, on entend-,par pression du gonflant, la pression prenant naissance. Grtce à la mesure précitée, on évite que la masse fondue ne gonfle dans le cylindre de plastification. Par feuilles dans le sens de l'invention, on entend, notamment, des éléments plans à grande surface, de préférence en matières thermoplastiques, d'une épaisseur comprise avantageusement entre 100 et 2 000 e , de préférence entre 200 et 1 000t~L~ Sont appropriés comme matières thermoplastiques les polymères habituellement utilisés pour la fabrication de feuilles, tels que les homo- et les copolymères a'éthylène, et de propylène ou les copolymères de styrène, de chlorure de vinyle et de chlorure de vinylidène. Sont en outre appropriés les polyamides, les polyesters et les polycarbonates, Avant d'ptre placée dans le moule, la feuille est chauffée à l'aide d'un dispositif de chauffage usuel, par exemple d'un radiateur à infra-rouge, à une température qui permet, pendant le processus d'injection de la matière thermoplastique, de faire fondre la surface de la feuille par la masse injectée et de provoquer une liaison ferme de la feuille avec la matière thermoplastique. On choisira de préférence des températures qui sont supérieures d'environ 6000 et inférieures d'environ 300C à la plage de solidification du matériau de feuille utilisé. Lorsque le moule est fermé et que la feuille chauffée est serrée entre les surfaces de séparation du moule, on injecte la masse thermoplastique par une douille de carotte dans la cavité du moule, sous les pressions habituellement appliquées dans le moulage par injection. L'air contenu dans le moule n'étant chas sé que par la pression de la masse thermoplastique en train de gonfler, les deux moitiés du moule ne doivent pas autre étanches aux gaz après fermeture. Il s'est avéré particulièrement avanta geux de recouvrir les surfaces du moule entrant en contact avec la feuille d'un revêtement présentant un coefficient de frottement et de conductibilité calorifique aussi bas que possible, par exemple en polytétrafluoréthylène. La masse à mouler entrant dans la cavité du moule s'expansé le long du 'front1 d'écoulement et provoque une mise en forme ménagée de la feuille et empêche en mtme temps la masse à mouler de céder trop de calories à la feuille. Les bulles de gaz exer cent un effet isolant. Pour couper la communication entre le cylindre de plastifi cation et le moule, on se sert avantageusement de buses d'obtu ration. Conviennent, notamment, les buses qui sont équipées d'u ne aiguille obturatrice dont la fermeture est provoquée par une force élastique ou par d'autres moyens connus, par exemple par voie hydraulique, et peut, le cas échéant, être commandée auto matiquement. Les avantages du procédé conforme à l'invention résident, notamment, dans la technique opératoire sensiblement simplifiée du fait qu'os peut renoncer à l'installation de vide et n'a ainsi pas besoin, lors de l'emboutissage, de veiller à la production d'un vide uniforme et suffisamment élevé dans la cavité du moule. De plus, les frais d'investissement et de service sont sensiblement inférieurs à ceux des procédés et dispositifs con nuso En outre, la pièce finie présente moins de tensions internes car, contrairement aux procédés connus, la masse est projetée contre une feuille chauffée. Les surfaces de la pièce moulée présentent de ce fait, au début du processus de refroidissement, des températures sensiblement égales, ce qui est une condition préalable pour un refroidissement uniforme de la pièce moulée et pour son indéformabilité. Exemple I Une feuille en polystyrène résistant au choc (teneur en polybutadiène 6 %), d'une épaisseur de 0,3 mm, est chauffée à une température-de 12500 dans un cadre de serrage et est placée, avec ce dernier, sur la surface de séparation d'un moule ouvert. La température du moule est réglée à 4000. Après fermeture du moule, on injecte dans la-cavité, à travers la douille de carotte, sous une pression d'environ 250 kg/cm2, du polystyrène fondu (teneur en polybutadiène 15 %) contenant 0,5 % en poids d'azodicarbonamide. La température de la matière injectée s'élève à 27000. Par la masse plastique fondue contenant le gonflant, la feuille est mise en forme suivant le contour du moule. Après un temps de refroidissement d'environ 4 minutes, on prélève du#moule la pièce moulée solidifiée (élément d'armoire de 400 x 600 x 12 mm). Sur r le coté visible de l'élément, la feuil- le est fermement soudée à la matière plastique et présente une surface lisse exempte de stries. Exemple 2 Une feuille en polychlorure de vinyle imprimée (imitation bois) de 0,4 mm d'épaisseur, est chauffée à 11500 et est traitée ensuite-conformément au mode opératoire indiqué à l'exem- pie 1e Par la douille de carotte du moule, on injecte dans la cavité, sous une pression de 300 kg/cm2, du polychlorure de vinyle dur, fondu, contenant 2,0 % en poids de bicarbonate de sodium. La température de la masse injectée s'élève à 22000. Pendant le processus d'injection, on maintient le moule àvune température de 90 C, immédiatement après l'injection, on la réduit à 2000. Après une durée de refroidissement de 2,5 minutes, on prélève du moule la pièce moulée solidifiée (panneau de tiroir de 350 x 80 x 8 mm). Sur le cSté visible du panneau, la feuille imprimée est fermement soudée à la matière plastique et présente une surface lisse. R E V E N D I C A T I O N S 10) Procédé de moulage par injection pour l'obtention de pièces moulées à surface améliorée du type dans lequel une feuille plane, chauffée, en matière thermoplastique est placée entre les deux parties d'un moule délimitant une cavité, et est mise en forme suivant le contour du moule, ce procédé étant caractérisé par le fait que la feuille est mise en forme par injection d'une matière thermoplastique expansible, contenant un gonflant, dans un moule non étanche aux gaz même après fermeture. 20) Procédé de moulage par injection suivant la revendication 1, dans lequel la matière thermoplastique injectée renferme 0,05 à 4 % de gonflant, rapporté au poids total de la masse à injecter. 30) Procédé de moulage par injection suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel on utilise des moules revttus de polytétrafluoréthylène aux endroits où la feuille vient s'appliquer pendant sa mise en forme.