Brevet FR2244618A1 — publié le 19750418

Au cours du moulage d'objets en matière synthétique dans des outils à mouler par injection, on obtient ordinairement des inégalités sur les parties d'une surface où l'épais- seur de matière est plus grande que dans le reste de l'objet. Cela provient du fait qu'il se produit des zones d'affaiblissemant en rapport avec la solidification ou le durcissement de la matière synthétique et avec la contraction qui survient dans ces conditions. Pour la plupart des objets, on peut tolérer de semblables inégalités et d'autres défauts de surface qui apparaissent éventuellement. Dans d'autres cas, on impose des exigences plus sévères quant à la qualité de la surface. Cela stapplique en particulier à des objets à grandes surfaces où des exigences sévères sont imposées à l'aspect, par exemple des surfaces de réfrigérateurs, d'éviers, de baignoires, de certaines pièces d'automobiles et d'objets analogues. lie pro blème consistant à obtenir des surfaces uniformes est plus difficile à résoudre lorsqu'il s'agit d'objets à grandes surfaces, du fait notamment d'on est ordinåîrement obligé dans ce cas de munir les objets de parties plus épaisses, semblables à des nervures sur le côté arrière, afin de leur donner la rigidité nécessaire.A cela s'ajoute encore le problemet, pour centaines matières plastiques, d'obtenir une bonne adhérence entre la surface de l'objet et une couche de vernis# qui est appliquée sur celle-ci. les problèmes ainsi posés sont résolus par la présente invention par refait que la surface de l'objet est recouverte, en liaison avec le moulage par injection, d'une tôle mince et adhérente de métal{ Plus précisément, la présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'un objet en matière synthétique dont au moins une surface, formée dans un outil de moulage par injection, est recouverte de métal, procédé qui est caractérisé par le fait que le métal est disposé entre les demi-outils sous la forme d'une tôle mince ayant une plus grande surface que-l'aire de projection de la cavité du moule dans le plan de séparation de l'outil, avant que cette cavité ne soit fermée, puis -après que la cavité du moule a été fermée, les bords de la tôle de métal étant coincés entre les demi-outils- la matière syntnétiquc est injectée dans cette cavité qu'elle remplit, tandis que la tôle métallique est étirée et amenée à s'appliquer sur la surface de l'un des demi-outils et a recouvrir celle-ci. Le fait que les bords de la tôle métallique soient coincés entre les- d~mi-outils est une condition nécessaire pour qu'on puisse utiliser des tôles métalliques de résistance suffisante pour la fabrication de ltob et de matière synthétique. L'invention convient particulièrement bien à la fabrication d'objets ayant une grande surface, comme par exemple des objets tayaut une surface de G,5 m2 et davantage. L'épaisseur de la tôle est inférieure à celle de la matière synthétique. De préférence, l'épaisseur de la tôle se situe dans l'intervalle 0,1 - 1,5 mm. On préfèrera en particulier l'intervalle 0,2 - 0,7 mm. Il est en soi possible d'utiliser le métal sous forme de feuille mince, ce qui entre également dans le cadre de l'invention et tombe sous la définition "tôle mince de métal". La tôle de métal est appliquée opportunément sous la forme d'un disque plan entre les demi-outils. La pression exercée sur la matière synthétique dans l'outil de moulage par injection doit être suffisante~pour que la tôle puisse épouser la forme d'une paroi de moulage dans l'outil, là ou l'on veut qu'elle soit fixée à la matière synthétique dans le produit fini moulé. Il est toutefois possible de pré-former la tôle, en lui donnant le cas échéant approximativement la forme défi- nitive qu'elle doit avoir sur l'objet de matière synthétique, en la pressant dans un outil de presse séparé approprié avant qu'elle ne soit placée entre les demi-outils.Il est cependant essentiel, pour résoudre le problème qui est à-la base de l'invention, que le formage définitif de la tôle de métal soit obtenu en liaison avec le formage de la matière synthétique dans l'outil à mouler. En tant que métal, on préfèrera en premier lieu l'aluminium que l'on peut-facilement se procurer sous forme de tôle, qui est relativement peu coûteux et a une faible densité. Tou- tefois, d'autres matières métalliques sont également utilisables, comme par exemple l'acier, le cuivre et le laiton. La matière synth#étique peut être une matière thermoplastique qui se solidifie dans l'outil de moulage, entre autres le polypropylène, le polyéthylène, le polyamide, un copolymère d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène (6bu), le poly carbonate, le polyuréthane, le chlorure de polyvinyle, le téréphtalate de polyéthylène, le téréphtalate de polybutylène, le méthacrylate de polyméthyle, le polysulfone, l'oxyde de polyphénylène, le polymonochlorotrifluoréthylène et le polyacétal. On préfèrera en particulier le polypropylène. lia matière synthétique peut être également une matière plastique durcissable qui durcit dans l'outil de moulage, comme par exemple une résine de polyester non saturée, une résine d' éthoxyline, une résine de mélamine et une résine de phénol. La matière synthétique, tant sous forme de matière thermoplastique que de matière plastique durcissable, contient ordinairement des charges traditionnelles en poudre ou en fibres, comme par exemple du talc, de la poudre de grès, de la farine de bois et de la poudre de mica ou des fibres de verre, des fibres de coton et des fibres d'amiante. En outre, la matière synthétique contient ordinairement diverses additions de type classique, destinées à lui donner des caractéristiques particulières, notamment des pigments et des colorants pour colorer la pièce moulée, des antioxydants, des éléments destinés à améliorer son aptitude au façonnage, son pouvoir ignifuge, etc.. Pression, température et durée du moulage dépendent de la matière synthétique utilisée, de la forme et des dimensions de l'objet ainsi que deha matière de la tôle de métal. Dans la plupart dés cas, il est possible d'appliquer une pression de 10 à 100 EN/m dans la cavité du moule. Pour kes matières thermoplastiques, la température dans l'outil est ordinairement maintenue entre la température ambiante et 15000 et la durée du moulage varie entre quelques secondes et quelques minutes. S'agissant de matières plastiques durcissables, la température dans le moule est ordinairement maintenue entre 100o-C et 20000 et la durée de moulage se situe dans l'intervalle indiqué ci-dessus pour les matières thermoplastiques. Pour certaines combinaisons de matériaux de la tôle métallique et de la matière synthétique, il peut être opportun de prendre des dispositions spéciales pour améliorer l'adhérence entre métal et matière synthétique. Une possibilité pour y parvenir consiste ~ fixer une pellicule de matière synthétiaue avant ltintroduction de la tôle dans l'outil de moulage par injection, par exemple par collage de cette pellicule sur la face de la tôle qui doit être dirigée vers la matière synthétique. Dans ces conditions, il convient dans de-nombreux cas d'utiliser une pellicule de la même matière synthétique que celle qui doit être utilisée dans l'objet de matière synthétique lui-meme. Dans le cas d'objets pour lesquels on désire une bonne qualité, non seulement d'une surface, ordinairement leur face avant, mais aussi de la surface opposée, une seconde tôle mince de métal est placée dans la cavité du moule entre les demi-outils avant que cette cavité ne soit fermée et, après que la cavité du moule a été fermée, les bords de la seconde tôle de métal étant coincés entre les demi-outils, l-a matière sznthét-que est injectée dans la cavité de moulage entre les tôles et emplit celle-ci, tandis que la seconde tôle est amenée à s 1appliquer contre la surface de l'autre demi-outil et à tapisser celle-ci. L'invention sera ci-après expliquée de façon plus détaillée par une description d'exemples de réalisation en référence aux dessins annexés. lies figures 1a- d- illustrent différentes phases au cours la fabrication d'un objet selon la présente invention, l'une des surfaces étant revêtue de métal. Les figures 2a-d illustrent les phases correspondantes au cours de la fabrication d'un objet dont deux surfaces sont revêtues de métal. Les figures la-d représentent un outil d'injection, se composant de deux demi-outils parmi lesquels le demi-outil supérieur est fixe et est formé de deux parties immobiles l'une par rapport à l'autre, désignées respectivement parla et lb, tandis que la moitié inférieure est mobile en direction verticale et est formée de deux parties mobiles entre elles qui sont désignées respectivement par 2a et 2b. Dans le dem- outil inférieur est ménagé un conduit d'inuection 3 pour la matière synthétique. A l'état fermé, les demi-outils délimitent une cavité de moulage 4 en forme de coupole.La surface de coupe A sur l'outil, perpendiculaire à la direction de mouvement du demi-outil inférieur, est appelée surface de séparation du moule. La fabrieation d'un objet selon ltinvention peut se dérouler de la manière suivante. Une tôle 5, par exemple un dis que plan d'aluminium d'une épaisseur de 0,5 mm, est placée entre les deux demi-outils alors que le moule est ouvert, comme on peut le voir sur la figure la. La face de la tôle qui est dirigée vers le bas est munie d'un revêtement en feuille mince de polypropylène, qui est fixé à la tôle par une colle à base de résine d'éthoxyline.La partie 2b de l'outil est alors déplacée vers le haut et elle coince les bords 6 de la tôle entre elle et la partie lb de l'outil. Puis la partie 2a de l'outil est déplacée vers-le haut, ce qui provoque un préétirage de la tôle, comme on peut le voir sur la figure lb. Une matière synthétique, se composant de polypropylène, est injectée à une température de 27000, c'est-à-dlre à'état fondu, par le conduit d'injection 3 (voir fig.lc) dans- l'outil qui est à une température de 5000. La pression dans la cavité de moulage s'élève à 50 MN/m2 . La matière synthétique de polypropylène en fusion emplit la cavité de moulage 4, tout en tirant la tôle 5 et en la pressant contre la paroi du moule dans la partie la de l'outil. En même temps que la matière synthétique se solidifie, elle se fixe à la tôle en formant une fusion solidifiée avec la pellicule de polypropylène qui revêt la tôle.L'ensemble de l'opération dure environ iman, après quoi l'outil est ouvert, comme le montre la figure Id, et l'objet de matière synthétique fini, dont le côté supérieur est recouvert par la tôle de métal, peut être extrait de l'outil. les bords 6 de la tôle sont alors supprimés, par exemple par découpage. le procédé de fabrication est analogue# dans le cas de l'utilisation d'une autre matière thermoplastique ou dans celui de l'utilisation d'une matière plastique durcissable ou d'une tôle en un autre métal. Lorsqu'on veut fixer des tôles métalliques sur deux côtés opposés#d'un objet, on peut introduire les modifications suivantes par rapport au procédé décrit à propos des. figures la-d. Une seconde tôle 7 du même type que la tôle 5, sur laquelle la couche de polypropylène est dirigée vers la cavité de moulage, est appliquée sur le demi-outil inférieur, comme le montre la figure 2a. lie conduit d'injection est placé entre les tôles 5 et 7, par exemple sous la forme d'un tube amovible 8 qui est glissé entre les parties lb et 2b de l'outil. Lorsque la partie 2b de l'outil est déplacée vers la haut, les bords 6 et 9 des deux tôles sont coincés entre cette partie 2b et la partie lb de l'outil. Pour que cela soit possible, la partie 2b de l'outil est munit d'une encoche 10 pour le tube 8, encoche qui est suffisamment grande pour laisser la place nécessaire à la tôle. Au cours de cette opération, les deux tôles sont pré-étirées, selon ce qui apparaît sur la figure 2b. Lorsque la matière synthétique est injectée dans le tube 8, selon ce qui est indiqué sur la figure 2c, elle emplit la cavité de moulage, tout en étirant la tôle 5 et en pressant cele-ci contre la paroi du moule dans la partie la de l'outil et en appliquant la tôle 7 contre la paroi du moule dans la partie 2a de l'outil. L'objet de matière synthétique fini, dont les faces supérieure et inférieure sont toutes deux revêtues de métal, est extrait de l'outil, comme on peut le voir sur la figure 2d. Puis les bords 6 et 9 des tôles sont découpés. - : - I#VE###iOATiON# -: - 1 - Procédé pour la fabrication d'un objet en matière synthétique dont une surface au moins, formée dans un outil de moulage par injection, est recouverte de métal, caractérisé en ce que le métal est disposé entre les demi-outils sous la forme d'une tole mince ayant une plus grande surface que l'aire de projection de la cavité du moule dans le plan de séparation de l'outil, avant que cette cavité ne soit fermée, puis - après que la cavité du moule a été fermée, les bords de la tôle de métal étant coincés entre les demi-outils - la matière synthétique est injectée dans cette cavité qu'elle emplit, tandis que la tôle de métal est étirée et amenée à s'appliquer sur la surface de l'un des demi-outils et à recouvrir celle-ci. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle est mise en place sous la forme d'un disque plan entre les demi-outils. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le métal est --l'aluminium. 4 - Procédé selon la revendication n ou 2, caractérisé en ce que le métal est l'acier, le cuivre ou le laiton. 5 5 - Procédé selon-l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière synthétique est le polypropylène. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'avant la mise en place de la tôle dans l'outil de moulage par injection, -une pellicule de matière synthétique est fixée au côté-de la tôle qui doit être dirigé vers la matière synthétique qui sera injectée dans la cavité de moulage. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 1 à 6, caractérisé en ce qu'une seconde tôle mince de métal, ayant une surface plus grande que l'aire de projection de la cavité de moulage sur la surface de séparation du moule, est placée dans la cavité de moulage entre les demi-outils avant que cette cavité ne soit fermée et, après la fermeture de la cavité de moulage, les bords de-la seconds tôle de métal étant coincés entre les demi-outils, la matière synthétique est innec- tée dans la cavité de moulage entre les tôles et emplit cette cavité, tout en amenant la seconde tôle à s'appliquer sur la surface du second demi-outil et à revêtir celle-ci.