Brevet FR2274424A1 — publié le 19760109

La présente invention concerne, de façon générale, le soudage sur un support de motifs décoratifs prévus sur un matériau plastique synthétique et, plus particulièrement, une méthode améliorée et une matrice composite améliorée pour proceder à ce soudage Il est bien connu, s1agissant de traitement des plastiques, qu'on se heurte à de grandes difficultés lorsqu'on essaie d'assurer un repérage entre un motif décoratif imprimé sur une feuille d'un matériau plastique synthétique et un motif similaire prévu sur une matrice destinée à souder par la chaleur, le motif qui se trouve dans la feuille plastique, en assurant la concordance du motif de la matrice avec le motif imprimé sur ladite feuille.Les difficultés viennent essentiellement de ce que les matières plastiques en feuilles, en particulier le polychlorure de vinyle mais aussi d'autres matériaux, sont sujets à des distorsions dimensionnelles qui peuvent apparaître pour bien des raisons. Lorsqu'un motif est imprimé sur un tel matériau en feuille, et qu'une distorsion se produit, il est bien entendu très difficile d'assurer le repérage entre le motif ainsi déformé et un motif comparable prévu sur une matrice qui doit etre mise en coincidence avec lui avant qu'elle ne vienne en contact avec le matériau plastique synthétique afin de le souder par la chaleur, du fait que le motif porté par la matrice ne participe pas, bien entendu, à cette distorsion. La distorsion du matériau plastique synthétique peut résulter de divers facteurs dont l'un est le retrait mécanique vdA à la manipulation de la feuille plastique encore non imprimée (enroulage, déroulage, soulèvement, etc..). Ces opérations provoquent un étirement ou une déformation temporaires du ma tériau, surtout quand il fait chaud (été par exemple). C'est ainsi que cette distorsion mécanique provoquera, par exemple, un étirement dans une direction. Si l'on applique sur le matériau, dans cet état, le motif imprimé, et si le matériau tend, comme d'habitude, à reprendre sa forme initiale, il est clair que le motif imprimé sera distordu. Une autre difficulté est le retrait chimique, dû au contact des encres utilisées pour l'impression, et de leurs solvants, avec le matériau de la feuille plastique. Ceci peut pro voauer retrait, fonçage, allongement ou analogue, et donc entrafner une distorsion du motif imprimé, à laquelle peut se superposer la distorsion mécanique mentionnée plus haut. Une autre difficulté encore est le retrait résiduel qui semble caractériser certains types de matériaux plastiques en feuilles, et en particulier le polychlorure de vinyle. Il est bien connu que le polychlorure de vinyle a tendance, après sa fabrication, à se rétracter ou à se déformer en vieillissant, cette évolution se poursuivant au cours du temps. Il est clair que ceci continuera après l'application d'un motif imprimé, et provoquera la déformation de ce dernier. Pour ces raisons, et peut être pour d'autres raisons que l'on ne comprend pas encore parfaitement, le graphisme du motif déjà imprimé sur le matériau plastique synthétique se déformera en général, c'est-à-dire qu'il subira une distorsion dimensionnelle. Ceci fait disparaître la concordance entre le motif et la matrice destinée à le souder à chaud et soulève d'innombrables difficultés lorsque l'on essaie de faire concorder la matrice avec le motif imprimé avant l'opération de soudage à chaud nécessaire pour former le produit final. Lorsque les dimensions de la région imprimée augmentent, les difficultés font de même car, bien que le facteur de déformation puisse rester le même la mesure linéaire du retrait croit avec les dimensions du motif. Pour ne donner qu'un exemple, un retrait de 5% sur un motif de 25 mm correspondra à 1,25 mm tandis qu'il correspondra à 12,5 mm sur un motif de 250 mm. Les difficultés s'aggravent lorsque l'on désire souder en une seule fois, avec une seule matrice, plusieurs images d'un même motif, ou de motifs similaires, ou un assortiment de tels motifs. La région imprimée sur la feuille plastique comporte alors plusieurs images représentant le même motif, des motifs similaires, ou des motifs assortis, la matrice destinée à souder ces motifs à chaud étant bien entendu conformée en conséquence. Le but final est d'obtenir, après soudage, des morceaux séparés de plastique portant chacun les éléments de motif déjà mentionnés, à savoir un motif imprimé dont les traits sont soudés à chaud. La présente invention a donc pour but de façon générale à surmonter les difficultés mentionnées ci-dessus et rencontrées par la technique antérieure. Plus particulièrement, la présente invention a pour but de fournir une matrice composite améliorée évitant lesdites difficultés et une méthode nouvelle pour souder par la chaleur un matériau plastique pré-imprimé en évitant les inconvénients de la technique antérieure. Pour atteindre ces buts, et d'autres qui apparaîtront plus loin, un des objets de la présente invention est constituée par une matrice composite destinée en particulier à appliquer à chaud pour soudage des motifs contre un matériau plastique comportant les mimes motifs sous forme imprimée. En bref, la matrice composite comprend un organe porteur présentant une surface libre, une pluralité d'éléments individuels de matrice dont chacun présente une surface en contact avec ladite surface et une autre face présentant un motif, et des moyens de liaison reliant chaque matrice élémentaire à organe porteur tout en permettant de régler librement la position de Itélément considéré sur ladite surface libre.De la sorte, on peut faire varier la position des matrices élémentaires en fonction des modifications dimensionnelles du matériau plastique synthétique présentant des motifs imprimés avec lesquels les motifs des diverses matrices élémentaires sont destinés à etre mis en concordance, modifications que cette variation est destinée à compenser. Dans la technique antérieure, les matrices constituaient toujours un ensemble invariable comportant les motifs élémentaires de sorte que ces motifs ne pouvaient être ajustés l'un par rapport à Autre, ni par rapport aux motifs imprimés sur la feuille plastique La présente invention évite cette situa tion et surmonte donc la difficulté. Les matrices élémentaires peuvent être fixées mécaniquement à l'organe porteur, ou y être fixées par collage au moyen d'un adhésif ou par exemple avec un ruban adhésif bi-face. Si le soudage à chaud se fait par des méthodes de chauffage par haute fréquence connues dans la technique du soudage des plastiques, il est nécessaire que les matrices élémentaires soient en contact électrique avec le support; dans ce cas, les organes de liaison devront eux aussi être électriquement conducteurs. Avec la présente invention, si le motif imprimé sur le ma tériau plastique en feuille subit une distorsion, il suffit de déplacer, sur l'organe porteur, une ou plusieurs matrices élé mentaires et de les fixer dans la nouvelle position qu'ils doivent prendre pour que tout motif porté par une matrice élémentaire soit en concordance avec le motif imprimé associé porté par le matériau en feuille. Ensuite, on amène la matrice composite au contact du matériau en feuille pour souder par la chaleur les motifs respectifs. Les particularités nouvelles considérées comme caractérisant l'invention sont exposées dans les revendications, L'invention sera toutefois mieux comprise, qu'il s'agisse de la structure de la matrice ou du mode d'utilisation de celle-ci, avec encore des buts ou avantages complémentaires de celle-ci, par la description qui va suivre de modes de réalisation particuliers en se référant au dessin annexé. Dans ces dessins : La fig. 1 est une vue en perspective par dessous d'une matrice selon la présente invention. La fig. 2 montre les organes de la matrice separés, pour plus de clarté, de l'organe porteur. La figo 3 est une coupe verticale, quelque peu schématique, faite sur une matrice selon la présente invention; et La fig. 4 est une coupe verticale partielle d'un autre mode de réalisation de l'invention. Examinant tout d'abord les modes de réalisation des Fige. 1 à 3 on voit que la nouvelle matrice porte dans son ensemble la référence 1. Elle comporte un organe porteur 2 qui peut avoir la forme d'une plaque et peut présenter une zone périphérique en saillie vers le bas, ou être parfaitement plan. Cette surface porte la référence 3 et, dans le mode de réalisation particulier représenté, elle présente une pluralité de fentes 4 (voir Fig. 3, elles ne se voient pas sur la Fig. 2). Des nervures croisées 5 sont prévues pour la prise de l'organe porteur 2 d'une façon connue de l'homme de l'art. On dispose sur la surface 3 une pluralité de matrices élémentaires 6 présentant en leurs coins des marques de repérage 6a. Chaque matrice élémentaire 6 comporte un dessin ou motif 7, qui peut être de forme quelconque. Ce motif 7 est dans une large mesure semblable ou identique aux motifs imprimés prévus sur le matériau en feuille de plastique synthétique qu'il s'agit de souder. Ce matériau en feuille n'a pas été représenté parce qui il n'est pas nécessaire pour la compréhension de l'invention. Sur leur face tournée vers l'organe porteur 3 les matrices élémentaires 6 sont chacune munies de vis 8 passant par les fentes 4 et des rondelles 9 ou-des organes analogues sont enfilées, sur la face supérieure de l'organe porteur 2, sur les vis 4, sur lesquelles viennent s'engager des écrous 10.Lorsque ces écrous sont serrés, les matrices élémentaires 6 sont maintenues, à leur place, en contact avec la surface 3. Si un réglage est nécessaire, on peut desserrer les écrous 10 et déplacer les matrices élémentaires 6 sur la surface 3 dans les limites permises par la forme donnée aux fentes 4. La dimension des fentes 4, qui peuvent être remplacées par des ouvertures de forme différente, peut etre adaptée à la dimension des vis 8 de sorte que les déplacements puissent se faire dans différentes directions ou dans une seule. On n'a pas représenté de moyens de chauffage à haute fréquence destinés à souder le matériau plastique synthétique une fois que la matrice a été amenée à son contact, ces moyens étant connus de l'homme de llart et ne faisant pas partie des concepts de l'invention, bien qu'il doive être entendu que de tels moyens doivent être prévus pour que l'on puisse procéder au soudage du plastique par la chaleur. Le mode de réalisation de la fig. 4 est le m8me que celui des figs. 1 à 3, à part les fentes 4 qui ont été omises, les matrices élimentaires 6 étant reliés à l'organe porteur 2 par un moyen, repéré par Il, qui peut être un ruban adhésif bi-face (dont-les deux faces sont adhésives) ou un adhésif. Ces rubans et ces adhésifs sont bien connus de l'homme de l'art, et se trouvent dans le commerce de sorte qu'il n'est pas besoin de les décrire davantage. On leur demande d'être capables de maintenir les matrices élémentaires 6 en place, à la position qu'elles doivent occuper, mais aussi de permettre de déplacer celles-ci de façon à compenser les modifications dimensionnelles qui peuvent s'être produites sur les motifs imprimés sur la feuille en plastique synthétique. On peut bien entendu utiliser d'autres moyens de soudage que ceux qui recourent à la haute fréquence, et par exemple des moyens ultrasoniques, ou d'autres encore. Les configurations des matrices élémentaires et de l'or- gane~porteur peuvent, elles aussi, différer de ce qui a été représenté et, bien que le laiton soit un matériau préféré pour ces divers organes, on pourrait également utiliser d'autres ma fériaux Il n'est guère nécessaire de souligner que lorsque lion imprime des motifs sur le matériau plastique en feuille, on imprime également des repères sur celui-ci, et qu'au cours de l'opération de soudage ces repères doivent être mis en concordance avec les repères 6a des matrices élémentaires. Si les matrices élémentaires 6 ne faisaient qu'un avec l'organe porteur 2, ou ne pouvaient se déplacer par rapport à lui, un retrait ou une autre modification dimensionnelle des motifs imprimés sur le matériau en feuille amènerait les repères 6a à cesser de coïncider avec les repères de la feuille.De ce fait, les difficultés esquissées plus haut surgiraient. Si par exemple, on cherche à assurer le repérage dans le coin inférieur gauche d'un bloc de motifs imprimé sur le matériau en feuille, le coin supérieur droit du même bloc de motifs ne sera pas en concordance et les pièces formées dans le coin inférieur gauche (les motifs soudés sur les motifs imprimés) seraient acceptables tandis que les autres ne le seraient pas et devraient être rebutées. La présente invention évite cette situation en permettant de décaler les matrices élémentaires 6 jusqu a ce que les repères des dessins imprimés sur le matériau en feuille coincident avec les repères 6a des matrices élémentaires correspondantes, et inversement, ce qui permet de procéder ensuite au soudage des divers motifs imprimés. La présente invention réduit donc significativement les difficultés rencontrées auparavant et les pertes subies jusqu'ici. On comprendra que chacun des éléments décrits ci-dessus, ou la réunion de deux d'entre eux, ou davantage, puissent aussi trouver une utilisation dans d'autres types de structures différant de ceux qui ont été décrits ci-dessus. Alors que l'invention a été illustrée et décrite comme réalisée en vue du soudage par la chaleur de matériaux plastiques synthétiques, elle ne doit pas s'entendre comme limitée aux détails représentés car on peut procéder à diverses modifications et divers changements de structure sans s'écarter aucunement de l'esprit de la présente invention. Sans pousser l'analyse plus loin, ce qui précède montre de façon suffisamment complète l'essence de l'invention pour que d'autres, appliquant des connaissances courantes, l'adaptent aisément à des applications diverses sans oublier des traits qui, du point de vue de l'art antérieur, constituent nettement des caractéristiques essentielles des-aspects génériques ou spécifiques de la présente invention et de telles adaptations doivent autre comprises dans la signification et dans le domaine d'équivalence des revendications suivantes, et sont destinées à l'etre. EV##DICalIONS 1 - Matrice composite, en particulier pour appliquer à chaud pour soudage des motifs sur un matériau plastique synthétique portant, sous forme imprimée, des motifs similaires, comportant un organe porteur présentant une surface libre; une pluralité de matrices élémentaires dont chacune présente une face en contact avec ladite surface, et une autre face munie d'un motif; et des organes de liaison reliant chaque matrice élémentaire audit organe porteur en laissant la possibilité d'ajuster librement la position des matrices élémentaires sur ladite surface de sorte que l'on puisse faire varier la position de chacune desdites matrices élémentaires en fonction des modifications dimensionnelles du matériau plastique synthétique présentant des motifs imprimés avec lesquels les motifs des diverses matrices élémentaires sont destinés à dextre mis en concordance, modifications que cette variation est destinée à compenser. 2 - Matrice composite selon la revendication 1, dans laquelle toutes lesdites matrices élémentaires ont la même épais seule 3 - Matrice composite selon la revendication 1, dans laquelle lesdits organes de liaison sont constitués par des rubans adhésifs bifaces. 4 - Matrice composite selon la revendication 1, dans laquelle lesdits moyens de liaison sont constitués par des fentes et des vis prévues dans ledit organe porteur et lesdites matrices élémentaires0 5 - Matrice composite selon la revendication l, dans laquelle lesdits organes de liaison sont constitués par une substance adnésive. 6 - Méthode pour appliquer à chaud des motifs en coînci- dence avec des motifs imprimés sur une feuille de matériau plastique synthétique sujet à des distorsions dimensionnelles, comportant les stades suivants: fournir un matériau plastique sur lequel sont imprimés des motifs; fournir une matrice de soudage par la chaleur comportant un organe porteur et une pluralité de matrices élémentaires dont chacune porte, au moins pour l'essentiel, des reproductions desdits motifs et peut Qtre montée de façon réglable sur ledit organe porteur; procéder à la juxtapo- sition et au déplacement relatif dudit matériau plastique synthétique et de ladite matrice de soudage par la chaleur jusqu'à obtenir sensiblement la concordance de leurs motifs; et ajuster la position desdites matrices élémentaires sur ledit organe porteur jusqu'à ce que le motif de chaque matrice élémentaire soit en concordance avec un motif porté par ledit matériau plastique synthétique.