Brevet FR2297706A1 — publié le 19760813

L'art de faire des récipients en matière plastique complexe est connu d'après le brevet américain 2. 936.489 suivant lequel on utilise du polyéthylène à haute pression pour réaliser le goulot d'une bouteille, et du polyéthylène à basse pression pour former le corps de la bouteille La méthode de moulage d'objets en matière plastique à deux tons formée de deux épaisseurs de résine thermoplastique est elle aussi connue, d'après le brevet américain 3. 057. 016. La production de laminés à couches multiples est également chose connue d'après les brevets américains 3. 694. 119 , 3.513.060, et la production d'objets en matière plastique irisée à plusieurs couches est décrite par le brevet américain 3. 576. 707. Aucune des méthodes connues ne combine des lamelles de résine ther- moplastique qui non seulement sont fusibles entre elle. pour former une strnc- ture uniforme, mais sont disposées aussi de telle façon qu' une teinture de coloration ou un pigment puisse etre incorporé dans une mince couche extérieure pour réduire la quantité de pigment à employer, ni ne prévoit que la couche es- térieure de résine a une température de fusion relativement basse, inférieure à celle dq la couche intérieure, et amoindrit ainsi le risque de détériorer le pigment, détérioration qui est engendrée par le vieillissement et la température, ce qui diminue le déport du pigment sur les surfaces du moule, De plus, cet assemblage de couches de matières plastiques de propriétés physiques différentes est intéressant car la couche intérieure qui brme ie corps de l'objet est dure et forte, et la couche extérieure est appréciablement plus faible et elle est disposée comme une couche extérieure, de sorte que pendant la fermeture du moule, la matière se trouvant dans les zones de séparation du moule est pincée, et la matière plus dure est pressée et poussée hors de la zone de pincement en laissant une mince feuille de la matière faible qui relie l'objet fini au jet de coulée, de sorte que celui-ci peut être facilement rompu en laissant une cassure nette et lisse, sans qu'il soit nécessaire de couper ou meuler ou enlever d'une façon quelconque la matière reliant la coulée à l'objet, opération qui posait un problème délicat avec les procédés antérieurs. Un premier but de l'invention est de proposer un procédé nouveau de fabrication d'un objet en matière plastique utilisant un laminé présentant une couche intérieure dure, telle que de polyéthylène ou polypropylène de forte densité, et une couche extérieure faible, facile à briser, telle que de poly éthylène de faible densité qui, dans l'opération du moulage, sert de jonction entre l'objet et la coulée pour faciliter le retrait de l'objet et de la coulée hors du moule, et qu'il est ensuite facile de séparer. L'invention envisage d'extruder ou de refouler conjointement un mince tube extérieur de polyéthylène de faible densité par-dessus un tube épais de polyéthylène de forte densité, le tube extérieur donnant à l'objet un fini lustré et servant aussi de véhicule à un agent colorant qui peut être mélangé à la matière de ce tube, la faible épaisseur de celui-ci réduisant à un minimum la quantité à la fois de la matière plastique et de l'agent colorant utilisé pour produire un objet coloré. En conséquence, l'invention vise un procédé de fabrication d'un objet en matière plastique à jet de coulée aisément séparable, qui consiste à refouler simultanément dans les parties d'un moule ouvert une lamelle de matière plastique sous la forme d'une paraison comprenant une lamelle intérieure de forte densité et une lamelle extérieure de faible densité, puis à fermer des parties de moule pour enfermer la paraison, et en fermant le moule à écraser les lamelles sur la ligne de séparation des parties du moule avec une pression suffisante pour chasser la lamelle de forte densité sur la ligne de séparation en n'y laissant qu'une mince feuille facilement séparable de la lamelle de faible densité reliant le jet de coulée à la paraison, et enfin à dilater la paraison pour former l'objet à l'intérieur du moule. Un autre but de l'invention est de proposer une nouvelle paraison complexe, dans laquelle une couche extérieure est composée d'une matière pouvant être travaillée à une température plus basse que celle de la couche intérieure de matière destinée à constituer le corps de l'objet, la couche extérieure de matière contenant un agent colorant qui est moins susceptible de se déposer sur les surfaces du moule avec lequel il entre en contact. Un autre but encore de l'invention est de proposer un objet tel qu'un récipient formé d'un laminé présentant une couche intérieure dont la résine de base n'a pas de lustre propre, et une couche extérieure de polyéthylène à basse pression, qui peut elle-même contenir un pigment colorant, ou peut couvrir une couche intérieure colorée, le polyéthylène à basse pression donnant à l'objet un fini lustré. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après qui faite en référence aux dessins annexés en illustre un exemple de réalisation. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un moule de type classique et d'une tête de moulage à injection, montrant la disposition et la constitution de la para ison qui s'y trouve. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un moule prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1, et montrant la distorsion de la parai son dans la partie de poignée de ltobjet. La figure 3 est une autre vue en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 5, montrant la paraison de matière plastique pincée par le moule fermé. La figure 4 montre en vue agrandie la partie encerclée de la figure 3, La figure 5 est une vue en élévation latérale de l'objet produit dans les moule s. L'appareil 2 pour moulage par insufflation peut#tre#priuclpeì#4p# décrit dans le brevet américain 2. 515. 093. Mais dans le cas présent, une tete d'extrusion 3 est prévue pour ltes- trusion simultaneéd'une lamelle extérieure ou couche 4 et d'une lamelle intérieure ou couche 5 d'une paraison tubulaire 6. La tette d'extrusion 3 est montée de façon appropriée à la suite d'un ch ssis de machine ou support (non représenté) pour l'amenée de la paraison aux moules 7, 7 d'une manière similaire à celle du brevet américain précité. Dans le cas présent, la tete dlextrusion comprend la tête de moule 8, dans laquelle se trouve un passage 10; dans ce passage est montée à coulisse une tige 11, prévue pour etre actionnée axialement par un moteur 12 auquel elle est reliée, le moteur étant commandé par un programmateur du type bien connu dans l'art. La tige coulissante 11 est reliée à un noyau brut 13 qui est logé dans un alésage 14 ménagé dans une pièce rapportée de la coque ou bec 15 qui est fixé par des boulons 16 à la coque du corps, L'alésage 14 communique avec un alésage de corps coaxial 18, à l'intérieur duquel est disposé un extenseur 20 fixé à son extrémité arrière 22 à l'intérieur d'une cavité 24 dans une bague de montage 25 qui est convenablement vissée à la tete 8. La partie arrière de l'alésage 18 est munie d'une chambre annulaire 26 qui communique avec un passage 29 ménagé dans la tete de moulage 8 dans laquelle la résine fondue, de préférence du polyéthylène de forte densité, est amenée par poussée par une vis de refoulement ou organe analogue, en prove nance d'une trémie, suivant un procédé bien connu. La matière plastique fondue se trouvant dans la chambre 26 est maintenue à la température de travail par des bandes chauffantes 27, 28 enroulées autour du corps de coque.La couche de polyéthylène de forte densité provenant de la chambre 26 est poussée à travers le grand canal cylindrique 27' formé entre la surface intérieure 28' du corps et la surface extérieure de l'extenseur fusiforme 20, et à la base 29 de la partie terminale avant 30 de l'extenseur, la lamelle 5 est recouverte par un placage ou couche 4 de polyéthylène de faible densité qui peut être mélangée à un pigment de la couleur désirée. La couche de revêtement est refoulée sous pression à partir d'une chambre annulaire 33 ménagée dans le corps de coque et le bloc de la tête de moulage à travers une étroite fente annulaire transaxiale 34 qui s'étend radialement de la chambre 33 au canal cylindrique 27'.La lamelle de paraison 5, formée par les couches fondues 4 et 5, est ensuite poussée à travers l'extrémité de sortie 35 de llextrudeur le long des parties se rétrécissant en tronc de cône 36,73 des parties opposées du corps de coque et d'extenseur. Dans cette région la paraison est comprimée et passe dans un canal accumulateur cylindrique 37 du passage de ltextrudeur, la partie 37 étant d'une plus grande profondeur radiale ou épaisseur que la partie précédente du passage, et comprise entre une surface resserrée 39 du noyau brut et la surface de l'alésage cylindrique 14 de la pièce rapportée. Au voisinage de la sortie 35, le noyau brut s'agrandit graduellement et prend une forme tronconique, qui se fond à sa base en une arete de bord cylindrique 40, s'opposant à la surface cylindrique de l'alésage 14. Comme dit plus haut, la paraison est introduite dans les moules 7, 7, chaque moule possédant une partie fixe 42 et une partie 43 pouvant etre animée d'un mouvement de translation, qui se déplace entre une position ouverte (une position partiellement ouverte est représentée à la figure 1) et une position fermée représentée à la figure 3. Comme on le voit à la fig. 3; les parties de moule ont une ligne ou un plan de séparation indiqué par X-X, et dans le cas présent il est formé une cavité de corps 45 et une cavité de poignée 46, ces cavités étant séparées par des plaques de côté 47, 48 des parties de moule respectives.La plaque 47 présente une poche de réception du jet de coulée 49 limitée par une patte de bord 50 qui est munie d'une dent de pincement 51 oppo ée à la dent de pincement 52 sur la plaque 48 qui présente aussi une patte de bord 53 limitant une poche de réception du jet de coulée 54. Ainsi, après la fermeture des moules, pour empecher la paraison de s'affaisser, celle-ci est partiellement gonflée avec de l'air soufflé à travers le passage dans la tige coulissante et le noyau brut, les plaques de cté s'avancent l'une vers l'autre et déforment la paraison comme on le voit aux figures 1 et Z, et après la fermeture des moules la paraison est pincée par les dents dans une mesure telle que la matière plastique dure, de forte densité, qui est épaisse d'environ 0, 01 mm, indiquée aux figures 3 et 4 en 55, est écrasée et chassée hors de la zone de pincement, et la seule matière qui reste est la matière plastique de faible densité, d'une épaisseur d'environ 0, 001 mm à 0, 005 mm, qui forme une faible lamelle de jonction en 56 entre la partie de poignée 57 du récipient et la coulée 58, et entre la coulée et la partie de corps 60 du récipient. Une fois que le moule est fermé, la paraison est percée par une aiguille à air 61, à travers laquelle de l'air à haute pression est introduit pour amener la paraison à épouser la forme de la cariS du Dans le cas présent, la coulée est de forme à peu près ovale, comme on le voit à la figure 5, et elle est constituée de façon à pouvoir etre aisément rompue par une simple pression légère exercée transversalement, ce qui fait que l'espace occupé par le jet de coulée offre, entre la poignée 57 et le corps 60 du récipient, une ouverture pour recevoir la main.Aucune saillie à arête vive ne reste sur la poignée ni le corps Dans la pratique réelle on a constaté que lorsqu'on ajoute le pigment à la mince lamelle de revêtement, qui dans le cas pré sent e#st du polyéthylène de faible densité, le travail tla fusion) de cette matière à une température plus basse, qui est comprise entre 1880 et 193 C, comparée à la température de fusion (2 10-221 0C) du polyéthylène de forte densité constituant la couche intérieure, avait pour effet la préservation du pigment en en réduisant la détérioration qui est fonction du temps et de la température.De plus, le travail à basse température de la couche extérieure empêchait le dépôt du pigment sur les surfaces refroidies 63, 67 des parties du moule, de sorte que l'inconvénient que présente la fusion à haute température de la matière intérieure est essentiellement éliminé. De plus, une quantité relativement petite de pigment est nécessitée, comparativement à la quantité qui serait nécessaire pour colorer de façon adéquate la matière de la couche intérieure formant le corps de l'objet En outre, si les récipients étaient faits seulement de la matière à forte densité, des quantités excessives de pigment devraient etre employées, et la haute température de fusion de la matière la rend plus susceptible de déposer le pigment sur les surfaces du moule, des variations de couleur peuvent alors se produire par l'effet de la haute température. Enfin, le récipient présente un fini terne, contrastant avec l'aspect d'un récipient obtenu avec des laminés dont l'un est fait d'une matière de forte densité et l'autre d'une matière de faible densité. D'autre part, quand on emploie une couche de matière de forte densité, le jet de coulée est difficile à enlever; il est alors nécessaire de le couper ou s'il est enlevé en le cassant, il laisse des saillies à arête vive qu'il faut enlever par nouvelle fusion ou usinage. Enfin, la couleur du récipient en laminé peut être rehaussée par l'addition d'oxydes de titane à la matière constituant la partie de corps du récipient, avec un recouvrement de la partie épidermique donnant la couleur. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique à jet de coulée aisément séparable, qui consiste à refouler simultanément dans les parties d'un moule ouvert une lamelle de matière plastique sous la forme d'une paraison comprenant une lamelle intérieure de forte densité et une lamelle extérieure de faible densité, puis à fermer des parties de moule pour enfermer la paraison, et en fermant le moule à écraser les lamelles sur la ligne de séparation des parties du moule dans une mesure suffisante pour chasser en la pressant la lamelle de forte densité sur la ligne de séparation en n'y laissant qu'une mince feuille, facilement séparable, de la lamelle de faible densité reliant le jet de coulée à la paraison, et enfin à dilater la paraison pour former l'objet à l'inté rieur du moule. 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la lamelle à forte densité est un polyéthylène de forte densité, et la lamelle de faible densité est un polyéthylène de faible densité. 3) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paraison est partiellement gonflée après avoir été introduite dans le moule, et cette paraison partiellement gonflée est encochée par des parties du moule, puis pincée pour chasser par la pression la lamelle de forte densité. 4) Procédé de fabrication d'un récipient de matière plastique formé d'une lamelle extensible de matière ayant un noyau intérieur de forte densité et une matière de faible densité formant une gaine extérieure faisant corps avec le noyau intérieur, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes : - introduire les lamelles dans les parties de moule ouvertes, -ensuite pendant qu'elles sont à l'état plastique, fermer les parties du moule contre les lamelles avec une pression suffisante pour chasser la matière de forte densité d'entre les parties du moule sur la ligne de leur séparation, en laissant entre el les une feuille de la matière de faible densité et formant ainsi une liaison facile à rompre entre le jet de coulée et le récipient formé après l'extension consécutive des lamelles dans le moule. 5) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la matière de forte densité consiste en un polyéthylène de forte densité, et la matière de faible densité consiste en un polyéthylène de faible densité. 6) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on effectue une dispersion d'un pigment entre le noyau et la gaine. 7) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lton effectue une introduction d'un pigment opaque dans la matière du noyau avant ex fusion. 8) Procédé pour réduire le dépôt du pigment sur les surfaces du moule refroidies provenant d'-une matière plastique pigmentée dans la fabrication d'objets-colorés, caractérisé en ce qu'il comprend - la formation d'une lamelle de noyau en matière plastique de forte densité et d'une gaine de matière plastique de faible densité imprégnée de pigment et pouvant etre travaillée à une température inférieure à celle de la matière de forte densité; - le positionnement de la lamelle de matière de faible densité du cOté des surfaces du moule, puis l'extension de cette lamelle de façon qu'après l'extension, seule la matière de faible densité entre en contact avec la surface de moule refroidie, empechant ainsi le dépot du pigment sur les surfaces du moule. 9)Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la matière plastique de forte et de faible densité est du polyéthylène. 10) Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le pigment est une teinture organique. 11) Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la lamelle du noyau comporte un pigment blanc de bioxyde de titane. 12) Procédé de fabrication d'un récipient coloré comportant une partie de corps solide et non brillaqt et une partie de gaine d'un brillant vif, caractérisé en ce qu'il comprend: - l'extrusion simultanée d'un tube intérieur en matière plastique pouvant être travaillée à haute température, et d'un tube extérieur en matière à travailler à basse température, pour former une paraison comprenant un corps solide et présentant un fini lustré, le tube extérieur contenant un pigment susceptible d'être détérioré par la température; - l'introduction de cette paraison dans un moule ayant une température de surface inférieure à celle de la paraison; et - enfin le soufflage du tube dans le moule pour former l'objet. 13) Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la partie de gaine est faite d'une matière plastique transparente. 14) Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la par; tie de gaine contient un pigment irisé d'une nature qui le ferait autrement se déposer sur les surfaces du moule, cette gaine étant formée d'une matière thermoplastique ayant une température de travail caractéristique compatible avec la basse température des surfaces du moule dans lequel ledit récipient serait formé pour empecher le dépôt d'un tel pigment. 15) Procédé de fabrication d'un objet à partir d'un laminé comprenant une couche intérieure de matière thermoplastique et une couche extérieure de matière différente de celle de la couche intérieure, et composé de polyéthylène de faible densité, comprenant l'introduction de ce laminé dans les parties de moule formant l'objet dans lesquelles des flots de coulée sont formés, puis la fermeture des parties du moule jusqu'à un degré suffisant pour pincer la matière et chasser la couche intérieure de matière d'entre les parties de séparation des fractions du moule en laissant seulement une matière aisément sépa- rable pour former une feuille reliant les flots de coulée à l'objet, et ensuite l'expansion du laminé dans ledit objet à l'intérieur du moule formé par lesdites parties du moule une fois fermé. 16)Procédé 'suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la couche intérieure de matière est du polypropylène.