Brevet FR2339473A1 — publié le 19770826

La présente invention concerne un procédé de fabrication de charnières ou ensembles pliables en matériaux thermoplastiques. L'emploi de dispositifs charnières et de systèmes de pliage souple dans le domaine des assemblages et emballages s'est répandu dernièrement grave à la mise au point de procédés industriels de fabrication. Ces procédés sont essentiellement au nombre de deux, un procédé à froid et un procédé par injection è chaud. Dans le procédé à froid classique, qu'il s'agisse de la fabrication d'une charnière proprement dite ou d'un ensemble pliable, il faut, è partir d'une gorge préalablement moulée dans une couche ou feuille thermoplastique, accentuer cette gorge pour accrottre Sa résistance aux effets de flexion alternative. Ceci est effectué par un tirage mdcanique de part et d1 autre de la gorge, obligeant ainsi les molécules de la couche thermoplastique b s'orienter au niveau de la gorge dans une direction parallèle A celle du tirage et, par conséquent, perpendiculairement au sens du pliage. Dans le procédé à chaud classique, la charnière ou ltensemble pliable est obtenu par injection de la matière plastique à chaud sous pression dans un moule formé de deux coquilles réunies par une zone rétrécie qui constituera la ligne de pliage. Un pliage brutal de cette dite zone entraînera une orientation des molécules, en conférant à la charnière sa véritable résistance à la flexion alternative. Les inconvénients des deux procédés indiqués ci-dessus sont, d'une part, la complexité mécanique de leur mise en oeuvre, c'est-è- dire l'obligation d'effectuer un tirage et une élongation dans le cas du procédé à froid, et d'effectuer un pliage brutal b chaud dans le cas du procédé par injection et, d'autre part, la difficulté, dans les deux procédés, d'éviter une certaine tendance è la déchirure au niveau de la gorge, l'obtention de cette dernière étant réalisée au détriment de l'intégrité de la feuille thermoplastique. L'objet de la présente invention est précisément d'obvier à ces inconvénients et, à cet effet, elle a pour objet un procédé de fabrication selon lequel on imprime è chaud la ligne de pliage dans une feuille composite constituée d'au moins deux couches, adhérant les unes aux autres, de matériaux thermoplastiques ayant des températures de ramollissement différentes, et qu'on plie ensuite suivant la dite ligne de pliage. Ces matériaux thermoplastiques peuvent titre différents. Toutefois, les couches externes seront de préférence constituées par des matériaux identiques ou compatibles entre eux avec ou sans couches i#ecr#eéde#t, on utilise la propriété des matériaux thermoplastiques d'avoir des températures de ramollissement différentes suivant les matériaux considérés. Dans le procédé selon l'invention, les deux couches externes sont réalisées de préférence dans un matériau dont la température de ramollissement est supérieure b celles des couches internes. Pour ses propriétés mécaniques et, en particulier, pour-son point de ramollissement, on utilise avantageusement le polypropylé ne comme matériaux constitutif des couches externes. La réalisation d'une charnière dans une feuille thermoplastique composite ainsi définie a lieu, d'abord, en élévant la tempéra- ture de la feuille jusqu'au point de ramollissement des couches externes et, sinrultanément, en appliquant par pression b l'endroit de la charnière un outil, par exemple en forme de V, permettant de déformer la couche supérieure vers l'intérieur des couches intermé diapres pour venir rejoinre ainsi la couche intérieure. La gorge ainsi créée constitue l'amorce d'une charnière ayant environ 11 épaisseur des deux couches externes. Par ailleurs, et au moment de sa déformation, les molécules de la couche supérieure subissent une élongation et une orientation permettant ensuite un pliage alternatif è effet de charnière. Cette déformation de la couche supérieure par l'outil, par exemple en forme de V, s'effectue à travers la ou les couches intermédiaires. Ces couches intermédiaires sont elles-m#mes déformées par flu- age et offrent une certaine contre-pression évitant une cassure de la couche supérieure, jusqu'à sa rencontre avec la couche inférieure. Ensuite, un pliage à chaud ou è froid permet b cette dernière couche de subir un étirage permettant également un mouvement alternatif b effet de charnière. Dans un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on peut utiliser deux outils, par exemple en forme de V, s'opposant et venant déformer par pression les couches supérieure et in prieure b travers les couches intermédiaires pour réaliser ainsi une charnière par soudure des deux couches externes venant s'appliquer l'une contre l'autre. La feuille composite peut titre avantageusement constituée d'une seule couche intermédiaire de matière thermoplastique, par exemgLede polystyrène, insérée entre deux couches extérieures de matière thermoplastique, par exemple de polypropylène, ces dernières pouvant créer une charnière d'épaisseur suffisante, sans pour autant que ces matériaux puissent limiter la portée de l'invention. Le procédé selon l'invention sera bien compris à l'aide des exemples suivants et du dessin annexé sur lequel : la figure l représente la coupe d'une feuille composite constituée de trois couches, avant compression; la figure 2 représente une coupe de la feuille composite représentée sur la fig. 1, après compression de la couche supérieure et formation de la charnière avec la couche inférieure, et la figure 3 représente une coupe de la feuille composite représentée sur la fig. 1, après compression des couches supérieure et inférieure et formation de la charnière par soudure entre les deux couches. La feuille composite est constituée d'une couche intermédiaire 2 en polystyrène, insérée entre deux couches extérieures t et 3 en polypropylène. Dans l'opération de formation de la charnière à laquelle on se réfère à la fig. 2, après avoir chauffé la feuille composite à une température correspondant au point de ramollissement des couches externes, on imprime une pression sur la couche supérieure 1 à l'aide d'un outil 4. Cette pression est appliquée JusQu'd ce que la gorge 5 ait la forme désirée et que la charnière ait une épaisseur sensiblement égale à la somme des épaisseurs initiales des deux couches extérieures, l'épaisseur finale de la charnière restant fonction de la pression appliquée. Par suite de la différence des températures de ramollissement de la couche intermédiaire qui flue de part et d'autre de l'outil et des couches extérieures qui se rejoignent, la charnière peut ainsi titre réalisée, après pliage à chaud ou à froid. La charnière représentée sur la fig. 3 est obtenue suivant le même principe, par pression des outils 4 et 4' sur les couches 1 et 3, afin d'obtenir les déformations 5 et 5'. La soudure des deux couches t et 3, après fluage de la couche interne 2, forme une charnière à effet alternatif, après pliage à chaud ou à froid, avec un sens d'ouverture indifférent. rar conséquent, la charnière ou la ligne de pliage ne comporte pas d'amorce de déchirure. En outre, le pliage brutal après matriçage n'est pas nécessaire comme dens le procédé par injection. Il est entendu que la description récéåente n'est pas limitative de l'invention. C'est ainsi aue ltépnisseur de la feuille composite peut varier en fonction des applications envisagées. il en est de même des épaisseurs relatives des couches de matière plas tiquez En général, les couches extérieures de polypropylène ont une épaisseur ne dépassant pas quelques dixièmes de mm. Toujours dans le cadre de l'invention, et sans en détruire l'économie, on peut inverser l'ordre de superposition des couches de matière plastique, c'est-à-dire que les couches externes peuvent être en polystyrène et la couche interne titre en polypropylène. Dans ce dernier cas, le dispositif de la fig. 3 est, en nrincipe, préférable. La forme des outils utilisés pour réaliser l'impression de la charnière ou de la ligne de pliage peut varier en fonction des besoins, sans avoir nécessairement une forme en V. lie procédé selon invention permet d'obtenir des articulations de souplesse satisfaisante en fonction des matières plastiques utilisées, ainsi que des parois de rigidité ajustée, en fonction de la qualité et de l'épaisseur des matières constitutives de la feuille plastique composite. RE#ENDIC AT IONS 1. Procédé de fabrication de charnières ou ensembles pliables en matériaux thermoplastiques, caractérisé par le fait qu'on imprime à chaud la ligne de pliage dans une feuille composite constituée d'au moins deux couches, adhérant les unes aux autres, de matériaux thermoplastiques ayant des températures de ramollissement différentes, et auton plie ensuite suivant la dite ligne# de pliage. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la température de ramollissement de l'une des couches de matériaux thermoplastiques est inférieure à celles des autres couches. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'impression de la ligne de pliage est faite d'un seul caté de la feuille thermoplastique composite. 4. Procédé selon l'une des revendications t et 2, dans lequel l'impression de la ligne de pliage est faite simultanément des deux cotés de la feuille thermoplastique composite. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la feuille thermoplastique composite comprend deux couches externes en polypropylène et une couche interne en polystyrène. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la feuille thermoplastique composite comprend deux couches externes en polystyrène et une couche interne en polypropylène.