Brevet FR2391833A1 — publié le 19781222

La présente invention concerne des produits moulés en ma tière plastique, par exemple des tubs ou cuvettes de bain, comportant divers motifs, ainsi que le procédé de fabrication de tels articles. Pour imprimer des motifs de matiere plastique renforcée (FRP) sur un tub de bain, il existe des procédés classiques de pulvérisation et d'application a la main, conformément auxquels on empile a la surface du moule un tissu muni de motifs en fibres de verre, puis on pulvérise la résine à la surface de l'ensemble. Mais les procédés de ce genre comportent de nombreux stades opératoires, et, en outre, ils ont tendance #-n'assurer qu'une finition irrégulière de la couche superficielle, avec cet autre inconvénient que la qualité de 11 article obtenu dépend beaucoup de l'habile- té de l'ouvrier qui a effectué le travail. En dehors des procédés que l'on vient de citer, il exis- te le procédé de moulage à la presse comportant un composé de moulage en feuilles, (appelé "SMC") pour la fabrication de tubs de bain en matière plastique renforcée (FRP). Selon ce dernier procédé, on assemble un élément de moule supérieur (élément femelle) et un élément de moule inférieur (élément mâle) en métal, et l'on remplit l'intervalle entre ces deux éléments de moule à l'aide de ce matériau constitué par des matieres plastiques renforcées à l'état de feuilles, puis on chauffe l'ensemble constitué par ces deux parties de moule pour faire fondre cette matière plastique renforcée (FRP), de manière qu'elle se répande parfaitement dans tout intervalle compris entre les deux parties du moule, avec une épaisseur bien réguliers. Mais, avec ce procédé, il est assez difficile de réaliser tous les motifs que l'on voudrait. L'invention vise à remédier aux inconvénients que l'on vient de citer et permet de réaliser un article comportant tout motif voulu ; l'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un tel article. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, deux formes de réalisation. Sur ces dessins - la figure I représente, en coupe transversale, les deux éléments d'un moule destiné à réaliser un article selon l'invention, 1 'élé- ment mâle étant muni des couches destinées à confectionner cet article - la figure 2 est une coupe faite dans l'élément male de ce moule ; et - les figures 3 et 4 correspondent respectivement à la figure I et à la figure 2, pour une seconde forme de réalisation de l'article selon l'invention. Sur la face de forme allongée munie de motifs d'un tissu 3 en fibres de polyester, on applique une natte 6 perméable formée de longues fibres de verre croisées et constituant une feuille d'une épaisseur comprise entre 0,1 et 035 ma puis, cette natte 6 étant disposée intérieurement, on coud l'ensemble formé par cette natte et par le tissu 3 de manière à réaliser un sac ayant une forme qui correspond a celle du tub de bain que l'on veut fabriquer. On dispose ensuite le sac ainsi cousu sur toute la surface de l'élément métallique mâle 1 du moule porté à une température comprise entre 800C et 150cl, puis on applique la matière renforcée (FRP) à l'état de feuilles en quantité suffisante pour pouvoir réaliser un tub de bain et de manière qu'elle pénètre bien dans toutes les parties de l'élément 1 du moule. L'opération suivante consiste a recouvrir avec l'élément femelle du moule tout l'ensemble constitué par l'élément mâle et ce sac ; puis on applique fortement l'un contre l'autre les deux éléments I et 2 du moule pour exercer une compression.Grâce a cette opération de compression, la matiere plastique renforcée (FRP) se met a fondre et traverse les mailles du tissu 3 muni de motifs et, en même temps, la résine contenue dans cette matière plastique renforcée se déplace vers la surface du tissu 3 pour atteindre fi nalement 12 natte 6, comme représenté par la figure 2. Il convient de noter tout spécialement qu'au cours de ces opé- rations, la natte 6 possede un pouvoir absorbant (qui rappelle l'absorption par l'eau) en ce qui concerne la résine, ce qu'il convient vraisemblablement d'attribue aux mailles de la natte 6 qui assurent un phénomène de capillarité. il en résulte qu'une bonne partie de la résine traverse les mailles du tissu 3 muni de motifs pour atteindre la natte 6 puis traverser les mailles de cette natte, en se trempant, de maniera La constituer la couche limpide 5. La référence 4 désigne la couche initiale de matiere plastique renforcée (FRP). Puis la résine se met à durcir et, au bout d'un temps donné, on ouvre le moule métallique et l'on en retire l'article moulé. Pour confectionner le tissu 3 muni des motifs cités, on peut utiliser un tissu en d'autres matériaux, par exemple des substances organiques telles que le "Nylon" ou des substances minérales ou du coton possédant une résistance suffisante pour ne pas se déformer ni se rompre au cours de l'opération de compression et possédant une résistance thermique suffisante pour ne pas fondre ; en outre, au lieu d'un tel tissu, on peut utiliser un corps muni de motifs consistant en une feuille ou pellicule de "Nylon" ou de polyester par exemple, présentant un grand nombre de trous, munie de motifs variés imprimés, que l'on laisse ensuite durcir par vaporisation. Pour les matieres plastiques, on utilise une substance cons tituée par des fibres de verre courtes trempées dans une solution épaisse d'un mélange bien malaxé de résine de polyester non saturé, de charges, de pigme#nts, que l'on rend encore un peu plus visqueux à l'aide d'oxyde de ma guésium pour l'amollir. On peut également utiliser des matieres plastiques renforcées ou non, et un bloc plastique. Le tissu muni de motifs peut consister en une étoffe tissée ou tricotée, ou en nattesow étoffeenon tissées Ou encore en un tissu de filaments et de fils torsadés. Les étoffes destinées à constituer le tissu muni de motifs doivent posséder une bonne résistance mécanique, une bonne résistance thermique et doivent pouvoir se teindre comme indiqué plus haut comme matériau répondant à ces conditions, on peut citer encore la coton et la soie, dans le domaine des fibres naturelles, et les fibres de "Nylon" ou de "Vinylon", dans le domaine des matières synthétiques.En ce qui concerne la natte 6, elle doit satisfaire aux conditions de perméabilité (pour le transfert facile du motif du tissu 3), de capacité d'absorber la résine fondue, de perméabilité à la résine fondue et de résistance thermique suffisante pour ne pas fondre à la température à laquelle sont portés les élé- ments métalliques du moule. En plus des matériaux cités plus haut, on peut utiliser, pour la réalisation de la natte, d'autr##es matériaux satisfaisant à ces conditions, par exemple des matériaux tissés ou non tissés, des pellicules ou du papier muni de trous. Lorsque la rayon de courbure dans les angles du moule sur lesquels le tissu muni de motifs est appliqué est d'au moins 15 mm, on peut empecher les mailles du tissu téndu à l'endroit de ces angles de s'érafler, ce qui provoquerait des déformations des motifs. Les bords du tissu muni de motifs étant fermement tendus autour des parties étranglées la des moules, on peut faire an sorte que le tissu muni de motifs demeure bien fixe meme si la résine de la matiere plastique renforcée se déplace, et, de la sorte, on peut empêcher la formation de rides sur ce tissu muni de motifs et également empêcher toute déformation des motifs et entassement du tissu (en particulier dans les angles) sous l'effet de ruptures des fils. Quant au sac, au lieu de coudre ses éléments, on peut les coller à l'aide d'une résine synthétique adhésive ou les chauffer jusqu'à durcissement. Les motifs, au lieu d'être obtenus comme dans l'exemple que l'on vient de décrire, peuvent être appliqués à l'extérieur du tub de bain, si l'on met le tissu mui de motifs à l'intérieur de l'élément femelle du moule. Dans ce cas, on doit retourner les éléments du moule de bas en haut. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, le tissu muni de motifs, d'une épaisseur comprise entre 0,15 et 0,25 mu, est réalisé avec des fils de chaîne de filaments de 150 deniers et des fils de trame de fils torsadés de 120 deniers, avec une densité de fil de chaîne, (ctest- -dire le nombre de fils par unité de largeur du tissu) de 100130 mu (33/10 mu) et une densité de fil de trame de 110/30 mu (36 10 mm). par conséquent, le tissu 3 muni de motifs présente un intervalle convenable entre deux fils (cet intervalle étant compris à peu pres entre 0,14 et 0,15 mu à la fois pour les fils de chaîne et les fils de trame diapres les valeurs calculées), cet intervalle permettant le passage de la résine dans les mailles de ce tissu muni de motifs. Grâce à cet intervalle de valeur convenable et au feutrage des fils torsadés de la trame, le tissu à motif 3 colle fermement à la couche de base 4. On peut avoir également une épaisseur de fil de chaîne et de trame comprise entre 80 deniers et 150 deniers avec une densité de fil de chaîne et de fil de trame comprise entre 20 et 50/10 mu. Pour ces gammes de valeurs, la résine traverse convenablement le tissu muni de motifs, en permettant de réaliser des motifs d'un bel aspect, et ce tissu muni de motifs a un bon pouvoir d'adhérence à la couche de base et ne s'enlève pas apres moulage. Le tissu muni de motifs a tendance à perdre sa résistance nécessaire au moulage lorsque les fils ont une épaisseur plus faible que les valeurs indiquées ci-dessus et, au contraire, il est difficile d'obtenir une couche 5 de résine bien lisse et, de plus, les fils ont tendance à se dénuder, lo#rsque leur épaisseur est supérieure aux valeurs indiquées plus haut. Les motifs des articles moulés se brouillent lorsque la densité des fils est inférieure à la valeur donnée ci-dessus et, au contraire, lorsque la densité des fils est supérieure à la valeur indiquée ci-dessus, la résine est gênée pour traverser les mailles du tissu, de telle sorte qu'il devient difficile d'obtenir une couche 5 bien lisse et que l'adhérence de la résine sur le tissu risque d'être compromise. L'épaisseur des fils et la densité ont la même valeur pour la trame et pour la chaîne, ou au contraire, des valeurs différentes. On peut utiliser, pour la chaîne, des filaments et, pour la trame, des fils torsadés, ou l'inverse, ou encore la chaîne et la trame peuvent toutes deux être constituées par des filaments ou toutes deux constituées par des fils torsadés. Il n'est pas toujours indispensable d'utiliser la natte 6 et, dans ce cas, on applique le tissu muni de motifs directement sur un élément de moule i, sans natte, comme représenté sur les figures 3 et 4. Mais si on utilise une natte 6, la couche transparente constituée par la natte, sa couche trempée de résine et la couche de résine à la surface de cette natte se forment à la surface munie de motifs au moment du moulage. Grâce à cette couche épaisse, la résistance à l'eau chaude, à l'usure et à la corrosion subsiste pendant longtemps et, en outre, on obtient des motifs qui tiennent bien. Suivant un autre procédé de confection d'une couche de résine limpide plus épaisse 5 (une épaisseur comprise entre 50 et 100 microns), on commence par étaler sur l'élément 1 du moule un gel de résine limpide, ou bien on commence par imbiber de résine le tissu 3 muni de motifs. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, la chaîne du tissu muni de motifs est constituée par des filaments de polyester. La trame de ce tissu est constituée de fils mélangés et elle est formée essentiellement de filés de polyester et de coton ayant un pouvoir d'absorption de l'eau supérieur à celui des fibres de polyester et ayant un pouvoir d'adhérence très fort sur la résine de polyester non saturée. Dans ce cas, les proportions de fibres (en poids) sont : polyesterlcoton = 65/35. Avec une telle chaîne et une telle trame, on obtient un tissu simple ayant des proportions convenables de fil (30-40/10 mu), ce qui empêche la réalisation de motifs flous. Comme fibres mélangées aux fibres de polyester, on peut utiliser, en plus du coton, par exemple des fibres naturelles ou des fibres semi-synthétiques de chanvre ou de rayonne, ou encore des fibres synthétiques de "Vinylon", par exemple. Un pourcentage de fibres de polyester par rapport aux autres fibres compris entre 50/50 et 80/20 est avantageux. Lorsque le pourcentage des autres fibres est supérieur à la valeur indiquée cidessus, la résistance à la traction et la résistance aux produits chimiques du tissu muni de motifs diminue et, au contraire, lorsque ce pourcentage est plus petit, le pouvoir d'adhérence de la résine au tissu muni de motifs est bien diminué. La chaîne ou la trame, ou bien les deux, peuvent être constituées par les mélanges de fils indiqués ci-dessus.On donnera ciaprès les résultats expérimentaux relatifs à l'écaillement du tissu muni de motifs constitué par des fils de types différents, sur la couche de base. Chaîne Trame Résistance à l'écaillement (g) 100 % de Polyester/chanvre = 70/30 Chaîne 8000 polyester 100 deniers 100 deniers Trame 8000 100 % de Polyester/rayonne = 65135 Chaîne 3500 polyester 100 deniers 100 deniers Trame 3500 100 W de Polyester/coton = 65135 Chaîne 3200 polyester 150 deniers 150 deniers Trame 2600 Polyester/ Polyester/coton = 65/35 Chaîne 4200 coton 65/35 150 deniers 150 deniers Trame 3500 Filaments de Filaments de polyester 370 polyester 100 deniers Dans ce tableau, la densité des fils est constante. Lorsqu'on utilise ces mélanges de fils, le tissu muni de motifs est résistant et son élongation est faible et en outre, ce motif possède une bonne résistance à liteau, son point de fusion est élevé, il peut se teindre facilement et, par conséquent, l'opération de moulage (sous une pression comprise entre 100 et 150 bars) s'effectue facilement et il est facile d'appliquer des motifs bien nets sur l'article moulé. En outre, le tissu muni de motifs possède une adhérence qui est supérieure à celle des fils torsadés de polyester, conformément à la combinaison chimique à la limite entre les fils et la résine. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la fabrication de tubs de bain, mais elle s'applique également à des articles moulés en forme de récipients, par exemple des bateaux ou des réservoirs ou des petit récipients, ou encore des articles moulés de forme plane ou courbe, par exemple des couvercles de tubs, des dessus de buffets, etc., en matière plastique ordinaire ou renforcée (FRP). REVENDICATIONS 1. - Article moulé en matière plastique et muni de motifs, caractérisé par le fait qu'il comprend une couche de base en matière plastique, un corps muni de motifs et comportant de nombreux trous destinés au passage de résine fondue et disposés à la surface de cette couche de base, et une couche de résine constituée, sur une face de ce corps muni de motifs, par les passages remplis de résine dudit corps. 2. - Article moulé en matière plastique et muni de motifs, caractérisé par le fait qu'il comprend une couche de base en matière plastique, une natte transparente et un corps muni de motifs et comportant de nombreux passages destinés à la résine fondue et disposés à la surface de ladite couche de base, une couche de résine étant formée sur une surface de cette natte à l'aide de la résine qui remplit ces passages de la natte et du corps muni de motifs. 3. - Procédé de fabrication d'un article moulé en matière plastique et muni de motifs, suivant lequel on remplit de matière plastique l'intervalle entre des éléments de moule chauffés et on réunit ces éléments de moule de manière que la matière plastique soit comprimée, fondue#et durcie, caractérisé par le fait que l'on place un corps muni de motifs sur l'un de ces éléments de moule, que l'on porte ces éléments de moule à une température inférieure au point de fusion dudit corps muni de motifs et que l'on remplit, à l'aide de cette matière plastique, l1inter- valle compris entre ce corps muni de motifs et l'autre élément de moule. 4. - Procédé de fabrication d'un article moulé en matière plastique comportant des motifs, suivant lequel on remplit de matière plastique l'intervalle compris entre deux éléments de moule chauffés et on réunit ces éléments de moule de manière à comprimer, à faire fondre et à durcir lesdites matières, caractérisé par le fait qu'il consiste à disposer une natte transparente, puis un corps muni de motifs sur l'un desdits éléments de moule, à porter ces éléments de moule à une température inférieure au point de fusion de ce corps muni de motifs et à remplir à l'aide desdites matières plastiques l'intervalle compris entre ce corps muni de motifs et l'autre élément de moule. 5. - Article moulé selon l'une des revendications I et 2, caractérisé par le fait que le corps muni de motifs est un tissu possédant une résistance assez grande pour ne pas se déformer ou se rompre au cours de l'opération de compression et une résistance thermique assez grande pour ne pas fondre. 6. - Article moulé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite étoffe est une étoffe tissée. 7. - Article moulé selon la revendication 6S caractérisé par le fait que la chaîne de ce tissu est constituée par des filaments et la trame, par des fils torsadés, ou l'inverse. 8. - Article moulé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la chaîne et la trame ont une épaisseur comprise entre 80 deniers et 150 deniers, le nombre de fils de la chaîne et de la trame par unité de largeur du tissu étant compris entre 20 et 50 pour 10 mm. 9. - Article moulé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le tissu est constitué par des fibres de polyester. 10. - Procédé de fabrication d'un article moulé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que le rayon de courbure des angles sur lesquels passe le corps muni de motifs est d'au moins 15 unn. 11. - Procédé de fabrication d'un article moulé an matière plastique selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que l'on retient fermement le corps muni de motifs par la partie évidée des moules. 12. - Article moule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il a la forme d'un récipient et qu'avec le corps muni de motifs,on onfait un sac dont la forme correspond à celle de ce réci- pient.