Brevet FR2598959A1 — publié le 19871127

La présente invention a trait au domaine de la fabrication d'objets moulés en matière plastique par chauffage haute fréquence sous pression de la matière disposée dans un moule creux muni de reliefs correspondant aux dessins à obtenir sur les objets en question. Elle concerne plus spécialement des perfectionnements à la technique de moulage en moules d'élastomères de silicone, ainsi qu'un dispositif de moulage par injection adapté aux équipements de presse par chauffage à haute fréquence. Il est maintenant -bien connu d'obtenir divers objets moulés, par exemple des parties constitutives de tiges et empeignes pour chaussures, des articles de maroquinerie ou autres, par emplissage à l'aide d'une matière plastique, telle que du chlorure de polyvinyle en poudre ou sous forme de plasti15 sol, des parties creuses d'un moule constituant les négatifs du dessin à reproduire, puis, après application éventuelle sur le moule d'un matériau qui constituera la doublure, par chauffage à haute fréquence (H.F.) sous pression de l'ensemble sandwich, après quoi un refroidissement permet d'obtenir un démoulage instantané de l'objet conformé en matière plastique. Une telle technique, avec ses diverses variantes, ainsi que les appareillages appropriés, ont déjà été décrits dans une série de brevets d'invention de la Société demanderesse. On sait qu'en soumettant un matériau diélectrique, par 25 exemple une matière plastique macromoléculaire, à des courants dont les fréquences correspondent à la résonance moléculaire du matériau en cause, on obtient un échauffement dû aux pertes diélectriques. Par exemple, dans cette technique, on soumet généralement de la poudre de chlorure de polyvinyle (P.V.C.) à 30 des fréquences de l'ordre de 27 mégacycles ou plus, sous pression, dans des moules en élastomère de silicone, pour obtenir en moins d'une minute des objets conformés correspondant aux dessins du moule. En pratique, ce dernier est confectionné à partir d'un mélange de silicone avec une poudre métallique, 35 telle que de l'aluminium, de façon à assurer une meilleure répartition du champ H.F. et permettre un meilleur refroidissement du P.V. C. moulé. Divers types de moules, spécialement adaptés à cette technique, ont été proposés par la Société demanderesse, dont notamment des moules dans lesquels la résine pure est plus ou moins chargée, dans certaines parties constitutives, de poudre -métallique ou d'un matériau équivalent (brevets français S n0 78.32827, 78.33917 et 79.06692), ou encore des moules aptes à recevoir au moins un insert métallique (brevet français n0 80.03658). Pour le moulage selon la technique rappelée ci-avant, la matière plastique (P.V.C. ou autre) est introduite sous forme de poudre ou encore ceuléesous forme de plastisol liquide dans les parties en creux du moule de silicone, avec ou sans insert métallique. On ne pouvait a priori envisager un procédé de moulage par injection, du fait que celui-ci exige la mise en oeuvre de moules métalliques et de très fortes pressions, qui '5! sont souvent de l'ordre de 10 à 50 mégapascals (MPa). Il a maintenant été trouvé qu'il était possible, avec des moules et un équipement H.F. à presses tels que ceux décrits ci-avant, d'obtenir directement à partir de plastisol liquide, des objets moulés, dans d'excellentes conditions tech20 niques et économiques, selon un procédé consistant à injecter le plastisol, à une extrémité du moule, sous une faible pres-sion, inférieure à 1 MPa, et, de préférence, comprise entre 0,1 et 0,5 MPa. Selon une forme de réalisation avantageuse, mais non 25 limitative, on pratique, pendant l'injection spécifiée ci-avant, une aspiration à l'autre extrémité du moule, en créant une légère dépression, par exemple de 0,01 à 0,05 MPa. Toutes les matières plastiques sous forme de plastisol peuvent être utilisées selon le procédé, comme par exemple 30 celles à base de chlorure de polyvinyle ou ses copolymères, ou encore des polyuréthanes à deux composants. Il est également possible de transformer au préalable le plastisol en mousse dite mécanique, par battage ou par tout moyen analogue, pour obtenir un objet moulé microporeux, cette mousse pouvant éven35 tuellement contenir un agent porophore. LIes moules utilisables en résine d'élastomère de silicone, avec des parties en résine pure et d'autres en résine chargée de poudre métallique(ou réalisées a partir de fonderie d'aluminium), sont du type de ceux décrits dans les brevets rappelés ci-avant. Il s'avère particulièrement intéressant de loger dans de tels moules des inserts métalliques tels que des grilles ou des profilés qui peuvent être combinés à des clips, agrafes ou analogues, les moules étant alors munis d'évidements permettant la fixation extérieure des inserts. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit par utilisation d'un système d'injection spécialement adapté 10 à l'utilisation pour le moulage d'équipements H.F. à processus de chauffage et de refroidissement. Ce dispositif est du genre comprenant un plateau tournant ou "carrousel" sur lequel sont montés des moules qui sont soumis successivement à un chauffage et à un refroidissement, et il peut être du type décrit dans le brevet français n 75.27466 de la Société demanderesse. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé par le fait que chacun des moules utilisés communique, à son extrémité opposée au "carrousel", avec une buse de mise sous 20 vide et avec une buse d'injection de matière plastique sous pression qui sont solidaires du moule, et par le fait qu'il comporte un cylindre de mise sous vide et un cylindre d'injection de matière plastique sous pression, ainsi que des moyens pour déplacer ces cylindres dans l'axe des buses afin de pou25 voir les amener à venir en communication avec ces dernières et les en écarter. On comprend que cette disposition permet, après avoir amené un moule dans la position appropriée par rotation du "carrousel", d'appliquer respectivement les cylindres de 30 mise sous pression et d'injection de matière plastique sur les buses correspondantes du moule, de faire le vide dans ce dernier et de le remplir de matière plastique sous pression, et, enfin, d'écarter les cylindres en question pour pouvoir remplir un nouveau moule après rotation du "carrousel". Selon une forme de réalisation avantageuse de ce dispositif, les buses du moule sont des buses mâles dont l'extrémité opposée au moule est tronconique et qui renferment f0,: 2598959 " une bille appliquée par un ressort de compression sur leur - orifice de sortie, l'extrémité en regard des cylindres de mise sous vide et d'injection formant une buse femelle tronconique s'ajustant de manière étanche sur la buse mâle correspondante. De préférence, le cylindre de mise sous vide comporte un orifice reliant sa cavité intérieure à un dispositif extérieur de mise sous vide, cependant que le cylindre d'injection comporte un orifice reliant sa cavité intérieure à un disposi10 tif extérieur d'injection de matière plastique sous pression. Avantageusement, ces orifices sont situés entre l'extrémité du cylindre correspondant qui est en regard du moule et un vérin à double effet muni d'orifices d'entrée d'air sous pression de part et d'autre d'un piston dont la tige s'étend vers la buse femelle du cylindre et se prolonge, pour le cylindre de mise sous vide, par une partie dont le diamètre lui permet de pénétrer dans l'orifice de sortie de la buse - m&le correspondante, et, pour le cylindre d'injection, par un cylindre d'étanchéité permettant d'obturer l'orifice d'injec-20 tion de matière plastique que comporte ce cylindre, ainsi que cela a été dit plus haut. On expliquera plus loin de manière plus détaillée que cette disposition permet de réaliser la mise sous vide du moule lorsque la tige spécifiée ci-dessus, sous l'effet du v5 Vérin, repousse à l'intérieur de la buse mâle la bille qui en occulte l'orifice de sortie, ce qui met la cavité du moule en communication avec l'orifice de mise sous vide du cylindre correspondant, et lorsque l'on met en route le dispositif extérieur d'aspiration d'air relié à cet orifice. - 30 Cette disposition permet également l'injection de matière plastique sous pression, après la mise sous vide, lorsque le piston du vérin se trouve dans une position telle que le cylindre d'étanchéité spécifié cidessus dégage l'orifiçe d'injection: la matière plastique sous.pression traverse 35 cet orifice d'injection et une partie du cylindre pour pénétrer dans la buse mâle et dans le moule proprement dit après ^avoir repoussé la bille qui obture l'orifice de sortie de la buse mâle d'injection. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention.peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: 5 - Les figures 1 et 2 représentent une vue en coupe axiale de l'ensemble de mise sous vide selon l'invention lors de deux phases successives de son fonctionnement; et: Les figures 3 et 4 représentent, également en vue en coupe axiale, l'ensemble d'injection selon l'invention au 10 cours de deux phases successives de son fonctionnement. Le dispositif selon l'invention comprend tout d'abord, de façon classique décrite dans le brevet français n0 75.27466 de la Société demanderesse, un plateau tournant ou "carrousel" non représenté sur lequel reposent des moules qui sont soumis 15 successivement à un chauffage et à un refroidissement par des rotations appropriées du "carrousel". Dans l'une des positions de ce dernier, l'un des moules est rempli de matière plastique; c'est ce moule dont 1' extrémité tournée vers l'extérieur du " carrousel", ou "extrémité avant", est représentée en 1 sur 20 les figures. La cavité 2 de ce moule débouche dans deux buses identiques situées-dans un même plan horizontal, dont l'une, 3, est destinée à sa mise sous vide (figures 1 et 2), et l'autre, 3', (figures 3 et 4) est prévue pour l'injection de matiè25 re plastique dans le moule. Les buses 3 et 3' sont des buses cylindriques mâles à extrémité tronconique qui sont solidaires du moule, qui font saillie à l'avant de ce dernier et qui renferment un ressort de compression 4, respectivement 4', appliquant une bille 5, respectivement 5', sur l'orifice ter30 minal pratiqué à l'avant de la buse correspondante. Un cylindre de mise sous vide 6 peut coulisser selon l'axe clu système grâce à une liaison à glissière de type classique représentée très schématiquement en 7, et son extrémité tronconique femelle 8 tournée vers la buse 3 peut venir s'appli35 quer de manière étanche sur l'extrémité mâle correspondante de la buse 3. Le cylindre 6 renferme un vérin à double effet 9 dans lequel débouchent, de part de d'autre d'un piston 10, des orifices d'admission et d'échappement d'air 11 et 12. Le piston 10 est solidaire d'une tige 13 qui s'étend dans la direction de la buse 3 et dont l'extrémité 14 présente un diamètre tel qu'elle puisse passer à travers l'orifice termi- 5 nal de cette buse. Un orifice de mise sous vide 15, étanche par rapport au vérin 9, traverse la paroi du cylindre 6 au niveau de la tige 14 et, vers l'extérieur, il est relié à un appareillage classique de mise sous vide. Le mode de fonctionnement de ce dispositif de mise 10 sous vide est le suivant: on commence par pousser le cylindre 6 vers la buse 3 (flèche F1) jusqu'à ce que l'extrémité de cette dernière soit coiffée de manière étanche par l'extrémité femelle 8 du cylindre 6 (figure 1). De l'air sous pression est alors introduit par l'orifice 11 du vérin 9 (flèche F2, figure 2), ce qui pousse le piston 10 vers la buse 3 (flèche F3), l'extrémité 14 de sa tige 11 pénétrant dans cette dernière pour repousser la bille 5 à l'encontre du ressort 4. On fait alors le vide dans la cavité 2 du moule par l'orifice 14 au moyen d'un dispositif d'aspiration comme une pompe à vide non représentée (flèche F4). On introduit enfin de l'air sous pression par l'orifice 12 du vérin 9 (flèche F - figure 1); le piston 10 reprend sa position initiale, et la bille 5 vient N _ s'appliquer sur l'orifice avant de la buse 3, ce qui permet de maintenir le vide dans la cavité 2. Pour sa part, la buse d'injection 3' (figures 3 et 4) peut être coiffée (flèche Fi') par l'extrémité femelle d'un cylindre 6' qui est presque identique au cylindre 6 de mise sous vide, de sorte que les organes analogues de ces deux cylindres seront désignés par le même repère, affecté toutefois d'un indice dans le cas du cylindre 6'. On retrouve ainsi une liaison à glissière 7', un vérin 9' avec des orifices 11' et 12', ainsi qu'un piston 10' et sa tige 13'. Cette dernière, toutefois, se termine par un cylindre d'étanchéité 16 qui peut venir s'ajuster étroitement sur un orifice 17 dont la position correspond à celle de l'orifice 15 du cylindre 6, mais qui est destiné à l'injection de matière plastique sous pression. ?598959 La mise en marche de cet ensemble a lieu immédiatement après la fin du cycle de fonctionnement du cylindre 6 de mise sous vide. Après avoir introduit de l'air sous pression par l'orifice 11' du vérin 9' (flèche F2'), ce qui repousse le piston 10' vers la buse 3' et amène le cylindre d'étanchéité 16 de sa tige 13' à fermer l'orifice 17 (figure 3), on déplace le cylindre 6' pour amener son extrémité femelle 8' à coiffer de manière étanche la buse mâle 3' (flèche F1'). Dans un second temps (figure 4), on déplace le pis10 ton 10' en sens inverse par introduction d'air sous pression par l'orifice 12' du vérin 9' (flèches F3'), ce qui dégage l'orifice 17 et permet d'y injecter de la matière plastique sous pression (flèches F6'), cette dernière repoussant la bille ' dans la buse 3' et pouvant ainsi pénétrer dans la cavité 2 15 du moule. L'injection terminée, on revient à la situation de la figure 3 par action sur le piston 10' et on finit en écartant des buses correspondantes les cylindres 6 et 6' qui sont de préférence montés sur un bâti commun. On peut alors passer au remplissage du moule suivant après une rotation appropriée 20 du carrousel. - REVENDICATIONS Procédé pour l'obtention d'objets moulés en matière plastique, pouvant renfermer des inserts métalliques, selon la technique consistant à introduire la matière plastique dans un moule en élastomère de silicone, dont certaines parties sont de résine pure et d'autres sont chargées par du métal ou réalisées en ce matériau, ledit moule étant éventuellement muni d'un insert métallique, puis à insérer le moule dans un équipement à haute fréquence (H.F.) fonctionnant selon le principe du plateau tournant ou "carrousel" avec une série de 10 ppressesà chauffage H.F. et refroidissement jusqu'à démoulage de l'objet conformé, ce procédé étant caractérisé en cè que, la matière plastique est introduite dans une extrémité du moule sous forme de plastisol liquide sous une faible pression inférieure à I Mégapascal (MPa). Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite pression est comprise entre 0,1 et 0,5 MPa. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, pendant l'injection sous faible pression du plastisol à une extrémité du moule, on 20 pratique une aspiration sous faible dépression, à, à l'autre extrémité du moule. il. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite dépression est comprise entre 0,01 et 0,05 MPa. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 25 à 4, caractérisé par le fait que le plastisol est à base de chlorure de polyvinyle ou de polyuréthane bi-composant et peut être sous la forme de mousse dite "mécanique". 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à.5, du genre comprenant 3b /un plateau tournant ou "carrousel" sur lequel sont montés des moules qui sont soumis successivement à un chauffage et à un refroidissement, caractérisé par le fait que la cavité (2) de chacun desdits moules communique à son extrémité opposée au _carrousel" avec une buse de mise sous vide (3) et une buse 35 d'injection de matière plastique sous pression (3') qui sont solidaires du moule, et par le fait qu'il comporte un cylindre de mise sous vide (6), un cylindre (6') d'injection de matière plastique sous pression, et des moyens (7, 7') pour déplacer lesdits cylindres dans l'axe desdites buses afin de pouvoir les amener à venir en communication avec ces dernières et les en écarter. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdites buses (3, 3') sont des buses mâles qui font saillie hors du moule et dont l'extrémité opposée à ce 10 dernier est tronconique, et-en ce qu'elles renferment une bille (5, 5') appliquée par un ressort de compression (4, 4') sur leur orifice terminal, l'extrémité en regard desdits cylindres (6, 6') formant une buse femelle tronconique (8, 8') qui peut s'ajuster de manière étanche sur la buse mâle (3, 3') 15 correspondante. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que ledit cylindre de mise sous vide (6) comporte un orifice (15) reliant sa cavité intérieure à un dispositif extérieur d'aspiration et ledit cylindre d'injection (6') comporte un orifice (17) reliant sa cavité intérieure à un dispositif extérieur d'injection de matière plastique sous pression. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits orifices (15, 17) sont situés entre la buse femelle correspondante (8, 8') et un vérin à double effet (9, 9') muni d'orifices d'entrée et de sortie d'air sous pression (12, 12; 11', 12') de part et d'autre d'un piston (10, ') dont la tige (13, 13') s'étend vers ladite buse et se prolonge, pour le cylindre de mise sous vide (6), par une par30 tie (14) dont le diamètre lui permet de pénétrer dans l'orifice terminal de la buse mâle correspondante, et, pour le cylindre d'injection (6'), par un cylindre d'étanchéité (16) permettant de fermer l'orifice (17) d'injection de matière plastique.