Brevet FR2614827A1 — publié le 19881110

"Procédé pour la fabrication d'objets composés d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire, et outillage pour la mise en oeuvre de ce procédé" La présente invention concerne un procédé destiné à la fabrication d'objets composés d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire, les deux parties apparaissant "collées" l'une à l'autre sur les objets finis. L'invention se rapporte aussi à un outillage de presse à injecter, spécifiquement prévu pour la mise en oeuvre de ce procédé de fabrication. Pour ltobtention - d'objets du genre indiqué ci-dessus, tous les procédés actuellement connus consistent, d'une façon générale, à fabriquer d'abord séparément une pièce en matière thermoplastique et un corps en mousse alvéolaire, puis à assembler ces deux éléments l'un à l'autre par une opération de collage. Il existe plusieurs procédés, qui diffèrent les uns des autres par le mode de collage - Dans un premier procédé on utilise de la colle monocomposant ou bicomposant pour réunir les deux éléments. - Un deuxième procédé consiste à réaliser le collage des deux éléments au moyen d'un adhésif à double face. - Selon un troisième procédé, on réalise un collage à chaud, par fusion de la surface de la pièce en matière thermoplastique sur laquelle doit être appliqué le corps en mousse cellulaire. Tous ces procédés nécessitent, outre les postes de moulage des pièces en matière thermoplastique, des postes annexes comportant des machines spéciales réalisant l'assemblage desdites pièces aux corps en mousse alvéolaire. Les deux premiers procédés nécessitent, en outre, l'utilisation de produits intermédiaires tels que colle ou ruban adhésif, souvent délicats à mettre en oeuvre, et présentant une incompatibilité avec certaines matières plastiques. De plus, ces deux procédés peuvent laisser des traces de colle ou d'adhésif, visibles à la surface des objets fabriqués. La mise en oeuvre du troisième procédé comporte des difficultés pour le centrage précis de la pièce en matière thermoplastique, relativement au corps en mousse alvéolaire. Dans la fabrication en série, ce procédé présente en outre une difficulté pour obtenir une adhésion homogène et régulière. Enfin, la matière thermoplastique fondue est refoulée sur la périphérie extérieure, ce qui nuit à l'esthétique des objets obtenus. La présente invention vise à éliminer tous les inconvénients des procédés actuels, en fournissant pour les objets du genre considéré un procédé de fabrication supprimant les machines spéciales et les produits intermédiaires, donc un procédé économique, tout en assurant une adhésion forte et régulière des deux éléments, sans difficultés de centrage et sans bourrelets de matière ou de traces de colle donc avec une netteté et une esthétique améliorées pour les objets obtenus. A cet effet, le procédé selon l'invention pour la fabrication d'objets composés d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire consiste essentiellement: à réaliser à l'avance la partie en mousse alvéolaire, à positionner cette partie en mousse alvéolaire puis à la comprimer, à réaliser la partie en matière thermoplastique dans une opération de moulage par injection effectuée au contact de la partie en mousse alvéolaire maintenue à l'état comprimé, de sorte que la matière thermoplastique se soude à la partie en mousse alvéolaire dans sa zone de contact avec cette partie en mousse, et à libérer l'ensem- ble obtenu de sorte que la partie en mousse alvéolaire soudée à la partie en matière thermoplastique revient à son état initial non comprimé. Ainsi, l'invention propose un procédé de fabrication du genre "surmoulage", mais spécialement adapté, dans lequel l'opération de moulage de la partie en matière thermoplastique assure, par elle-même, l'adhésion de cette partie en matière thermoplastique à la partie en mousse alvéolaire, qui lors de cette opération se trouve écrasée et peut alors résister à la pression d'injection de la matière thermoplastique. Compte tenu de ses caractéristiques, le procédé objet de l'invention possède les avantages suivants : - Il procure une adhésion optimale de la partie en mousse sur la partie en matière thermoplastique, grâce à l'état liquide ou pâteux de la matière thermoplastique injectée et à la grande pression d'injection - On obtient une meilleure qualité d'adhésion, notamment une grande régularité, du fait de la possibilité de mise en oeuvre du procédé au moyen d'une machine à injecter automatique. - Le procédé ne nécessite aucune machine spéciale et l'adhésion entre les deux parties se réalise en "temps masqué" pendant le moulage de la partie en matière thermoplastique, ce qui entraîne une économie importante du double point de vue de l'investissement initial et des coûts de production. - La mise en oeuvre du procédé ne nécessite pas de produits intermédiaires tels que colle ou adhésif. - Il n'existe aucune pollution au niveau de l'interface matière thermoplastique-mousse. Le procédé procure un bon positionnement géométrique de la partie en mousse alvéolaire, relativement à la partie en matière thermoplastique, - Le procédé ne provoquant ni bourrelets de matière ni traces de colle ou d'adhésif sur les objets réalisés, procure aussi une amélioration de ces objets du point de vue esthétique. - Ce procédé est applicable à des objets de formes et de dimensions très diverses. Dans un mode de mise en oeuvre particulier du procédé objet de l'invention, on réalise simultanément plusieurs objets composés chacun d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire, en moulant par injection les parties en matière thermoplastique de tous ces objets au contact d'une même plaque en mousse alvéolaire comprimée, puis en effectuant un découpage de cette plaque en mousse pour séparer les objets les uns des autres. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre sur une presse à injecter conventionnelle qui doit seulement être équipée d'un outillage spécifique. L'invention a aussi pour objet l'outillage prévu pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet outillage de presse à injecter est réalisé comme un moule en deux parties, avec au moins une empreinte et avec des moyens d'alimentation pour l'amenée de la matière thermoplastique dans l'empreinte selon l'invention, une partie du moule comporte des moyens pour le positionnement de la partie en mousse alvéolaire, tandis que l'empreinte, formée dans l'autre partie du moule en regard de l'emplacement de la partie en mousse alvéolaire, possède une région correspondant à cette partie en mousse mais de profondeur inférieure à l'épaisseur de ladite partie en mousse, de manière à provoquer une compression de la partie en mousse alvéolaire lors de la fermeture de l'outillage par rapprochement des deux parties de moule. Les moyens pour le positionnement de la partie en mousse alvéolaire sur cet outillage peuvent être constitués par une simple tige portée par l'une des parties du moule, en regard de l'empoeinte formée dans l'autre partie du moule, cette tige recevant la partie en mousse alvéolaire, mise en place manuellement ou automatiquement. L'outillage comportant de façon habituelle des moyens d'éjection, on note que dans le cas présent ces moyens assurent, en fin de moulage de la partie en matière thermoplastique, l'éjection de l'ensemble formé par les deux parties en matière thermoplastique et en mousse alvéolaire soudées l'une à l'autre. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet outillage de presse à injecter, adaptée à la fabrication d'un objet particulier, et illustrant les phases successives de fabrication de cet objet par le procédé selon l'invention Figure 1 est une vue partielle en coupe de l'outillage, illustrant la mise en place de la partie en mousse alvéolaire Figure 2 est une vue en coupe similaire à figure 2, montrant la compression de cette partie en mousse ; Figure 3 est une vue en coupe similaire aux précédentes, illustrant l'injection de la partie en matière thermoplastique Figure 4 représente, à plus grande échelle, un détail de figure 3;; Figure 5 est une vue en coupe similaire aux figures 1 à 3, montrant l'éjection de l'objet réalisé Figure 6 représente cet objet dans sa forme définitive. Le procédé selon l'invention nécessite pour sa mise en oeuvre une presse à injecter conventionnelle équipée d'un outillage spécifique, visible par exemple sur la figure I où cet outillage apparaît en position ouverte. Cette figure I montre le plateau fixe 1 et le nez 2 de la presse à injecter, ainsi que les deux parties 3 et 4 d'un moule. La première partie 3 du moule est montée sur le plateau fixe 1, en regard de la seconde partie 4 du moule. La première partie 3 du moule possède une buse d'alimentation 5, située dans le prolongement du nez 2 et prolongée, dans la seconde partie 4 du moule, par un canal d'alimentation 6 aboutissant dans une empreinte 7, correspondant à l'objet à fabriquer. Dans l'exemple considéré, cet objet 8 représenté dans sa forme définitive sur la figure 6 est un applicateur de produit liquide ou pâteux, composé d'une partie 9 en matière thermoplastique relativement rigide à température normale, et d'une partie 10 en mousse alvéolaire, très compressible, la partie 9 en matière thermoplastique comportant un passage central pour l'arrivée du produit, depuis un récipient, jusqu'à la partie en mousse 10. L'empreinte 7 possède une forme générale correspondant à celle de l'objet 8 ; toutefois, la région Il de cette empreinte 7 qui correspond à la partie en mousse 10 possède une profondeur inférieure à l'épaisseur de ladite partie en mousse 10 à l'état libre. La première partie 3 du moule est pourvue en regard de l'emprein- te 7 et suivant l'axe 12 de cette dernière, d'une tige 13 sur laquelle la partie en mousse 10 est initialement mise en place, - comme l'illustre la figure 1. L'opération de mise en place de la partie en mousse 10 est réalisable soit manuellement, soit automatiquement à l'aide d'un manipulateur programmable ou d'un dispositif de chargement spécifique. Après cette opération préliminaire de positionnement l'outillage est fermé par rapprochement des deux parties de moule 3 et 4. En fin de fermeture, la partie en mousse 10 est engagée dans la région il de l'empreinte 7, et elle est comprimée dans cette empreinte 7, en raison de la profondeur choisie pour la région 1 I, comme le montre la figure 2. Dans la phase suivante, illustrée par les figures 3 et 4, la matière thermoplastique en fusion ou à l'état pâteux est injectée dans le fond de l'empreinte 7, au travers du nez 2, de la buse 5 et du canal 6. Cette matière thermoplastique remplit tout le fond de l'empreinte et recouvre la surface intérieure de la partie en mousse 10 comprimée, l'écrasement de cette partie en mousse 10 permettant le moulage de la matière thermoplastique. Après un temps d'attente, nécessaire pour la solidification de la matière thermoplastique, le moule est ouvert par écartement de ses deux parties 3 et 4, comme le montre la figure 5. Des éjecteurs 14 et 15 assurent alors l'expulsion de l'objet 8 réalisé et de la carotte d'alimentation 16. On obtient ainsi, par un genre de surmoulage, un objet 8 "monobloc", dont la partie 9 en matière thermoplastique durcie s'est soudée à la partie en mousse 10, dans sa zone de contact avec cette partie en mousse 10. La partie en mousse 10 peut enfin reprendre sa forme initiale, non écrasée, sans action particulière par simple relaxation mécanique des contraintes de compression. Cette reprise de la forme initiale de la partie en mousse 10 peut aussi être volontairement retardée, par exemple pour permettre ou faciliter des opérations annexes de finition, telles que découpe du profil extérieur. L'invention est applicable à la fabrication d'applicateurs pour produits liquides ou pâteux, tels que des applicateurs pour cirage ou autres produits d'entretien, ou pour produits pharmaceutiques. Cette invention s'applique aussi à la fabrication de tous autres objets composés d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire, par exemple: tampons effaceurs pour tableaux, emballages ou parties d'emballages rigides pourvus d'une couche intérieure en mousse protectrice contre les chocs. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas au seul mode de mise en oeuvre de ce procédé pour la fabrication d'objets composés d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire qui a été décrit ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de mise en oeuvre et d'application respectant le même principe. Ainsi, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en provoquant la compression de la partie en mousse alvéolaire non pas par la seule fermeture de l'outillage, mais au moyen d'un dispositif interne à l'outillage, après la fermeture de celui-ci. Il est aussi envisageable de mettre en oeuvre le procédé avec un outillage à empreintes multiples, en réalisant plusieurs parties moulées en matière thermoplastique, se soudant toutes sur la même plaque en mousse alvéolaire, et en effectuant ultérieurement un découpage de cette plaque en mousse pour séparer les objets les uns des autres. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'objets composés d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à réaliser à l'avance la partie en mousse alvéolaire (10), à positionner cette partie en mousse alvéolaire (10) puis à la comprimer, à réaliser la partie en matière thermoplastique (9) dans une opération de moulage par injection effectuée au contact de la partie en mousse alvéolaire (10) maintenue à l'état comprimé, de sorte que la matière thermoplastique se soude à la partie en mousse alvéolaire, dans sa zone de contact avec cette partie en mousse, et à libérer l'ensemble obtenu (8) de sorte que la partie en mousse alvéolaire (10) soudée à la partie en matière thermoplastique (9) revient à son état initial non comprimé. 2. Procédé pour la fabrication d'objets composés d'une partie en matière thermoplastique et d'une partie en mousse alvéolaire, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise simultanément plusieurs objets (8) composés chacun d'une partie en matière thermoplastique (9) et d'une partie en mousse alvéolaire, en moulant par injection les parties en matière thermoplastique de tous ces objets au contact d'une même plaque en mousse alvéolaire comprimée, puis en effectuant un découpage de cette plaque en mousse pour séparer les objets les uns des autres. 3. Outillage de presse à injecter pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I ou 2, cet outillage étant réalisé comme un moule en deux parties (3,4) avec au moins une empreinte (7) et avec des moyens d'alimentation (5,6) pour l'amenée de la matière thermoplastique dans l'empreinte (7), caractérisé en ce qu'une partie du moule (3) comporte des moyens (13) pour le positionnement de la partie en mousse alvéolaire (10), tandis que ~ l'empreinte (7), formée dans l'autre partie du moule (4) en regard de l'emplacement de la partie en mousse alvéolaire (10), possède une région (11) correspondant à cette partie en mousse (10) mais de profondeur inférieure à l'épaisseur de ladite partie en mousse, de manière à provoquer une compression de la partie en mousse alvéolaire (10) lors de la fermeture de l'outillage par rapprochement des deux parties de moule (3,4). 4. Outillage de presse à injecter selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour le positionnement de la partie en mousse alvéolaire (10) sur cet outillage sont constitués par une tige (13) portée par l'une des parties du moule (3), en regard de l'empreinte (7) formée dans l'autre partie du moule (4), la tige (13) recevant la partie en mousse alvéolaire (10), mise en place manuellement ou automatiquement.