Brevet FR2615857A1 — publié le 19881202

La présente invention a trait à un moulage en résine synthétique et, plus particulièrement, à un moulage ayant un aspect grené ou givré. On a largement utilisé des moulages en résine synthétique dans divers domaines de l'industrie. Ils trouvent une application type en tant que récipient, par exemple pour substance cosmétique, sur lequel il importe particulièrement de réaliser un motif ornemental attrayant. On a fait jusqu'a présent divers efforts pour donner au récipient l'aspect d'un objet de qualité et il s'est avéré efficace de grener une surface du moulage afin que le récipient présente un aspect velouté. Pour certains récipients tels que flacons, il faut que la paroi soit transparente pour permettre a' la clientèle d' identifier immédiatement le contenu, et des récipients translucides à surface grenée sont aussi apparus sur le marché. On fabriquait couramment les moulages grenés en revêtant le moulage d'une peinture contenant un agent de grenage. On réalise le revêtement en pulvérisant la peinture sur le moulage. Toutefois, ceci oblige à masquer certaines parties du moulage telle que capuchon et filetage de façon qu'elles demeurent non revêtues pour éviter des difficultés fonctionnelles. Donc le revêtement a pour inconvénients un rendement de fabrication médiocre et une augmentation des coûts. Il est aussi connu dans le métier de sabler la surface du moulage avec des particules abrasives de granulométrie souhaitée. Les particules abrasives adhérant à la surface doivent être éliminées par soufflage et le moulage doit ensuite subir un rinçage et un séchage, avec pour résultats une hausse du coût et un rendement médiocre.De plus, la surface sablée est non seulement susceptible d'endommagement, mais aussi de qualité insatisfaisante. On peut réaliser sur la. surface du moulage une couche grenée par impression ou estampage, si le moulage est de forme simple. Il est presque impossible d'obtenir une telle couche sur toute la surface d'un mqulage de confi guration compliquée. De plus, l'estampage à chaud tend, si on l'applique à une large superficie du moulage, à affecter fâcheusement la partie superficielle en provoquant une fissuration au cours d'un long temps de service. Toutes les techniques antérieures ci-dessus ont pour but de grener le produit prémoulé. Il existe d'autres techniques connues qui permettent de grener un produit simultanément à son moulage. Selon l'une de ces techniques, on prévoit des surfaces rugueuses sur une matrice de moulage définissant une empreinte. Autrement dit, les surfaces de la matrice définissant l'empreinte sont rendues rugueuses par sablage, étincelage, etc. On introduit de la résine en fusion dans ltempreinte de sorte que, après soiidification,la surface du moulage prend un aspect grené correspondant à celui de la surface d'empreinte rendue rugueuse. Toutefois, cette méthode obligé à régler strictement les conditions de moulage afin d'obtenir un produit grené uniformément.Il en est particulièrement ainsi si la forme du produit à mouler est susceptible de faire apparaître une flache sur celui-ci. De plus, de l'air résiduel présent dans l'empreinte empêche une partie de la résine en fusion d'entrer en contact avec les surfaces de matrice rendues rugueuses. S'il s'agit. de moulage par injection, il faut donner à la matrice une configuration telle que le produit puisse être détaché uniment de la matrice, faute de quoi la surface grenée venant d'être façonnée se. détache. La technique de moulage par soufflage ne permet pas de façonner une surface grenée parce que la#pression limitée appliquée à la paraison est relativement faible. De plus, une surface grenée façonnée par une surface de matrice rendue rugueuse est susceptible d'endommagement. On a aussi proposé à'jouteur un agent de grenage à la résine thermoplastique avant le moulage. L'agent de grenage doit résister à la chaleur de façon à ne pas fondre quand la résine fond et les agents proposés jusqu'à présent sont des matières de charge inorganiques telles que poudres de carbonate de calcium, de talc, de blanc de zinc et de silice et fibres de verre0 Ces poudres et fibres sont de grosseur très faible, chaque cristal ayant une forme en lamelle plate ou aciculaire et n'étant que médiocrement dispersible dans la résine réceptrice et peu apte à adhérer à celle-ci, ce qui fait qu'il est difficile de mouler un produit uniformément grené. Il en est notamment ainsi si le produit doit être translucide, auquel cas la quantité de matière de charge d'addition est limitée.De plus, l'utilisation de poudres de carbonate de calcium implique un dégagement de gaz qui rouille la matrice de moulage et brûle la surface du prociuil. On peut éviter la rouillure en réalisant la matrice en acier inoxydable, mais ceci augmente le prix de revient. Les fibres de verre, si on les utilise comme agent de grenage, usent le cylindre de la machiné à mouler et en réduisent la longévité. La présente invention a trait en particulier à un moulage on résine synthétique grené à façonner par ce dernier procédé, et son originalité réside dans le choix de l'agent de grenage. L'invention a par conséquent pour but de prévoir un moulage en résine synthétique grené - doté comme souhaité d'un aspect uniformément grenu grâce à ltutilisation d'un agent de grenage qui soit bien dispersible dans la résine réceptrice et susceptible d' adhérer à celle-ci - qui soit de nature à conserver de manière quasi permanente son aspect grené - dont la surface puisse être maintenue propre et soit agréable au toucher - qui soit doté de la transparence souhaitée - que lton puisse fabriquer avec un bon rendement et à bon compte. Suivant un aspect de l'invention, on façonne un moulage en résine synthétique grené en une#matière comprenant une résine thermoplastique et un agent de grenage ajouté à celle-ci. L'agent de grenage est composé de particules sphériques transparentes ayant toutes un diamètre de 3 à 600 vm et réalisées en un haut polymère réticulé choisi parmi le pdlystyrène réticulé, l'acrylate réticulé et le polyéthylène réticulé. La proportion d'addition d' agent de grenage va de 0,5 à 45% du poids de la matière. Suivant un autre aspect de l'invention, on façonne un moulage en résine synthétique grené en une matière comprenant une résine thermoplastique transparente ou translucide et un agent de grenage ajouté à celle-ci. L'agent de grenage est composé de particules sphériques transparentes, résistant à la chaleur, ayant toutes un diamètre de 3 à 600 pm et un indice de réfraction de 1,3 à 2,7 mesuré à la raie spectrale D du sodium. La quantité d'agent de grenage représente 0,5 à 30% du poids de la matière. D'autres buts, caractéristiques et avantages de 1' invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-dessous de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1A est une vue en perspective d'un moulage selon un exemple de réalisation de l'invention la figure 1B en est une vue en coupe de détail à plus grande échelle la figure 2 est une vue schématique en élévation d'un moulage suivant un autre exemple de réalisation de l'invention la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 représentant un autre moulage la figure 4 est une vue en coupe en élévation d'un moulage selon encore un autre exemple de réalisation de l'invention la figure 5 est une vue en perspective d'un moulage suivant un autre exemple de réalisation de l'invention et la figure 6 est une vue en coupe grossie de la paroid' un moulage suivant encore un autre exemple de réalisation de l'invention. Suivant l'invention, on façonne un moulage en résine synthétique grené ou givré en une matière comprenant une résine thermoplastique et des particules ajoutées à celleci en tant qu'agent de grenage. On soumet la résine thermoplastique additionnée de particules de grenage à un traitement de moulage tel que moulage par injection,moulage par extrusion ou moulage par soufflage pour fabriquer le produit souhaité, dont un exemple type est un récipient pour substance cosmétique devant avoir un aspect attrayant. Les particules de grenage doivent toutes être de forme sphérique et avoir une grosseur de 3 à 600 pm. La forme sphérique uniforme favorise la dispersion des particules dans la résine réceptrice et assure une bonne adhérence des particules à celle-ci. Des particules à diamètre uniforme de moins de 3 pm sont difficiles à fabriquer et n'adhèrent que médiocrement à la résine en raison de leur faible aire superficielle. D'autre part, si la gros seur des particules dépasse 600 - , les particules ne peuvent se disperser uniformément dans la résine et la dureté de celle-ci devient insuffisante. De plus, les particules doivent être transparentes pour ne pas colorer le produit de manière indésirable.Une autre exigence à laquelle doivent satisfaire les particules est de résis- ter à la chaleur : les particules doivent résister à la chaleur afin de ne pas fondre au cours du moulage de la résine thermoplastique. Dans une réalisation de l'invention, on peut utiliser comme résine réceptrice toute résine thermoplastique désirée, des exemples types étant le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, 1' acrylonitrile-styrène (AS), 1'ABS, le polycarbonate, le polyacétal, le Nylon, le téréphtalate de polyéthylène (PET), le polychlorure de vinyle (PCV), le copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA), le méthyl méthacrylate (MMA), le copolymère méthyl méthacrylate-styrène, le copolymère méthyl méthacrylate-styrène-butadiène et leéthyl acrylate d'éthylène. Les particules de grenage sont en haut polymère réticulé choisi parmi le polystyrène, le polyéthylène et l'acryla te réticulés. Les particules en ces résines réticulées satisfont aux exigences ci-dessus, résistant à la chaleur jusqu'à plus de 3000C. Elles ont aussi une dureté suffisante et une excellente résistance chimique et l'on peut les colorer en toute couleur souhaitée. De plus,ces particules ont un indice de réfraction suffisant pour rendre les moulages mats. Il faut de préférence choisir la combinaison de résine réceptrice et de haut polymère réticulé en fonction des affinités chimiques existant entre l'une et l'autre. Par exemple, si l'on choisit le polyéthylène comme résine réceptrice, il faut lui ajouter des particules sse polyéthylène réticulé. Il est toutefois possible d'ajouter deux ou plusieurs sortes de particules à la résine réceptrice choisie. La proportion d'addition de particules doit représenter 0,5 à 45% du poids total de la matière en laquelle sont moulés les produits.Si la proportion de particules est inférieure à 0,5% en poids, le produit résultant n'est pas suffisamment grené. D'autre part, avec une proportion dépassant 45% en poids, on risque que les particules ne se dispersent pas uniformément dans la résine réceptrice et n'adhèrent pas intimement à celle-ci. De plus, une telle proportion excessive abaisse le rendement de mise en oeuvre du processus de moulage, avec augmentation résultante du prix de revient. Dans une autre réalisation de l'invention, la résine thermoplastique réceptrice est transparente ou du moins translucide. Outre qu'elles doivent satisfaire aux autres exigences sus-exposées, les particules de grenage doivent avoir un haut indice de réfraction afin de pouvoir disperser suffisamment la lumière pour faire apparaître l'aspect mat souhaité, Il faut choisir les matières devant constituer les particules en sorte que celles-ci aient un indice de réfraction compris entre 1,3 et 2,7 mesuré à la raie spectrale D du sodium (nD). ies exemples de matières préférées sont le verre, la résine de polystyrène réticulé, la résine de méthyl méthacrylate réticulé et la résine d'acrylate réticulé.Les particules à indice de réf-rac- tion inférieur à nD = 1,3 ne peuvent givrer convenablement un produit, tandis qu'un indice de réfraction supérieur à nD = 2,7 fait disparaître la transparence du produit. La proportion minimale d'addition de particules à la résine réceptrice est de o,#% du poids total de la matière, comme suivant le mode de réalisation ci-dessus. Toutefois, la proportion de particules ne doit pas dépasser 30% en poids afin que le produit demeure transparent ou translucide. Le moulage suivant l'invention peut avoir une surface rugueuse qui contribue à donner l'aspect grené. Dans ce cas, les particules sont surtout réparties dans la partie superficielle du moulage. En variante, le moulage peut avoir une surface lisse, la plupart des particules étant dispersées dans la partie intérieure de la paroi du moulage. Afin de distribuer la plupart des particules dans la partie superficielle, on peut procéder par moulage par soufflage ou par moulage par extrusion. Si l'on souhaite procéder par moulage par injection, il est préférable de fixer à la pression et à la vitesse d'injection des valeurs relativement faibles. D'autre part, le moulage par injection avec pression et vitesse d'injection relative-ment élevées ainsi que le moulage par coulée conviennent pour disperser les particules au sein de la partie de paroi intérieure. On va poursuivre ci-dessous la description de l'invention en se référant à des exemples de mise en oeuvre, qui sont toutefois dépourvus de tout caractère limitatif. EXEMPLE 1 On a préparé une matière à mouler en ajoutant 20% en poids de particules de polyéthylène réticulé d'une grosseur sensiblement uniforme de 200 tim à 80% en poids de résine de polyéthylène. On faisait arriver la matière dans une machine à mouler par injection qui la chauffait pour la fondre et injectait la résine fondue, dans laquelle les particules étaient dispersées, dans une empreinte définie dans une matrice pour façonner un produit tel que représenté sur la figure 1. Le produit- représenté à titre d'exemple est un capuchon 10 pour récipient du type flacon (non représenté). Sur la figure 1B, les particules de polyéthylène réticulé, désignées par la référence 14, sont dispersées dans le polyéthylène récepteur 12. On a observé que le capuchon 10 était uniformément grené en surface. EXEMPLE 2 On a ajouté 5% en poids de particules d'acrylate réticulé d'une grosseur sensiblement uniforme de 50 rm à 95% en poids de résine de polystyrène à forte résilience pour constituer une matière à mouler qu'on a fait arriver à une machine à mouler par soufflage0 Le moulage résultant était un récipient à poudre 20 tel que représenté sur la figure 2, uniformément grené en surface.Toute la surface du récipient 20 était couverte de fines saillies sphériques, uniformes, constituées par les particules, et des expériences ont révélé que ces saillies réduisent la résistance frottante s'exerçant entre le goulot 22 et le capuchon 24 pour faciliter la pose et la dépose de ce dernier0 EXEMPLE 3 On a ajouté 25% en poids de particules deEpolystyrè- ne réticulé d'un diamètre sensiblement uniforme de 15 Mm à 75% en poids de résine de polypropylène. On a ensuite soumis la matière à un moulage par injection pour façonner un capuchon 30 pour récipient à rouge à lèvres 32 comme représenté sur la figure 3. On a observé que le capuchon 30 était uniformément grené en surface. De plus, on a constaté qu'une nervure périphérique 34 du capuchon 30 pouvait uniment s'emboîter dans une rainure 36 du récipient 32 et en ressortir. Apparemment, la raison en est la même que celle exposée cans l'exemple 2. EXEMPLE 4 A 91,6% en poids de résine ABS on a ajouté 8,0% en poids de particules de polystyrène réticulé d'un diamètre sensiblement uniforme de 11 pm et O,4o en poids de noir de carbone et tant qutagent colorant. On a façonné une boite à fard en la matière par moulage par injection.Le produit, de couleur noire, était uniformément grené.Les moulages noirs courants ont l'inconvénient que les traces d'abrasion et/ou rayures faites sur leur surface pendant l'utilisation du produit sont beaucoup plus visibles que sur des moulages d'autres couleurs. Toutefois, dans 1' exemple suivant l'invention, les particules dotées d'une plus grande dureté empêchait la surface de la boîte à fard de se rayer. EXEMPLE 5 On a moulé un récipient à substance cosmétique du type à lamelles comportant trois plaques minces articulées les unes sur les autres de façon que chacune d'elles puisse pivoter par rapport aux autres. Chaque plaque était moulée en une matière comportant 90% en poids de résine ABS contenant un agent colorant désiré, 7% en poids de particules de polystyrène réticulé ayant toutes un diamètre de 11 rm et 3% en poids de particules d'acrylate réticulé de 200 pm de diamètre. Le moulage résultant (plaque) était uniformément grené, ce qu'on estimait dû principalement aux particules de polystyrène.Des expériences ont révélé que l'on pouvait faire pivoter très uniment chaque plaque par rapport aux autres, ceci étant surtout dû, croit-on, à la présence. des particules d'acrylate.En outre, chaque plaque n'était que très faiblement gauchie. EXEMPLE 6 On a ajouté 5% en poids de particules de polystyrène réticulé d'un diamètre de 11 pm à 15% en poids de résine d'AS transparent, et l'on a soumis la matière à un moulage par injection pour façonner un récipient du type flacon 40-tel que représenté sur la figure 4. Le récipient 40 avait une épaisseur de paroi de 7,5 mm. Les particules, indiquées en 44 sur la figure, étaient uniformément dispersées dans la résine réceptrice 42 et le récipient 40 avait un aspect semblable à celui de verre dépoli. EXEMPLE 7 On a moulé par injection un récipient semblable à celui selon l'exemple 6, mais à épaisseur de paroi de 3,7 mm, en une matière composée de 90% en poids de rési ne d'AS transparent et de 10% en poids de particules de polystyrène réticulé de 11 pm de grosseur. Le récipient avait sensiblement le même aspect que celui selon ltexem- ple 6. EXEMPLE 8 Le moulage est dans cet exemple une fermeture pour récipient du type flacon, la fermeture comprenant un capuchon intérieur et un capuchon extérieur. Le capuchon intérieur était en une résine colorée0 Le capuchon extérieur était moulé en une matière composée de 87 en poids. de résine de MMA transparent, de 5% en poids de particules de polystyrène réticulé à grosseur de 6,0 jun et de 8% en poids de particules d'acrylate réticulé à diamètre de 100 rm. Le capuchon extérieur s'emboîtait par-dessus le capuchon intérieur et l'ensemble offrait un aspect très original. La couleur du capuchon intérieur était perçue à travers le capuchon extérieur grené, une partie de la lumière étant réfléchie par les particules d'acrylate de plus forte grosseur. EXEMPLE 9 On a moulé couvercle 52 de boîte à fard 50 qui comportait deux parties colorées différemment 54 et 56, comme indiqué sur la figure 5. La matière de la partie 54 comportait 92% en poids de résine d'AS contenant 0,009% en poids de violet anthraquinoniqué et 0,005% en poids de bleu anthraquinonique, et 8% en poids de particules de polystyrène réticulé ayant 6,0 pm de diamètre. La matière de la partie 56, qui faisait corps avec la partie 54,comportant 96% en poids de résine d'AS translucide contenant 0,002%- d'oxyde de titane et 0,00003% en poids de violet anthraquinonique, ainsi que 4 en poids de particules de verre de 60 Mm de diamètre.La partie 54 était bleue et avait un aspect semblable à celui de verre dépoli, tandis que la partie 56 réfléchissait davantage la lumière. En combinaison, ces deux parties rendaient l'ensemble de la boîte 50 très attrayant et parvenaient à lui donner. l'as- pect d'un article de qualité. Les particules de verre utilisées dans la partie 56 doivent avoir de préférence un indice de réfraction d'environ 2,0 sur nD. EXEMPLE 10 A 75% en poids de résine de PET on a ajouté 15 en poids de particules d'acrylate réticulé ayant un diamètre de 15 em et 10% en poids de particules de verre ayant 100 pm de diamètre pour obtenir une matière à partir de laquelle on a façonné un récipient du type flacon par moulage par soufflage. Une partie d'une paroi 60 du récipient est représentée sur la figure 6. Les particules de verre 64 étaient réparties dans. la partie superficielle et empêchaient la surface de paroi de devenir lisse, avec présence de petites dépressions près des particules. Ce dernier point était dû au caractère inexpansible des particules de verre. Les petites particules d'acrylate réticulé 66, d'autre part, étaient dispersées au sein de la partie intérieure pour donner à la paroi l'aspect de verre dépoli. Comme on le conçoit d'après la description qui précède, un moulage suivant l'invention peut être uniformément grené parce que les particules de grenage sont uniformément dispersées. La résine réceptrice peut être colorée pour l'obtention d'un moulage grené de toute couleur souhaitée, et l'on peut régler le degré de grenage d'après la proportion et l'indice de réfraction des particules. Ainsi, on peut obtenir une ornementation nouvelle et originale des moulages. De plus, la dureté du moulage est plus ou moins augmentée par les particules de grenage,qui peuvent servir à protéger la surface du moulage contre le rayage. La forme sphérique des particules apparaissant sur la surface réduit la résistance frottante du produit, ce qui est particulièrement avantageux au cas où le pro duit est appelé à s'engager par-dessus ou à l'intérieur d'autres pièces. Les particules sphériques peuvent aussi servir à maintenir la surface du- moulage propre et à faciliter l'enlèvement des taches. En outre, le moulage grené selon l'invention peut subir sans aucune difficulté un traitement d'estampage à chaud ou d'impression destiné à y faire figurer toute ornementation souhaitée. Bien qu'on ait décrit la présente invention à propos de ses réalisations préférées et d'exemples, on pourra apporter à ceux-ci de nombreuses modifications et vae riantes sans sortir, pour autant, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Moulage en résine synthétique grené façonné en une matière comprenant une résine thermoplastique et un agent de grenage ajouté à la résine, cet agent de grenage étant composé de particules sphériques transparentes ayant toutes un diamètre de 3 à 600 pm et formées d'un haut polymère réticulé choisi parmi le polystyrène réticulé, l'acrylate réticulé et le polyéthylène réticulé, et 1' agent de grenage représentant 0,5 à 45% du poids de la matière. 2. Moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite résine thermoplastique est choisie parmi le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, l'acrylo nitrile-styrène, #l'acrylonitrile-butadiène-styrène, le polycarbonate, le polyacétal, le Nylon, le téréphtalate de polyéthylène, le polychlorure de vinyle, le copolymère éthylène-acétate de vinyle, le méthacrylate de méthyle, le copolymère méthacrylate de méthyle-styrène, le copolymère méthacrylate de méthyle-styrène-butadiène et l'éthyl acrylate d'éthylène. 3. Moulage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résine thermoplastique est transparente ou translucide. 40 Moulage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites particules ont un indice de réfraction de 1,3 à 2,7 mesuré à la raie spectrale D-du sodium. 5. Moulage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'agent de grenage représente 0,5 à 30% du poids de la matière. 6. Moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière comporte encore un agent colorant. 7. Moulage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moulage est un récipient façonné par moulage par injection, moulage par extrusion, moulage par soufflage ou moulage par coulée. 8 Moulage en résine synthétique grené façonne en une matière comprenant une résine thermoplastique transparente ou translucide et un agent de grenage ajouté à la résine, cet agent de grenage étant composé de particules sphériques transparentes et résistant à la chaleur ayant toutes un diamètre de 3 à 600 rmî toutes ces particules ayant un indice de réfraction de 1,3 et 2,7 mesuré à la raie spectrale D du sodium et l'agent de grenage représentant 0,5 à 30% du poids de la matière. 9. Moulage selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite résine thermoplastique est choisie parmi le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène, l'acrylonitrile-styrène, 1 'acrylonitrile-butadiène-styrène, le polycarbonate, le polyactal, le Nylon, le téréphtalate de polyéthylène, le polychlorure de vinyle, le copolymère éthylène-acétate de vinyle, le méthacrylate de méthyle, le copolymère méthacrylate de méthyle-styrène, le copolymère méthacrylate de méthyle-styrène-butadiène et l'éthyl acrylate d'éthylène. 10. Moulage selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites particules sont en une matière choisie parmi le verre et les hauts polymères réticulés. 11. Moulage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le haut polymère réticulé est choisi parmi le polystyrène réticulé et l'acrylate réticulé. 12. Moulage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la matière comporte encore un agent colorant. 130 Moulage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moulage est un récipient façonné par moulage par injection, moulage par extrusion, moulage par soufflage ou moulage par coulée.