Brevet FR2622501A1 — publié le 19890505

La présente invention concerne un procédé de moulage par injection de matière thermoplastique, une composition à mouler, pour réaliser un objet à structure multicouche et un objet ainsi réalisé, notamment un corps de réflecteur. Un objet à structure multicouche, comprend un noyau interne ou coeur en un matériau qui présente une bonne tenue mécanique et une bonne rigidité, entouré d'une pellicule ou peau destinée à conférer audit objet un bon état de surface. Selon un procédé d'injection bi-matière connu, une matière de peau est introduite dans ledit moule, la quantité de matière de peau étant insuffisante pour remplir le moule; ensuite une matière de coeur est elle même introduite pour compléter le remplissage du moule. Lors de l'introduction de la matière de coeur, cette dernière repousse la matière de peau contre les parois du moule. Un tel procédé d'injection bimatière est décrit dans la demande de brevet français publiée sous le n FR-A-2 123 494. Dans cette demande de brevet est également décrit un appareillage pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'appareillage comprend, essentiellement, deux groupes d'injection, un premier groupe d'injection pour l'injection dans un premier temps de la matière de peau et un deuxième groupe d'injection pour l'injection dans un deuxième temps de la matière de coeur, et des organes de commande pour organiser la succession des phases d'injection. Un tel appareillage est complexe et délicat à mettre en oeuvre. En outre le cycle d'injection en deux temps est relativement long et nécessite un soin particulier pour le passage d'une phase d'injection à l'autre. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients ci-dessus en proposant un nouveau procédé d'injection simple et rapide, ainsi qu'une composition à mouler adaptée à la mise en oeuvre d'un tel procédé. Le procédé de moulage suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à injecter dans un moule, en une seule opérarion, un mélange de matières thermoplastiques qui à l'état fondu ou pâteux, présentent des viscosités différentes. La viscosite de la matière destinée à former la peau est, dans les conditions de l'injection, sensiblement plus faible que la viscosité de la matière destinée à former le coeur. L'injection selon le procédé de l'invention s'effectue en seule étape, la matière de peau, plus fluide atteint plus rapidement les parois du moule alors que la matière de coeur, plus visqueuse occupe la partie centrale du volume du moule. La composition à mouler selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'un mélange de matières thermoplastiques qui à l'état fondu présentent des viscosités sensiblement différentes. Il peut s'agir de matières thermoplastiques différentes non miscibles ou de matières thermoplastiques - de même nature, voire identiques dont les viscosités sont différentes ou rendues différentes par adjonction d'agents modificateurs de viscosité, tels que charges ou renforts. La demanderesse a constaté que, de manière surprenante, lors de l'injection de matières thermoplastiques de même nature ou même identiques, mais dont, à l'état fondu les viscosités sont différentes, il ne se produit pratiquement pas de mélange des deux matières en sorte qu'on obtient ainsi un objet moulé multicouche d'une excellente qualité. On a déjà proposé de réaliser des objets à base de mélanges de polymères compatibles ou rendus compatibles, de manière à obtenir que lesdits objets présentent des caractéristiques mécaniques et physiques souhaitées. Dans la réalisation de ces objets on s'efforce de rendre le mélange aussi homogène que possible. 2622501L Selon l'invention, et comme on a pu le constater ci-dessus, on cherche au contraire à favoriser une séparation des matières thermoplastiques du mélange. Différents types de mélanges de matières thermoplastiques peuvent être réalisés pour la réalisation d'une composition à mouler selon l'invention et pour la mise en oeuvre du procédé de moulage selon l'invention. En particulier la composition à mouler peut être à base d'un mélange de deux ou plusieurs des matières thermoplastiques des types suivants: polymère non chargé - polymère chargé et/ou pigmenté - polymère amorphe polymère cristallisé Lesdits polymères peuvent être miscibles ou non (c'est à dire compatibles ou non). Le polymère destiné à former ladite peau de l'objet moulé, présente à l'état fondu, dans les conditions de moulage, une viscosité plus faible que celle des autres composants dudit mélange. Un moyen avantageux pour obtenir une viscosité plus faible consiste, selon l'invention, à choisir pour former ladite peau, un polymère à chaînes plus courtes que celles du polymère formant ledit coeur. On peut ainsi utiliser pour ladite peau et ledit coeur des polymères identiques à celà près que l'un présentera des chaînes plus courtes, donc une masse moléculaire moyenne plus faible, que l'autre. La composition à mouler selon l'invention peut se présenter sous différentes formes, notamment sous la forme d'un mélange de deux types de granulés, d'un mélange de granulés et de poudre, d'un jonc enrobé. Le procédé de moulage et la composition à mouler selon l'invention conviennent particulièrement bien pour la réalisation de corps de réflecteurs notamment pour les projecteurs des véhicules automobiles. En effet grâce à l'invention il est possible de réaliser de manière simple et économique des réflecteurs 4 2622501 présentant d'excellentes qualités optiques, stables, grâce à la possibilité de réaliser des corps de réflecteurs résistants mécaniquement et thermiquement, dont la qualité de surface du matériau de peau permet l'application et la tenue d'une fine couche réfléchissante telle qu'une couche d'aluminium déposée sous vide, sans qu'il soit besoin d'appliquer un vernis correcteur d'état de surface sur ledit corps de réflecteur. On décrira ci-après à titre d'exemple non limitatif un exemple de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention. Cet exemple concerne la réalisation d'un corps de réflecteur à structure multicouche en matières thermoplastiques. Un corps de réflecteur se présente sous la forme d'un corps creux dont la partie concave, après revêtement d'une fine couche métallique telle qu'une mince couche d'aluminium, forme un réflecteur susceptible d'équiper un projecteur, ou bien un feu de signalisation, en particulier pour véhicule automobile. On commence par réaliser un mélange de deux types de granulés dont les uns, dits granulés de peau, contiennent la matière destinée à former la peau de l'objet moulé et dont les autres, dits granulés de coeur, contiennent la matière destinée à former le coeur. Lesdits granulés de peau forment, en volume, de 20% à 60% de la composition à mouler, le reste étant constitué par lesdits granulés de coeur. La composition, pondérale desdits granulés de coeur est la suivante: polyamide 6.6 45 à 70% - charges minérales pulvérulentes 15 à 50% (talc, kaolin, mica, carbonates) - charges fibreuses (fibres de verre) 5 à 15% agent de couplage 0,5 à 2% (composé organo-silane) 2622501 La composition pondérale desdits granulés de peau est la suivante: polyamide 6.6 85 à 100% - charges de pigmentation 0 à 15% (oxyde de titane, sulfate de baryum) Le mélange de granulés est versé dans une trémie d'alimentation d'une presse à injecter à vis. une telle presse à injecter à vis comprend, de manière connue, un fourreau cylindrique dans lequel est adaptée à tourner une vis d'injection en forme de vis d'Archimède, et dans lequel débouche ladite trémie d'alimentation. Des moyens de chauffage sont associés audit fourreau, et sont destinés à amener lesdits granulés à l'état liquide ou pâteux. Ledit fourreau débouche, par une buse d'injection, dans la cavité d'un moule à la forme du corps de réflecteur à réaliser. Au cours du transfert de ladite composition à mouler, de ladite trémie, audit moule, les granulés sont amenés sous l'effet desdits moyens de chauffage à se tranformer en liquide ou en pâte. la matière de peau, plus fluide que la matière de coeur, se déplace plus rapidement en particulier au niveau de la buse d'injection, et atteint en premier les parois du moule, alors que la matière de coeur, plus visqueuse, remplit le volume central du moule. On a constaté que par un tel moulage on obtient, en une seule opération d'injection, un objet moulé qui présente une excellente qualité de surface. Ceci est dû à l'absence de matière de coeur en surface. On a également remarqué une excellente cohésion entre la peau et le coeur du corps de réflecteur, en raison de l'interpénétration de la peau, en profondeur, et du coeur. Le corps de réflecteur reçoit ensuite sur sa partie concave éventuellement après un traitement de surface, (effluvage ou autre), un dépot d'aluminium par évaporation sous vide. Le dépot d'une couche de vernis correcteur n'est pas nécessaire du fait de l'excellent état de surface du corps de réflecteur. On a pu constater qu'un réflecteur ainsi réalisé présente d'excellentes caractéristiques optiques, durables en raison de la grande stabilité mécanique et chimique du corps de réflecteur, même après une période prolongée d'échauffement provoquée par l'allumage d'une lampe placée à l'intérieur du réflecteur. On a décrit dans ce qui précède l'utilisation d'une presse à injection à vis, mais tout autre type de presse à injection convient et notamment une presse à injection à piston. Le procédé suivant l'invention permet d'utiliser des presses à injection monomatière bien connues, au lieu des presses d'injection à double vis ou double piston qui en plus de leur complexité nécessitent des organes de commande complexes et délicats à mettre en oeuvre. 7 O& - m25 REVENDICATIONS 1) Procédé de moulage par injection pour réaliser un objet à structure multicouche en matériau thermoplastique constitué d'un noyau interne ou coeur entouré d'une pellicule ou peau caractérisé en ce qu'il consiste à injecter dans un moule, en une seule opération, un mélange de matières thermoplastiques qui, à l'état fondu ou pâteux, présentent des viscosités différentes. 2) Procédé de moulage par injection selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans les conditions de l'injection, la viscosité de la matière destinée à former ladite peau est sensiblement plus faible que la viscosité de la matière destinée à former ledit coeur. 3) Procédé de moulage par injection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un mélange de deux types de granulés dont l'un contient la matière thermoplastique destinée à fournir ladite peau et dont l'autre contient la matière thermoplastique destinée à fournir ledit coeur dudit objet multicouche. 4) Procédé de moulage par injection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un mélange de granulés et de poudre dont l'un des constituants, granulés ou poudre, contient la matière thermoplastique destinée à fournir ladite peau et dont l'autre des constituants, poudre ou granulés contient la matière thermoplastique destinée à fournir ledit coeur dudit objet multicouche. 5) Procédé de moulage par injection selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un jonc enrobé dont l'un des éléments, jonc ou enrobage, contient la matière thermoplastique destinée à fournir ladite peau et dont l'autre des constituant, enrobage ou jonc, contient la matière thermoplastique destinée à fournir ledit coeur dudit objet multicouche. 6) Composition à mouler pour la mise en oeuvre du procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un mélange de matières thermoplastiques qui, à l'état fondu ou pâteux, présentent des viscosités sensiblement différentes. 7) Composition à mouler selon la revendication 6, caractérisée en ce que la matière thermoplastique destinée à former ladite peau a une masse moléculaire moyenne plus faible que celle de la matière thermoplastique destinée à former ledit coeur. 8) Composition à mouler selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un mélange de 20 à 60% en volume de matière thermoplastique destinée à former ladite peau et 40 à % de matière thermoplastique destinée à former ledit coeur. 9) Composition à mouler selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en pourcentage pondéral pour la matière destinée à former ladite peau. - polyamide 6.6 85 à 100% - charge de pigmentation 0 à 15% et en ce qu'elle comprend par la matière destinée à former ledit coeur: - polyamide 6.6 45 à 70% - charges minérales pulvérulentes 15 à 50% - charges fibreuses 5 à 15% - agent de couplage 0,5 à 2% ) Réflecteur notamment de projecteur, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qui est obtenu par le procédé et avec la composition à mouler selon l'une quelconque des revendications précédentes.