Brevet FR2704961A1 — publié le 19941110

PROCEDE DE FABRICATION DE CARTES A MEMOIRE L'invention concerne un procédé de fabrication des pièces en thermoplastique ou autres applications avec un décor mince et en fibres d'au moins une face imprimée visible qui est incorporée dans ladite pièce. On connait de telles pièces plastiques par exemple comme les cartes d'accès, les télécartes pour des publiphones ou comme d'autres cartes avec ou sans une mémoire. Le décor peut être constitué par exemple de papier. D'une façon plus précise l'invention concerne les cas de fabrication de pièces plastiques comme des corps de carte décorés par exemple, lesdits corps de carte sont assemblés avec le décor dans un moule en injectant le thermoplastique dans ledit moule et en le refroidissant. On a reconnu que les pièces plastiques obtenues selon le procédé décrit présentent un gauchissement, d'autant plus marqué que leur épaisseur est plus faible. Le décor film est toujours dans la position du rayon de courbure le plus grand (voir figures 1). Ce gauchissement est la résultante de plusieurs phénomènes 1. Les fortes pressions d'injection du plastique provoquent, pendant la durée de celle-ci, un allongement du film décoré. 2. A l'injection, le passage de l'état liquide à l'état solide du thermoplastique se traduit par une diminution de volume, variable suivant la nature de ce dernier (0,4 à 0,8 % en moyenne). Ces deux causes induisent un allongement relatif du film par rapport au thermoplastique qui incurve la pièce plastique. A ces deux effets s'ajoutent : les contraintes engendrées dans la pièce par les fortes pressions d'injection et par les différences entre les coefficients de dilatation du thermoplastique et du film décor. S'il s'agit des cartes à mémoire ainsi obtenues, elles ne répondent pas à la norme ISO, au point de vue planéité. C'est donc l'objet de la présente invention de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé mis au point tendant à redonner au décor des degrés de liberté. Afin d'atteindre ce but l'invention propose un procédé de réalisation d'une pièce en thermoplastique par moulage avec un décor mince et en fibres d'au moins une face imprimée visible qui est incorporée dans ladite pièce où - on place le décor et on le maintient en fond d'un moule thermorégulé qui est conforme aux contour et épaisseur de ladite pièce ; où - on injecte sous pression une matière thermoplastique, qui est opaque s'il s'agit d'un décor d'une seule face imprimée ou qui est transparente s'il s'agit d'un décor imprimé recto-verso, dans le moule et on la refroidit par une thermorégulation dudit moule ; où - on sort la pièce du moule et on finit cette opération - le décor est mouillé dans l'eau en amont ou en aval dz l'injection du thermoplastique dans le moule. L'avantage du procédé inventif se trouve dans le fait que l'inventeur utilise un mouillage à l'eau afin de traiter le décor. Cette méthode est facilement réalisable et très économique. D'autres avantages et modes de réalisation de l'invention sont présentés dans les revendications dépendantes. L'invention sera mieux comprise par la lecture de la description suivante qui expliquera en détails l'invention et ses différents modes de réalisation et leurs avantages. La description se réfère aux dessins annexés dont la figure 1 illustre une pièce thermoplastique décorée gauchie, la figure 2 montre une pièce plane en thermoplastique obtenue selon l'invention. La figure 1 montre une pièce thermoplastique 10, par exemple, une carte à mémoire, obtenue par le procédé connu qui comme décrit ci-dessus donne des pièces décorées gauchies Un décor film est placé puis maintenu en fond d'un moule connu thermorégulé qui n'est pas montré ici. De la matière thermoplastique est injectée sous pression et refroidie par la thermorégulation du moule. Une pièce comme une carte à mémoire (dépendante de la forme du moule) est éjectée du moule, la décoration de la carte est terminée dès cette étape. Le décor film 20, en fibres, incorporé dans un corps thermoplastique 30, se trouve dans la face du corps 30 du rayon de courbure le plus grand. Dans ce cas de figure 2, le film 20 en fibres, préférablement en papier, est mouillé par trempage dans de l'eau ou imprégnation par de la vapeur d'eau. Les fibres, ici : cellulose, constituant essentiel du papier, "gonflent" lors de cette opération et le volume du film augmente. Au cours de l'injection du thermoplastique dans un moule (non illustré ici) qui s'opère à des températures supérieures à 100. C, il y a une évaporation de l'eau et rétrécissement du papier. Celà permet de contrer - l'allongement du film 20 par des forces de pression de l'injection du plastique et - les effets de la diminution du volume du thermoplastique durant le refroidissement et de produire des cartes non gauchies en sortie de moule. Une autre possibilité selon l'invention réside dans le traitement de la carte à mémoire après injection. Les paramètres d'injection (pression, température, refroidissement) sont étudiés de façon à minimiser le gauchissement. La carte à mémoire est traitée ultérieurement : - par hydrolyse avec de l'eau ou - par hydrolyse à la vapeur. L'hydrolyse se fait par diffusion d'eau dans le film de papier et ou par liaison hydrogène des molécules d'eau avec les terminaisons -OH de la cellulose du papier, un gonflement du papier et/ou un glissement des fibres l'une par rapport à l'autre. Tout cela résulte d'une libération des contraintes et d'une réorganisation qui permet à la carte de se retendre, et retrouver sa forme d'origine presque comme un effet mémoire. L'hydrolyse par trempage d'une pièce décorée dans une solution aqueuse est possible avec de l'eau seule à température ambiante, ou à chaud (~ 80 C par exemple). Elle est nettement améliorée, grâce à un meilleur mouillage, dans un mélange Eau-Isopropanol à 10 % par exemple. L'objet trempé dans la solution, ou imbibé de cette solution à l'aide d'un feutre la contenant, puis séchage à l'air libre ; en fin de séchage l'objet retrouve une forme plane. C'est évident que -sans limiter l'invention- cette opération est peu efficace dans le cas des fibres ou de papier protégés par un vernis au verso. L'hydrolyse par trempage dans une solution aqueuse peut être lent car il est limité par la vitesse de diffusion de l'eau à travers l'épaisseur du vernis et du papier. On accélère l'opération en utilisant de la vapeur d'eau, la diffusion de molécules ou de groupements de molécules d'eau à travers le vernis et le papier étant facilitée et accélérée par leurs faibles tailles. Les temps de traitement sont alors réduits dans une fourchette de quelques secondes à quelques dizaines de secondes (suivant la densité de pigments formant le décor du papier). Les vernis offset ne forment pas de barrage à la diffusion de la vapeur, ce qui permet le traitement sur des papiers imprimés et vernis. De préférence le procédé selon l'invention comporte dans ce cas les étapes suivantes - On utilise une chaudière à vapeur (pression de vapeur interne par exemple 4 bars), alimentée en continu par eau de ville. - Les pièces thermoplastiques (cartes à mémoire) circulent sur un tapis adapté au but. - Une rampe alimentée en vapeur par des buses de faible section (~ 1 mm) reliées au générateur de vapeur est placée sous le tapis, de façon à assurer le mouillage par vapeur des cartes défilant. - La vitesse de défilement est à ajuster en fonction de la distance tapis de défilement/busette ; elle tiendra compte aussi de la densité de pigments couvrant la surface du papier, distance moyenne préférée 10- 20 mm. Les ordres de grandeur de traitement obtenus (~ 10 à 30s) sont tout à fait compatibles avec un traitement industriel en continu, immédiatement en aval de l'injection des cartes à mémoire. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une pièce en thermoplastique par moulage avec un décor mince et en fibres d'au moins une face imprimée visible qui est incorporée dans ladite pièce comprenant les étapes suivantes a) on place le décor et on le maintient en fond d'un moule thermorégulé qui est conforme aux contour et épaisseur de ladite pièce b) on injecte sous pression une matière thermoplastique, qui est opaque s'il s'agit d'un décor d'une seule face imprimée ou qui est transparente s'il s'agit d'un décor imprimé recto-verso, dans le moule et on la refroidit par une thermorégulation dudit moule c) on sort la pièce du moule et dès l'étape b), on finit sa décoration et d) où le décor est mouillé par trempage dans l'eau avant ou après une des étapes a, b, ou c. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le décor est mouillé par une imprégnation de vapeur d'eau. 3. Pièce en thermoplastique fabriquée par l'application de l'un des procédés selon les revendications précédentes caractérisée en ce que le décor est en papier. 4. Pièce en thermoplastique fabriquée par l'application de l'une des revendications précédentes caractérisée ce que la pièce est une carte à mémoire. 5. Pièce selon la revendication 4 caractérisée en ce que la carte à mémoire est fabriquée en utilisant ABS ou polycarbonate comme matière thermoplastique. 6. Pièce selon la revendication 4 ou 5 caractérisée en ce que la carte à mémoire est fabriquée et conforme aux normes ISO.