Brevet FR2702990A1 — publié le 19940930

La présente invention a pour objet un procédé de recouvrement d'un support thermoplastique par un décor en matière textile: moquette, cuir, film etc., destiné en particulier, mais non exclusivement, à en améliorer la présentation et/ou le contact. Actuellement, la pose de tels décors est généralement mise en oeuvre par une technique connue sous le nom de thermogainage. Dans ce procédé, on injecte dans un premier temps la pièce à recouvrir, puis on réalise en reprise différentes opérations telles que le perçage de trous d'aspiration. On encolle la pièce puis on applique une couche textile sur la surface de celle-ci. On presse ensuite l'ensemble dans une contreforme avec aspiration du textile et on ouvre le moule après polymérisation de la colle. La pièce est ensuite finie par détourage des excédents textiles puis par rembordement. Ce procédé s'applique généralement sur des matériaux à base polystyrénique. Sur des bases polypropylèniques, le processus est plus complexe et il est nécessaire de procéder au préalable à un flammage des pièces ainsi qu'à la pose d'un primaire d'adhérence avant l'opération d'encollage. Ce procédé, par le nombre des opérations nécessaires, est long et coûteux, il nécessite des moyens importants et ne permet la diffusion de produits décorés qu'en séries limitées c'est à dire des produits de luxe de haut de gamme. La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient et de permettre le décor par surmoulage de pièces en matières plastiques à moindre coût. Il a déjà été proposé de réaliser une injection de matière plastique sur textile par différents procédés liés à une pression d'injection élevée ne permettant pas d'utiliser tous les décors sans détérioration plus ou moins prononcée de ceux-ci. Selon l'invention, le procédé de décoration de pièces en matière thermoplastique qui consiste à: - introduire un décor dans une cavité du moule, - injecter la matière sous pression dans le moule par une ou plusieurs buses; se caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - injection de la matière thermoplastique à l'état fondu à basse pression dans le moule, sous le décor, par une ou plusieurs buses; injection simultanée d'un gaz inerte à basse pression, au moyen de buses travaillant séquentiellement, pour guider la matière fondue selon une orientation bien définie en fonction du décor; - démoulage de la pièce recouverte d'un décor après refroidissement.. Le procédé consiste à injecter la matière à l'état fondu, sous faible pression, entre la paroi du moule et l'envers du décor à travers les veines plastiques chaudes, la matière étant poussée à l'intérieur du moule par un gaz inerte au moyen de buses travaillant séquentiellement pour répartir la matière sous le décor, sans le détériorer. Le principe de l'invention consiste à insuffler un gaz inerte tel que de l'azote, à travers des buses statiques et froides; quelques secondes après le début de l'injection de la matière thermoplastique, la première buse de gaz se met en action et laisse passer le gaz qui pousse le flot de matière jusqu'à la seconde buse de gaz qui à son tour pousse la matière jusqu'à la troisième buse etc. Plusieurs buses d'injection de gaz peuvent ainsi, en fonction d'un programme préétabli, orienter la matière ce qui permet d'éviter les distorsions d'aspect ou les détériorations du décor. L'avantage essentiel du procédé ci-dessus résulte de ce que le décor, qui dans certaines applications, peut être relativement peu épais, ne subisse pas de choc brutal qui pourrait l'endommager; la matière est appliquée, sur le décor, d'une manière progressive et maîtrisée. L'injection sous basse pression ( 30 à 40 bars) avec des moules spécialement adaptés est également plus avantageuse que l'injection sous pression traditionnelle nécessitant des pressions de l'ordre de 180 à 300 bars, dans la mesure où elle permet l'emploi de machines standard utilisées en basse pression avec l'assistance d'un moyen périphérique. Ce procédé peut être mis en oeuvre pour l'injection de matières thermoplastiques telles que le polystyrène ou le polypropylène ou tout autre polymère, sans avoir à concevoir des machines spéciales uniquement dédiées à cette application. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre; des modes particuliers de réalisation, sont donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des schémas qui représentent: - les figures la à I c, des schémas montrant les étapes du procédé selon l'invention; - la figure 2, le schéma d'un moule pour la mise en oeuvre du procédé: - la figure 3, le schéma d'une buse froide d'injection de gaz; - la figure 4, le schéma d'un rembordement dans le moule; - la figure 5, le schéma d'un rembordement conjugué avec une coupe du décor dans le moule; -- la figure 6, le surmoulage d'une pièce dont les extrémités sont rembordées; - les figures 7, 8 et 9, des exemples de décors pouvant être obtenus selon l'invention. Les figures la à 1 c représentent schématiquement les trois étapes du procédé. La matière thermoplastique est contenue dans une vis d'injection ( non référencée). Sur la figure la, on dispose le décor, ici une couche textile 5, dans le moule comprenant une matrice 1 et un poinçon 2. Pour des considérations techniques, le décor 5 est prédécoupé en morceaux ou posé à partir d'un rouleau et introduit dans le moule par un système robotisé. Sur la figure lb, on ferme le moule et on commence l'injection de la matière 6 avec ouverture séquentielle des buses qui orientent le flot thermoplastique. Sur la figure I c, on démoule le produit fini 5+6. Deux techniques d'injection peuvent être utilisées: Dans le premier cas; le coté matrice (1) du moule est fixé sur le plateau fixe de la presse et le poinçon (2) est fixé sur le plateau mobile. L'injection de matière thermoplastique est effectuée du coté matrice et la matière sous pression traverse la partie du décor au plan de joint, soit en dehors de la cavité, en face de la carotte d'injection. Cette carotte d'injection tunnel alimente la cavité sous le décor. Dans le second cas, le coté matrice du moule est fixé sur le plateau mobile de la presse et le poinçon sur le plateau fixe. L'injection plastique arrive en partie arrière de la pièce à travers le poinçon directement sous le matériau de décor. D'une manière générale, l'injection est effectuée en un ou plusieurs points par des buses chaudes à obturateur. Les buses sont pilotées par une commande hydraulique ou pneumatique et, selon les besoins elles peuvent être pilotées simultanément ou alternativement. Dans les deux cas, le décor se trouve plaqué dans la matrice par la pression d'injection et prend ainsi la géométrie de la cavité qui définit la pièce. En utilisant l'une des deux techniques,une liaison parfaite est obtenue entre le décor et la pièce thermoplastique; la matière chaude à l'état fondu est plaquée uniformément sous la trame de protection du décor ou, directement au-dessous du décor lorsqu'une trame de protection n'est pas nécessaire (cuir, film etc.). Après polymérisation du polymère complètement refroidi, on obtient une bonne cohésion de la liaison entre les deux matériaux. Dans les deux cas précédents, l'injection séquentielle basse pression du gaz est rendue possible par l'insufflation d'un gaz froid inerte tel que de l'azote dans des veines chaudes de la pièce. Le gaz est insufflé séquentiellement en différents points et pousse ainsi la matière plastique en fusion d'un point à un autre dans une ou des directions judicieusement choisies. La figure 2 représente schématiquement un moule utilisant la première technique (technique tunnel). On distingue sur cette figure 2 la matrice 1 et le poinçon 2 délimitant la cavité du moule dans laquelle se fait l'injection de matière plastique. Conformément au procédé de l'invention, dans un premier temps le décor 5 est disposé dans le moule. La matière chaude, après fermeture du moule est introduite dans le bloc chauffant 3 intégré dans la matrice 1. L'injection se fait par une carotte d'injection 4 et,. sous l'action de la pression, la matière thermoplastique chemine dans le moule, a travers la carotte 4, dans l'exemple représenté sur la figure 2, et traverse le décor, même s'il s'agit de cuir. Bien entendu, il est possible de prévoir, en fonction des dimensions du moule un ensemble de carottes d'injection de la matière thermoplastique.La référence 7 désigne le front de la matière qui se déplace au fur et à mesure de l'injection en appliquant intimement le décor 5 contre la paroi de la matrice 1. La progression de la matière est, selon une caractéristique de l'invention pilotée par l'introduction d'un gaz neutre sous pression au moyen d'un ensemble de buses 10,11 ouvertes séquentiellement qui provoquent, dans la matière injectée une veine chaude 8 qui se transforme en une zone creuse 9 pressurisée par le gaz. Seules deux buses ont été représentées sur la figure 2, mais elles symbolisent un ensemble de buses de préférence régulièrement réparties et commandées par un automate (non représenté). Comme cela apparaît dans l'exemple de la figure 2, lors de l'injection, la matière 6 progresse de la droite vers la gauche de la figure et plaque le décor 5 contre la paroi du moule. La figure 3 montre une buse froide ou injecteur de gaz 10. Le passage du gaz peut être réglé, par exemple, par un noyau cylindrique à plusieurs plats sur sa périphérie ou par un noyau en métal poreux. Le gaz insufflé forme la zone creuse pressurisée 9. Le procédé selon l'invention permet de résoudre le problème du rembordement, ou retour sur la tranche de la pièce, assurant le recouvrement des bords de la pièce plastique. Comme représenté sur la figure 4, le décor 5, quelle que soit son épaisseur est posé dans le moule et plaqué sur la tranche de la pièce par la pression de la matière injectée. L'excédent de textile est généralement découpé en reprise. Mais il est possible, dans certains cas, d'effectuer une prédécoupe de l'excédent de décor 5 directement dans le moule. A cet effet, le plan de joint doit être étudié pour que, lors de la fermeture du moule, le décor soit automatiquement découpé à la dimension voulue, sous l'effet de la pression de fermeture de la presse. Les figures 5 et 6 montrent une opération de rembordement avec découpe dans le moule. Le décor est pincé dans le plan de joint 13. La pression d'injection tend le décor 5 pendant le remplissage de la cavité par la matière thermoplastique et réalise le rembordement de la partie latérale 14; l'angle vif 15 favorise la coupe du décor par tension de celui-ci et par la pression du plastique. Dans l'exemple représenté, l'angle 15 est formé dans une pièce rapportée 16 à l'intérieur du moule. L'excédent de textile ou autre décor dans la partie opposée de la pièce, sans rembordement du décor, est éliminé lors d'une opération ultérieure. L'éjection de la pièce terminée peut être obtenue par rotation de la pièce dans le moule. Il est bien entendu possible d'obtenir une découpe sur la périphérie de la pièce en adaptant le profil de la zone 14. Comme il a été dit précédemment, la présente invention permet de recouvrir une pièce plastique avec des décors variés. Trois types de pièces décorées sont représentées en coupe sur les figures 7 à 9. Sur la figure 7, le recouvrement vise à donner à la pièce un aspect textile. A cet effet, la pièce 6 est recouverte par une trame 17 de protection et de liaison elle-même surmontée par une couche textile 5. Sur la figure 8, on désire que le décor présente au toucher un contact souple. A cet effet, le décor comprend une couche extérieure textile 5, une couche de mousse 18, une trame 17 et la pièce plastique support 6. Comme représenté sur la figure 9, le revêtement peut consister en une couche de cuir 19. L'injection directe du thermoplastique sur le cuir est possible du fait de la rugosité de celui-ci sur sa partie envers. L'utilisation du cuir dans la technique de surmoulage a l'avantage de permettre la reproduction sur la pièce finie en cuir d'un décor correspondant à la matrice. La décor peut être réalisé dans la matrice du moule par grainage chimique, par gravure manuelle ou par tout autre technique. Il est imprimé dans le cuir par la pression du thermoplastique injecté. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS i0 Procédé de décoration de pièces en matière thermoplastique par surmoulage selon lequel on - introduit un décor (5) dans une cavité d'un moule, - injecte la matière thermoplastique (6) dans le moule, au-dessous du décor, par une ou plusieurs buses; caractérisé en ce qu'il consiste à; - injecter la matière à l'état fondu à basse pression dans le moule à travers au moins une buse entre le moule et le décor: - injecter simultanément un gaz inerte à basse pression, au moyen de buses(10, 1 1 ) travaillant séquentiellement, pour orienter la matière fondue; - démouler la pièce revêtue du décor (6,5) après refroidissement.. 20 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rembordement est effectué à l'intérieur du moule. 30 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, le décor est coupé autour de la pièce, à l'intérieur du moule, par une arête coupante(1 5), sous l'effet de la pression de la matière. 40 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la matrice (1) étant fixe et le poinçon (2) mobile, la matière thermoplastique (6) est injectée dans le moule par une carotte (4) à travers le décor (5) se trouvant dans le plan de joint au-dessous de la carotte (4). 50 Décor pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste en une couche de textile etfou de rembourrage, cuir ou film etc. donnant une impression de contact améliorée 60 Produits en matière plastique injectée décorés obtenus par le procédé selon l'une des revendications 1 à 4.