Brevet FR2754757A1 — publié le 19980424

Procédé de fabrication d'une partie avant pour une monture de lunettes DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une partie avant pour une monture de lunettes. Les porteurs de lunettes à verres correcteurs ou à verres protecteurs exigent de plus en plus une monture de qualité possédant des caractéristiques esthétiques et de solidité. Etat de la technique On connaît d'après le EP-A-0 515 920 une partie avant pour une monture de lunettes constituée en matériau acétate de cellulose. Le procédé de fabrication correspondant consiste à réaliser une ébauche en acétate de cellulose et à la découper ensuite pour lui donner la forme voulue. On connaît également les montures de lunettes en polyamide, destinées notamment aux lunettes de soleil, fabriquées par des procédés d'injection. Le US-A-4 690 523 décrit une partie avant pour une monture de lunettes constituée en matériau polyamide. La partie avant comprend un élément supplémentaire servant à la renforcer. Le procédé de fabrication correspondant consiste à coller deux ébauches en polyamide, à insérer entre les deux ébauches l'élément de renforcement et à découper ensuite l'ébauche pour lui donner la forme voulue. Cependant, les parties avant et les montures de lunettes constituées d'acétate de cellulose présentent des propriétés mécaniques et de résistance au vieillissement bien médiocres. De plus, les parties avant et les montures de lunettes constituées en polyamide ne sont pas assez résistantes et, soit sont destinées à des produits bas de gamme, soit nécessitent le rajout d'un élément de renfort. Ceci complique d'autant plus le procédé de fabrication. Exposé de l'invention Le problème posé est de réaliser par un procédé simple une partie avant pour une monture de lunettes qui présente des propriétés de résistances mécaniques et chimiques inégalées. Le but de l'invention est de palier le manque d'efficacité des matériaux polymères existant, en sélectionnant de nouveaux matériaux polymères thermoplastiques. Le but de l'invention est également de prévoir un procédé de fabrication adapté à ces mêmes matériaux polymères thermoplastiques sélectionnés. Suivant un premier aspect de l'invention, un procédé de fabrication d'une partie avant pour une monture de lunettes est caractérisé en ce que l'on met en oeuvre les étapes successives suivantes a) réalisation d'une ébauche en un matériau polymère thermoplastique choisi dans le groupe constitué par les polyoléfines, les polyacétals, les polycarbonates, les polyamides, les polyesters saturés, les polymères sulfoniques ; b) découpage de l'ébauche pour obtenir la partie avant pour une monture de lunettes. Une ébauche sert de point de départ à la réalisation de la monture de lunettes. L'étape de réalisation de l'ébauche se fait notamment par injection du matériau polymère. On assure de cette façon une maîtrise des flux de matériau à l'intérieur d'un moule ayant une forme d'ébauche simple. On assure également une réduction des orientations et par voie de conséquence, une réduction des contraintes résiduelles emprisonnées dans le matériau polymère constituant cette ébauche. Et en utilisant le découpage de l'ébauche pour lui donner la forme désirée, on diminue les contraintes de tension internes. Celles-ci apparaissent habituellement dans les parties avant pour monture fabriquées dans l'art antérieur directement par injection. Au travers de l'utilisation des matériaux polymères thermoplastiques et du procédé de fabrication, la partie avant pour une monture de lunette présente des caractéristiques de performance inégalées permettant une finesse des cercles autour des verres, condition pour une monture extrêmement légère. Cette finesse est envisageable grâce à l'exceptionnelle résistance mécanique obtenue. La partie avant est résistante à la déformation plastique, procurant une capacité à retrouver les formes antérieures après déformation forcée, ce qui rend la partie avant incassable, par exemple lors de l'insertion des verres dans les cercles, dans les conditions normales d'utilisation. Ceci n' est pas le cas pour les parties avant fabriquées à partir de matériaux tel que l'acétate de cellulose usiné ou/et le polyamide injecté, ce dernier étant pénalisé par des tensions internes générées lors de l'injection, tensions qui engendrent des fissurations internes. La partie avant se révèle résistante dans le temps, par sa faible sensibilité à l'humidité et par sa faible probabilité de relaxation de contraintes contrairement au cas des technologies d'injection induisant des déformations dès qu'il y a échauffement. Le procédé de fabrication se poursuit par les étapes suivantes : une étape de polissage et une étape de nettoyage. Puis le procédé se poursuit par les étapes suivantes qui peuvent être placées selon un ordre quelconque : une étape de décoration, une étape de courbement et une étape d'enfoncement des charnières. Enfin le procédé se termine par les étapes suivantes : une étape de vernissage et une étape de fixation des branches de la partie avant pour une monture de lunettes. D'autres avantages du procédé de fabrication d'une partie avant selon l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de l'invention, en se référant aux dessins donnés à titre d'illustration, dans lequel - la figure 1 représente une perspective écorchée d'un moule d'injection - la figure 2 représente en perspective une ébauche en forme de plaque ; - la figure 3 représente vue du dessus une partie avant pour une monture de lunettes; - la figure 4 représente en perspective une monture de lunettes comprenant la partie avant de la figure 3. Description détaillée de l'invention Le terme partie avant 1 désigne toute la face avant de la monture de lunettes 2 comprenant les deux cercles 3, 4 servant à maintenir les verres, un pont 6 entre les deux cercles 3, 4, deux places 7, 8 prévues pour le maintien avec pivotement par charnières 21, 22 des deux branches 9, 11 et soit deux épaississements locaux des cercles, soit deux emplacements 13, 14 prévus pour la fixation de pattes, se faisant face et destinés à prendre appui sur les ailes du nez du porteur de lunettes. Les caractéristiques qualitatives retenues pour le choix des polymères sont en particulier une limite élastique élevée et une haute résistance à la rupture et aux chocs. Pour sélectionner les matériaux polymères thermoplastiques, trois critères principaux ont été retenus - la densité mesurée suivant la norme ISO 1183, afin que la partie avant pour monture ne soit pas trop pesante sur les ailes du nez du porteur de lunettes ; - le module d'élasticité en traction mesuré selon la norme ISO 527 ; et - l'aptitude à la découpe et en particulier au fraisage pour pouvoir réaliser des formes de cercles très fines. Deux critères plus accessoires sont ceux de la transparence du matériau polymère et celui du prix. De ce fait, le choix est possible dans les groupes de polymères chargés ou non chargés suivants - les polyoléfines et plus particulièrement des polyéthylènes à haut poids moléculaire appelés UHMW ; ou - les polyacétals et plus particulièrement des polyoxyméthylènes (POM) homopolymères et copolymères ; ou - les polyamides, et plus particulièrement des polyamides 12 et parmi ceux-ci notamment des polyamides 12 à base aliphatique et cycloaliphatique ; ou - les polyesters saturés et plus particulièrement des polytéréphtalates d'éthyle et des polybutylènes téréphtalate ; ou - les polycarbonates ; ou - les polymères sulfoniques et plus particulièrement des polysulfones, des polyéthersulfones et des polyphénylsulfones Le procédé de fabrication de montures de lunettes 2 en matériaux polymères, utilisant une matière première nouvelle non encore utilisée dans cette application est mis en oeuvre selon les étapes successives décrites cidessous. A partir de granulés de polymères thermoplastiques disponibles commercialement, on rajoute, si on le désire, des adjuvants par exemple des pigments colorés et/ou des anti-oxygènes et/ou des stabilisantslumière. Le procédé commence par une étape de réalisation d'une ébauche. On fabrique par des technologies d'injection-moulage une ébauche aux formes régulières si possible allongée par exemple sensiblement parallélépipédiques dont les trois dimensions sont légèrement supérieures à celles de la partie avant pour la monture de lunette définitive qu'il s' agit de fabriquer. L'injection se fait dans un moule pour ébauche 17 grâce à une nappe d'injection adaptée, afin d'équilibrer et de répartir de façon très homogène les masses et les flux de matériau polymère s'écoulant à l'état fondu. La ligne d'injection correspond à l'endroit ou le remplissage de l'empreinte en matériau va s'effectuer. La position de la ligne d'injection se trouve sur l'un des côtés transversal du moule pour ébauche allongée. La géométrie de la nappe d'injection est également spécifique. Les conditions de moulage utilisées avec le moule précité sont adaptées aux matériaux polymères utilisés, et notamment à leur point de fusion. On a optimisé ces conditions dans le but d'obtenir de faibles orientations du matériau moulé. Le taux d'orientation est contrôlé par une mesure de retrait sur un échantillon. La qualité d'une ébauche réalisée en matériau polymère transparent peut être déterminée sous contrainte par visualisation avec une lumière polarisée. L'ébauche est soumise à une étape de découpage. Cette ébauche est usinée dans sa forme définitive de partie avant pour monture de lunettes, par des techniques de fraisage sur des machines à commandes numériques. On programme le fraisage selon un ou plusieurs axes pour obtenir une partie avant de lunettes dont le modèle est imposé par le client. On utilise des outillages de coupe spécifiques pour découper chacun des matériaux polymères. Les conditions de mise en oeuvre ont été spécifiquement développées pour permettre un état de surface satisfaisant. On adapte l'angle de coupe des outils de découpe. L'angle retenu peut par exemple être positif et sa valeur varie en fonction du matériau polymère. Dans l'état de l'art, pour le frai sage de matériaux polymères traditionnellement utilisés pour de telles fabrications tels l'acétate de cellulose, cet angle est négatif. On adapte les vitesses de rotation de l'outil de coupe. On adapte également les vitesses d'avance de l'ébauche. On utilise un système de refroidissement de la zone de coupe pour éviter tous les problèmes de surchauffe du matériau polymère, en raison de la chaleur dégagée pendant l'opération de découpe. Enfin, les emplacements d'attaque de l'ébauche par la fraise sont différents. L'attaque peut se faire par l'extérieur. Par contre, pour l'acétate de cellulose, l'attaque s'opère par perçage au niveau de l'emplacement futur du nez. Les copeaux du matériau polymère utilisé, par exemple du polyamide 12, provenant de la découpe sont conservés pour être, dans un procédé connexe de recyclage, agglomérés puis refondus et réintégrés dans une proportion spécifique aux granulés de matériau polymère vierge lors de l'injection de l'ébauche. La partie avant pour monture de lunettes obtenue après découpage passe ensuite dans une phase de ponçage. Les conditions de l'opération sont totalement différentes de celles connues dans l'état de l'art. La technique retenue est celle du lavage abrasif en centrifugeuse à haute vitesse, en milieu aqueux et en présence d'un agent abrasif sous la forme de particules solides, par exemple des cônes en résine et de savon. Les vitesses de rotation de la centrifugeuse sont optimisées et la température est maîtrisée par refroidissement. Le temps de ponçage est assez fortement réduit, par rapport au temps nécessaire lorsqu'il s'agit de poncer des matériaux traditionnels, comme l'acétate de cellulose. L'acétate de cellulose se ponce par des procédés en tonneaux rotatifs avec ponce et charges dans un milieu sec. L'étape de nettoyage de la partie avant pour monture de lunettes est également plus rapide, puisqu'il n'y a pas d'agent de ponçage résiduel qui reste collé sur les interstices de fraisage et sur l'intérieur des cercles de la partie avant. Puis le procédé se poursuit par les trois étapes qui suivent, pouvant être placées selon un ordre quelconque une étape de décoration de la partie avant pour une monture de lunettes, une étape de courbement de ladite partie avant et une étape d'enfoncement des charnières dans les places prévues. Un ordre préféré est décoration, courbement et enfoncement. On peut également disposer ainsi : enfoncement, décoration et courbement. On peut encore placer l'étape de courbement en tête de ces trois étapes. La partie avant pour monture de lunettes est décorée. La décoration s'opère par pulvérisation de colorant ou par contact avec une éponge ou avec une peinture électrostatique ou selon la technique de sublimation ou par ajout de colorant dans la masse de matériau polymère. Pour la décoration par sublimation, on transfère un décor depuis un support aluminium ou un support papier imprimé avec des encres pouvant être sublimées. On applique le film décor et on le maintien en le chauffant sur la partie de la monture ou sur le champ à décorer. Le support film est chauffé et non pas l'élément receveur ctest à dire la partie avant pour une monture, contrairement à l'état de l'art. La partie avant pour monture de lunettes est ensuite courbée et mise en forme selon le modèle désiré. Dans cette étape de courbement, on adapte au matériau sélectionné les conditions de chauffage, de maintien en température et de temps de maintien en forme sur des conformateurs sur tapis roulant. Puis on procède à une étape d'enfoncement des charnières. Un fraisage précède l'incrustation des inserts métalliques formant charnières aux températures optimalisées selon le matériau polymère. La partie avant pour monture de lunettes est soumise à une étape de vernissage. L'aspect brillant de la lunette est obtenu par simple vernissage utilisant les vernis bicomposants actuels. Un très beau luisant se retrouve malgré un effet mat en sortie de polissage. Le procédé de fabrication permet d'aboutir à une facilité d'adaptation de décors, ainsi qu'à une grande qualité des décors par leur précision, leur finesse, leur couleur. La gestion de la production est compatible avec les impératifs de mode et de petites séries. Exemple de réalisation Pour fabriquer une partie avant 1 pour une monture de lunettes 2, on utilise du polyamide 12 à base aliphatique et cycloaliphatique de la société EMS (Suisse) commercialisé sous la dénomination Grilamid TR 90. Sa température de transition vitreuse est de 155 OC, et son indice de fluidité à chaud mesuré suivant la norme ISO 1133 sous 5 N à 275 OC pendant 10 min. d'écoulement 3 est de 21 cm3 avec le matériau non modifié. Ce polyamide est transparent et est insensible aux éraflures. A partir de ces granulés de polyamide, on fabrique par injection une ébauche en forme de plaque 16 dont les dimensions sont 160 mm de longueur, 60 mm de largeur et 6 mm d'épaisseur. L'injection se fait avec une presse à injecter de référence Billion 90 Visumat 5015, dans un moule à deux empreintes disposées en opposition, avec une nappe d'injection centrale. La position de la ligne d'injection se trouve sur la face la plus petite 18 du rectangle constituant la plaque 16. L'injection se fait ainsi longitudinalement par rapport au moule 17 de la plaque 16 (flèche 19). La géométrie de la nappe d'injection est spécifique. Sa section transversale a une forme à double pente identique à un toit, sa section longitudinale, varie en épaisseur, la partie la plus épaisse se trouvant du coté de la pièce à injecter, la plus mince du coté du point d'alimentation du pot d'injection. Les conditions de moulage utilisées avec le moule 17 précité sont - température d'injection 285 OC + 5 OC, - vitesse d'injection lente, - pression de maintien 400 bars, - temps d'injection 5 s, - temps de maintien, 20 s, - temps de refroidissement 28 s, - température moule 50 OC + 1 OC. Le taux d'orientation est contrôlé par une mesure de retrait sur un échantillon maintenu en étuve à une température de 70 "C pendant 24 h. La plaque 16 est ensuite découpée dans sa forme définitive de partie avant 1. Cette plaque 16 est usinée par fraisage en 3 axes sur une machine-outil à commande numérique de référence Raian 3 fabriquée par la société Outas 2000, Pianezza (Italie). On utilise des outillages de coupe en carbure. L'angle de coupe des outils est positif et est égal à +20. Les vitesses de coupe sont de 20000 tours/minute. On réduit de moitié les vitesses d'avance de la plaque par rapport à celles utilisées pour l'usinage de plaques d'acétate de cellulose. On refroidit la zone de coupe, la plaque 16 et l'outil, par de l'air à -26 OC. Enfin, l'attaque de la plaque 16 par la fraise se fait par l'extérieur. La partie avant 1 pour monture de lunettes 2 obtenue après fraisage est ensuite poncée. Le lavage abrasif se fait en centrifugeuse dont la vitesse de rotation est optimisée à 900 tours/minute. La température est maintenue à une température ambiante. Le temps de ponçage est égal à 2 heures. La partie avant 1 est nettoyée. Le tableau 1 montre une comparaison des propriétés mécaniques et chimiques et l'intérêt du matériau du groupe des polyamides PA 12 choisis dans l'invention par rapport à d'autres matériaux habituellement utilisés en lunetterie. On obtient une partie avant 1 dont l'épaisseur moyenne de cercle est de 1,6 mm ce qui explique le très faible poids de la partie avant. Tableau 1 Maillechort Titane Acétate Propionate PA 12 Densité 8,9 4,5 1,32 1,2 1 Poids (g) 7 4 4 4 2 Coefficient dilatation - - 14 - 0,9 thermique Contrainte rupture - - 37 38 45 (N/mm2) Absorption d'humidité - - 2,5 1,04 0,5 (gó) La partie avant 1 pour monture de lunettes 2 est ensuite courbée sur des conformateurs à température comprise entre 180 et 210 "C, de préférence à 200 OC. On fixe ensuite les deux charnières 21, 22 respectivement aux deux places 7, 8 prévues. On a choisi de décorer la partie avant 1 selon la technique de sublimation, par transfert du décor depuis un film aluminium imprimé avec des encres disponibles dans le commerce, en particulier chez SIC Mazzuchelli (Italie). On applique le film décor et on le maintien par un tampon en silicone sur la partie avant. Les températures du support film chauffé pour qu'un tel transfert s'effectue sont réglées entre 180 et 220 "C. Le temps de maintien est d'au plus 10 min., de préférence entre 2 et 4 min. La pression exercée est d'environ 4 bars. La partie avant 1 pour monture de lunettes 2 est ensuite vernie. Le procédé de réalisation, la partie avant pour une monture de lunettes et la monture de lunettes selon l'invention ne sont pas limitées par les détails des modes de réalisation et des exemples choisis pour l'illustrer. Des modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Cette dernière englobe par conséquent tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leur combinaison. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une partie avant (1) pour une monture de lunettes (2), caractérisé en ce que l'on met en oeuvre les étapes successives suivantes a) réalisation d'une ébauche (16) en un matériau polymère thermoplastique choisi dans le groupe constitué par les polyoléfines, les polyacétals, les polycarbonates, les polyamides, les polyesters saturés, les polymères sulfoniques b) découpage de l'ébauche (16) pour obtenir la partie avant (1) pour une monture de lunettes (2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que parmi les polyoléfines, l'on utilise notamment des polyéthylènes à haut poids moléculaire appelés UHMW. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que parmi les polyacétals, l'on utilise notamment des polyoxyméthylènes. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que parmi les polyamides, l'on utilise notamment des polyamides 12. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que parmi les polyamides 12, l'on utilise des polyamides 12 à base aliphatique et cycloaliphatique. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise des polyamides 12 ayant une température de transition vitreuse de 155 OC, et dont l'indice de fluidité à chaud mesuré suivant la norme ISO 1133 sous 5 N à 275 OC pendant 10 min. d'écoulement est de 21 cm3. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de réalisation de l'ébauche (16) se fait par injection du matériau polymère thermoplastique dans un moule (17) ayant sensiblement les dimensions de la partie avant (1) pour une monture de lunettes (2). 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ébauche (16) se présente sous la forme d'une plaque sensiblement parallélépipédique. 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on réalise l'injection dans le sens longitudinal (19) par rapport au moule (17) de l'ébauche (16). 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de découpage de l'ébauche (16) se fait par usinage et notamment par fraisage sur une machine-outil. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour la partie avant (1) pour une monture de lunettes (2), l'on réalise, après l'étape de découpage de l'ébauche (16), les deux étapes successives suivantes, une étape de polissage et une étape de nettoyage, en ce que l'on réalise ensuite les trois étapes suivantes pouvant être placées selon un ordre quelconque, une étape de courbement, une étape d'enfoncement des charnières (21, 22) et une étape de décoration, et en ce que l'on réalise enfin une étape de vernissage. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on réalise l'étape de décoration par transfert d'un décor à partir d'un support sous forme de film ayant une ou plusieurs encres pouvant être sublimées en chauffant le support sous forme de film. 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on recycle le matériau polymère thermoplastique rejeté lors de la découpe de l'ébauche (16), en le réincorporant suivant une certaine proportion dans le même matériau polymère thermoplastique vierge, destiné à la réalisation de l'ébauche. 14. Monture de lunettes (2) caractérisée en ce qu'elle comprend deux branches (9, 11) et une partie avant (1) obtenue grâce au procédé selon l'une des revendications précédentes.