Brevet FR2771045A1 — publié le 19990521

PROCÉDÉ D'INSERTION DE DÉCORS DANS UNE PIECE THERMOPLASTIQUE La présente invention a pour objet un procédé d'insertion délimitée d'au moins un décor dans un support thermoplastique au cours d'un surmoulage basse pression et les pièces obtenues selon ce procédé. On a décrit dans FR-A-2 702 990 un procédé de décor d'un support thermoplastique par surmoulage basse pression selon lequel - on introduit la matière thermoplastique à l'état fondu dans le moule au-dessous du décor - on injecte la matière à basse pression à travers au moins une buse alors que l'on injecte simultanément un gaz inerte basse pression au moyen de buse travaillant séquentiellement pour orienter la matière fondue dans les endroits désirés du moule. Cette injection basse pression présente l'avantage de ne pas détériorer le décor. Le rembordement, ou recouvrement des bords par le décor, peut être effectué dans le moule mais il nécessite, la plupart du temps, une opération ultérieure de reprise manuelle ou automatique. Dans la technique traditionnelle, le décor est placé du côté de la matrice du moule, puis la matière est injectée à l'état fondu contre l'envers du décor. C'est la pression d'injection qui plaque le décor dans la cavité de la matrice. Le décor épouse ainsi parfaitement la cavité de la matrice mais déborde fréquemment de celle-ci. Par conséquent, il est nécessaire de couper les bords du décor après démoulage. Et l'humidité peut passer de la face arrière à la face avant décorée par capillarité dans le décor. Pour obtenir une pièce partiellement recouverte par un décor, il est connu de procéder en deux étapes. Dans une première étape, on réalise une pièce revêtue d'un décor qui sera appelée médaillon. Dans une seconde étape, le ou les médaillons sont assemblés par des moyens de liaison classiques ( collage, soudage, clipsage etc.) pour constituer la pièce partiellement décorée. Mais, malgré la qualité des adhésifs modernes, il est toujours possible que se produisent des décollements sur les bords des pièces ainsi décorées et, bien sûr, un manque d'étanchéité.. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et de supprimer les opérations de reprise. A cet effet, le décor est inséré dans la matière thermoplastique dans des zones délimitées très précises de finition ou de semi finition pour éviter toute reprise supplémentaire. Elle permet l'obtention d'une pièce en matière plastique présentant une face de finition, intégrant différents décors, par phases successives d'injection plastique sans que l'un d'entre eux soit rapporté par collage, soudage ou clipsage. I1 est déjà connu de surmouler de la matière thermoplastique sur de petites pièces en toile ou sur des grilles dans un but de renforcement. EP-A-332 889 concerne le moulage par injection de matière plastique sur un diaphragme en toile. Sur deux circonférences sont formés des bourrelets de matière thermoplastique, l'ensemble étant ensuite découpé à l'intérieur de la plus petite des circonférences et à l'extérieur de la plus grande. Ce document ne décrit pas un procédé permettant l'obtention de pièces en matière thermoplastique, décorées par au moins un décor, parfaitement étanches, et obtenues par liaison chimique de pièces injectées en un ou deux temps. EP-A-636 464 décrit un procédé de rembordement permettant d'intégrer la périphérie d'un décor dans la matière plastique injectée permettant d'éviter les reprises manuelles coûteuses. Un second objet de l'invention est de proposer un procédé d'intégration de plusieurs décors différents, juxtaposés ou non, sur une pièce thermoplastique injectée. Ce procédé permet de faire apparaître sur une pièce thermoplastique, dans différentes zones, des décors variés en intégrant également des formes fonctionnelles de ladite pièce. I1 met en oeuvre un outillage spécialement adapté permettant d'intégrer en transfert des parties de pièces (médaillons) préalablement réalisées ou d'obtenir ces décors en une seule opération comprenant des phases séquentielles, sans avoir à ouvrir le moule. Ce résultat est obtenu en faisant appel à la liaison chimique des matériaux injectés passant à travers un ou plusieurs décors textiles ou autres. Selon l'invention, le procédé d'insertion délimitée d'un décor dans un support thermoplastique rigide par surmoulage basse pression du décor textile disposé dans un moule en au moins deux parties présentant des cavités réservant entre elles au moins une cavité de moulage, le décor étant disposé contre une partie du moule et plaqué contre celle-ci par la pression d'injection est caractérisé en ce que la matière est injectée au-dessous du décor et pénètre, lors de l'injection, dans ladite cavité à travers le décor pour intégrer, par liaison chimique, les bords de pièces contiguës du panneau. Dans un mode de réalisation particulier, on introduit les médaillons préalablement réalisés et décorés dans le moule où ils sont précisément positionnés ainsi qu'un décor général recouvrant la totalité de la surface externe du panneau ou de la pièce. On injecte de la matière plastique à l'état fondu en basse pression avec des buses séquentielles derrière la surface du décor général pour réunir les différents médaillons et former le panneau ou la pièce. Après polymérisation de la matière, des lames de découpe en face et à la périphérie des médaillons viennent découper le décor général pour faire apparaître les décors locaux des médaillons. Cette opération de découpe peut, bien entendu être réalisée en reprise par différentes techniques de découpe. Dans un autre mode de réalisation, une première injection est réalisée séquentiellement derrière les décors locaux disposés et maintenus dans le moule par des systèmes mécaniques, derrière le décor principal. Ensuite, après déplacement des mécanismes, une seconde injection séquentielle est réalisée derrière le décor principal. Au cours de ces injections, la matière traverse le décor sur la périphérie des zones locales (médaillons) ce qui permet d'obtenir les liaisons chimiques de solidarisation des éléments. Il est ainsi possible d'obtenir simplement des pièces rigides monoblocs et étanche sans ouverture du moule. Cette mise en place du décor permet, dans certaines zones de faire passer le matériau thermoplastique à travers le décor et d'obtenir un ensemble surmoulé dans lequel les composants sont parfaitement intégrés et étanches. Dans tous les cas, le bord du textile est inséré dans la matière plastique dans les zones de rembordement, avec éventuellement, une découpe automatique du textile ou autre matériau de décor dans le moule. La pièce obtenue peut être utilisée telle quelle avec décor local ou réinsérée dans un autre moule afin de subir un surmoulage supplémentaire pour obtenir un assemblage de plusieurs pièces, souple-dur, bi-tons ou tout autre arrangement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtrons au cours de la description qui va suivre, de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent - La Figure 1, une vue en coupe d'une pièce semi-finie résultant de l'assemblage de deux pièces adjacentes; - La Figure 2, une vue de détail d'un moule dans lequel il est fait appel à des cales mobiles. - La Figure 3, une vue d'une pièce thermoplastique comportant deux décors locaux sur une surface générale disposant d'un troisième décor; - La Figure 4, une vue en coupe, selon la ligne IV-IV de la figure 3, d'un moule de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans un premier mode de réalisation avec transfert de médaillons; - La Figure 5, une vue en coupe, selon la ligne IV-IV de la figure 3, d'un moule de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans un deuxième mode de réalisation sans transfert de médaillons; - La Figure 6, une vue à échelle agrandie de la zone d'un médaillon. - La Figure 7, une vue de détail de la zone de liaison entre un médaillon et le reste du panneau. La figure 1 est une coupe d'une pièce obtenue par le procédé selon l'invention. Deux pièces en matières thermoplastiques compatibles 3 et 7 sont solidarisées par liaison chimique lors d'un surmoulage. Dans une première étape, la pièce 3 est revêtue d'un décor local 2 dans un premier moule (non représenté) comme indiqué précédemment. La pièce 3 comporte un centrage périphérique 4 pour son positionnement précis dans un second moule. On remarque que lors de cette première injection, la matière plastique fondue est passée à travers le décor 2 pour former les picots périphériques de centrage 4 et la liaison chimique, comme symbolisé par les flèches, ce qui assure un rembordement étanche. Dans une seconde étape, la pièce 3 précédemment obtenue est positionnée dans la cavité du second moule (non représenté). La matière thermoplastique, telle que du polypropylène ou toute autre matière thermoplastique convenable, est injectée à l'état fondu, pour constituer la pièce 7 dans la cavité du second moule éventuellement sur l'envers d'un décor général 1 qui est tendu dans la matrice de ce second moule. La liaison entre les deux pièces 3 et 7 est obtenue par soudure chimique le long des surfaces 6 des pièces 7 qui sont suffisamment dimensionnées pour conserver une température permettant de réchauffer le profil correspondant de la pièce 3 et assurer la liaison chimique entre les deux pièces. Bien entendu, cette liaison chimique est indépendante de la présence ou non du décor 1 recouvrant l'ensemble du panneau. De même, dans l'exemple représenté, la pièce 3 est entourée par une pièce 7 qui est injectée dans le second moule. Mais il pourrait s'agir de deux pièces 7,7a indépendantes. Les matières injectées pour la constitution des pièces 7 et 3 peuvent être les mêmes ou différentes mais avec une compatibilité chimique. Il est ainsi possible d'obtenir un ensemble homogène et solidaire des pièces multiples. Le décor 1 peut être constitué d'un textile avec ou sans mousse ou d'une moquette ou de tout autre matériau approprié. Grâce à ce procédé, la pièce 7a peut également être revêtue d'un décor identique ou différent du décor général 1 qui est, au préalable, tendu dans le moule ou du décor local 2. Ce procédé permet l'insertion de plusieurs décors par réalisation d'opérations successives. Les médaillons 3 sont ensuite découpés à leur périphérie et le décor 1 enlevé pour laisser apparaître le décor 2. La figure 2, représente un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, destiné aux pièces relativement simples, dans lequel, comme dans le cas de la figure 1, un décor 2 est inséré localement. Dans ce mode de réalisation le moule comprend une première partie ou poinçon 21 et une matrice 20 à l'intérieur de laquelle est montée mobile en translation au moins une cale 8 dans laquelle est formée une cavité de moulage 10. Dans ce mode de réalisation, dans une première phase, les cales 8 étant fermées, on injecte la matière plastique 7 au-dessous du décor 1 qui est centré dans le moule par un système de picotage référencé 4. Puis, après avoir déplacé les cales 8, on injecte la partie de pièce ou médaillon 3 au-dessous du décor 2, l'injection de la matière 3 réalisant une liaison chimique avec la pièce 7. Après insertion du décor local 2, entre le poinçon 21 et la cale mobile 8 de la matrice 20, le moule est fermé et la pièce 8 est appliquée contre le poinçon 21 par des moyens hydrauliques (non représentés) en pinçant le décor 2 contre le poinçon 21 comme cela apparaît sur la partie gauche de la figure. On obtient ainsi une fermeture étanche entre le cordon ou centrage périphérique. Après fermeture du moule, la phase I consiste en l'injection d'une pièce périphérique 7 sous basse pression et séquentiellement comme décrit dans le brevet précité. Cette injection est effectuée à partir du poinçon 21 par-dessous le décor 1 et à l'extérieur de la cale mobile 8. La partie excédentaire du décor 2 est ainsi incluse dans la partie inférieure de la pièce thermoplastique 7. Au cours de la phase II du procédé, (représentée sur la partie droite de la figure 2), la cale 8 remonte à l'intérieur de la matrice 20 ce qui libère un espace d'épaisseur déterminée par la hauteur de déplacement de la cale 8. Une seconde injection est alors effectuée, audessous du décor 2, cette seconde injection plaquant le décor 2 contre la cavité 10 formée dans la cale 8. La matière plastique injectée au cours de cette seconde injection peut être de même nature que la matière introduite dans le moule lors de la première injection. Mais elle peut aussi être différente à condition d'être chimiquement compatible avec la première matière. Au cours des phases I et II, la matière thermoplastique traverse le décor par capillarité et l'intégration des parties 3 et 7 est obtenue par liaison chimique entre les deux parties plastiques dans la zone 6. La figure 3 est un schéma montrant en perspective une pièce thermoplastique obtenue selon le procédé de l'invention et, dans l'exemple représenté, cette pièce constitue la paroi interne d'une portière de voiture automobile. Elle comprend un panneau A , un médaillon supérieur formant accoudoir B et un médaillon inférieur C. Dans l'exemple représenté, le panneau est revêtu d'un décor 1 et l'accoudoir B avec médaillon et le médaillon C sont revêtus d'une second décor 2 comportant ou non de la mousse sous le décor. Le procédé selon l'invention permet ainsi de réaliser des finitions complémentaires enrichissant le produit. La pièce finale présente un décor général agrémenté d'un ou plusieurs décors localisés qui peuvent être intégrés dans des parties fonctionnelles telles qu'un accoudoir dans l'exemple représenté. La présente invention permet d'obtenir ce résultat en une ou deux étapes. Dans le mode de réalisation d'un panneau de portière tel que celui qui est représenté sur la figure 4, le résultat recherché est obtenu en deux étapes distinctes. On forme dans un premier temps les médaillons ou lunettes 3 par injection selon un procédé classique. A cet effet, le décor local est disposé dans un premier moule (non représenté) avec ou non une couche de rembourrage ou soft et le médaillon est moulé de préférence par injection basse pression comme indiqué dans le brevet français précité ce qui permet de ménager le décor. Le ou les médaillons sont ensuite transférés manuellement ou par un automate sur la partie mâle ou poinçon 21 d'un second moule qui est schématiquement représenté sur la figure 4, dans lequel on procède à un surmoulage. Chaque médaillon est maintenu de manière très précise par de petits centreurs 4 plastiques faisant saillie à l'arrière du médaillon, formés au cours de la première étape du procédé, ces centreurs venant se loger dans des logements (non représentés) réalisés dans le moule. Bien entendu, plusieurs médaillons peuvent ainsi montés sur le poinçon et, dans l'exemple représenté, deux médaillons B et C sont ainsi intégrés. Le décor général 1 du panneau est ensuite déposé dans la partie femelle ou matrice 20 du moule, et positionné à l'extérieur de la cavité de moulage par de petites aiguilles (non représentées) qui le transpercent en dehors de la partie moulante et le maintiennent lors de la fermeture du moule. La presse est verrouillée progressivement et le décor général épouse par des systèmes de tension connus (presseflan) les formes de la pièce en venant se plaquer sur les reliefs du noyau. Selon la forme des médaillons et afin d'obtenir un placage convenable de ceux-ci ainsi qu'une bonne étanchéité périphérique, on adjoint de préférence pour chaque médaillon, une cale mobile 8, présentant un relief approprié, qui est verrouillée hydrauliquement dans les zones correspondantes, avant la phase d'injection de la zone principale du panneau. Le moule étant rendu étanche, on procède à l'injection de la matière plastique sur l'envers du décor 1 et l'on obtient une liaison chimique entre la pièce principale et les médaillons 3. Cette injection est réalisée en basse pression pour ne pas altérer le décor et, de préférence, en utilisant une injection séquentielle. Après refroidissement et polymérisation du plastique, la pièce et ses décors locaux est semi-finie; le moule est ouvert et la pièce est éjectée. Toute la surface de la pièce est recouverte par le décor général 1. Il est donc nécessaire de dégager la surface des médaillons de manière à ce que leur décor local 2 apparaisse et de procéder à un arasage de la périphérie. Si la forme du moule le permet, des lames 15 dont les mouvements sont synchronisés avec ceux de la presse effectuent une découpe périphérique autour du ou des médaillons B ou C. Dans la cas de formes plus complexes, ces découpes sont effectuées en reprise par des outils de coupe sur une presse hydraulique qui peut effectuer l'arasage périphérique si la pièce ne comprend pas de rembordement. Ces découpes peuvent également être réalisées en reprise dans un appareil piloté par un robot 5-axes qui pourra suivre tous les profils à reprendre sur la pièce, quelle que soit la forme de ces reprises ou tout autre système de découpe tel que les machines de découpe frontale à haute fréquence etc. La découpe périphérique du panneau peut être évitée en utilisant le procédé décrit dans EP-A-636 464 précité. La présence de cales mobiles 8 n'est pas nécessaire dans ce mode de réalisation dans la mesure où l'on ne procède qu'à une seule injection de la couche 7. L'avantage de ce premier mode de réalisation résulte de ce qu'il est possible de changer les décors des médaillons en utilisant le même moule et de réaliser des pièces avec ou sans mousse. Dans le second mode de réalisation appelé one-shot , représenté sur les figures 5 à 7, le ou les médaillons sont réalisés en une seule opération avec le panneau principal. La figure 5 représente en coupe un moule dans lequel le procédé est mis en oeuvre. On prévoit dans ce cas, autour de chaque médaillon et dans la partie poinçon un petit cadre 17 ou 18 qui entoure l'emplacement du futur médaillon et libère un espace dans lequel le (ou les) décor localisé sera déposé. Après fermeture du moule, le cadre 17,18 permet de tendre le décor local 2 sur la forme du noyau qui correspond au médaillon à réaliser. On extrait le petit cadre mobile dans un mouvement du moule. Ce petit cadre libère un espace ou logement dans lequel on dépose et fixe le décor local 2 sur les petites aiguilles 16 qui transpercent le décor et en assurent le maintien pendant la phase d'injection. Le ou les médaillons étant ainsi positionnés, on procède à la dépose du décor général 1 dans la matrice 20 qui y est maintenu par des aiguilles extérieures à la zone de moulage. Ensuite, le moule est fermé et la cale mobile 8 qui assure la forme du médaillon est verrouillée ce qui étanchéifie sa périphérie et interdit le passage du plastique. Dans la première phase d'injection, on procède à l'injection de la pièce 7 à l'exception des médaillons 3. Des cavités 10 correspondant aux médaillons B et C sont formées dans les cales ou noyaux 8, sur l'envers du décor général 1. Dans une deuxième phase, après polymérisation de la matière injectée, on procède au déverrouillage de la cale mobile 8 qui est remontée dans la matrice pour dégager l'espace nécessaire à l'injection de la ou des parties médaillons ou zones locales de la pièce. Après le déverrouillage des cales, on injecte en cascade les zones locales selon les enseignements du brevet français précité. Après polymérisation et formation de liaisons chimiques entre les différentes parties du panneau et le refroidissement de celles-ci, on procède à l'ouverture du moule et à l'éjection de la pièce injectée et revêtue des deux décors 1 totalement et 2 localement, le décor 1 recouvrant les parties de pièces revêtues du décor 2. I1 existe généralement un excédent de décor 1 à la périphérie de la pièce. L'excès de décor autour des médaillons est rabattu vers l'intérieur et peut rester en l'état. La finition de la pièce est obtenue en arasant le périphérie de la pièce et en découpant le décor général 1 en regard des médaillons, comme décrit ci-dessus dans le premier mode de réalisation en deux étapes. La pièce peut également être finie comme indiqué dans EP-A-636 464. I1 est également possible d'injecter dans une première phase les médaillons et, dans une seconde phase le reste de la pièce. La figure 6 représente, à échelle agrandie, la zone du médaillon C dans le moule 20,21. On retrouve sur cette figure le cadre 17 qui apparaît en coupe à la périphérie de la zone de médaillon C, la cale mobile 8 comprenant la cavité 10 de moulage. La ligne en traits interrompus 2a symbolise la position du cadre, après dégagement de celuici. La figure 7 est une vue de détail de la liaison entre un médaillon plastique 3 et le panneau 7. Comme cela apparaît sur la figure, une partie du médaillon 3 a traversé le décor 2 pour constituer une liaison chimique. Le décor 1 est découpé par une lame 15 dont le déplacement en direction du médaillon est synchronisé avec l'ouverture du moule. Le décor 1 est ainsi découpé autour du ou des médaillons après polymérisation de la dernière partie moulée 3 ou 7. Le procédé qui vient d'être décrit permet de produire en une seule opération une pièce thermoplastique revêtue d'un décor intégré ne nécessitant pas de reprise pour le rembordement à l'intérieur de la pièce. La liaison entre les différents matériaux est parfaitement étanche. Le transfert d'humidité par capillarité est supprimé alors que dans le cas d'un rembordement traditionnel l'humidité peut passer de la partie arrière de la pièce jusqu'à la face avant de celleci. Les décors peuvent être constitués comme indiqué précédemment par des textiles recouverts ou non de mousse synthétique, par de la moquette ou par du cuir , skaï ou tout autre décor. I1 est également possible par le procédé selon l'invention d'imiter un capitonnage. I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1Q Procédé d'insertion d'un décor dans un support thermoplastique rigide par surmoulage basse pression du décor textile disposé dans un moule en au moins deux parties présentant des cavités réservant entre elles au moins une cavité de moulage, le décor (1) étant disposé contre une partie du moule (20) et plaqué contre celle-ci par la pression d'injection, caractérisé en ce que la matière est injectée au-dessous du décor (1) et pénètre, lors de l'injection, dans ladite cavité, à travers le décor, pour intégrer deux pièces contiguës (3,7) du panneau assemblées par liaison chimique. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans un premier temps, les médaillons sont revêtus d'un décor (2) dans un premier moule, puis transférés dans un second moule dans lequel le décor général (1) est appliqué sur la face d'une des parties du moule, les parties du décor général (1) correspondant aux médaillons étant découpées après injection du panneau (7), après quoi la pièce est éjectée hors du moule et terminée par arasage de sa périphérie ou rembordement. 30 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces (3,7) constituant les médaillons et le panneau sont injectées successivement respectivement sur l'envers du décor local (2) et sur l'envers du décor général (1) en deux phases, la seconde phase intervenant après polymérisation de la matière injectée dans la première phase. 4" Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lors des opérations d'injection sous le décor (1), le décor (2) est maintenu en position tendue par au moins une dale (8) mobile; la cale étant déplacée pour permette la seconde ihjectibh. 50 Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la pièce thermoplastique est réalisée en deux phases sans ouverture du moule - au cours de la phase I, la partie périphérique (7) est injectée par-dessous le décor (1) en intégrant les bords de celui-ci par passage de la matière à travers le décor - au cours de la phase II, la cavité (10) de la matrice (20) et le décor (1) sont éloignés du poinçon (21) et une nouvelle injection est effectuée, les deux parties injectées étant reliées par liaison chimique (6). 60 Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le décor (1) entourant les médaillons (3) est découpée à la périphérie de ceux-ci par des lames (15) dont les mouvements sont synchronisés avec ceux du moule (20,21). 70 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lors du montage dans le moule (20,21), le décor (2) est tendu sur des cadres (7,8) mobiles, puis accroché sur des aiguilles (16). 8" Pièces thermoplastiques obtenues par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.