Brevet FR2778134A1 — publié le 19991105

-1 - 2778134 La présente invention concerne la fabrication de pièces par moulage de matière thermoplastique, et plus particulièrement mais non exclusivement, la fabrication de pièces ayant un aspect de surface nacré ou métallique. S Pour conférer à des pièces en matière plastique moulée un aspect nacré, il est connu d'incorporer à la matière plastique une charge appropriée. Toutefois, les lignes de flux de matière durant le moulage demeurent le plus souvent visibles sur la pièce ainsi produite, ce qui nuit à son esthétique. De plus, la présence de la charge peut entraîner des problèmes de fragilité de la pièce. Par ailleurs, pour conférer aux pièces en matière plastique moulée un aspect métallique, il est connu de les métalliser sous vide ou de les immerger dans un bain électrolytique, mais de telles techniques sont relativement coûteuses à mettre en oeuvre. Il est encore connu de peindre les pièces en matière plastique en pulvérisant sur ces dernières une peinture ou un vernis, mais cela reste une solution relativement coûteuse et peut poser en outre des problèmes d'environnement. La présente invention vise notamment à faciliter la fabrication de pièces en matière plastique ayant un aspect de surface particulier, nacré ou métallique par exemple. Elle y parvient grâce à un nouveau procédé pour réaliser une pièce peinte ou vernie en matière thermoplastique moulée, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes consistant à: - réaliser la pièce à peindre par un procédé de moulage de matière thermoplastique dans une cavité de moule, laisser refroidir au moins superficiellement la pièce ainsi réalisée, - injecter autour de la pièce une peinture. Dans un souci de simplification de l'exposé, le terme "peinture" doit s'entendre ici, dans la suite de la description et dans les revendications comme englobant également les vernis. Grâce à l'invention, on peut obtenir un aspect de surface nacré ou autre sans avoir à adjoindre une charge à la matière thermoplastique et l'on remédie ainsi aux problèmes de traces laissées par les lignes de flux de matière. - 2 - 2778134 En outre, l'invention permet de remédier aux problèmes de fragilité induits par la présence d'une charge au sein de la matière thermoplastique. La peinture utilisée peut permettre également d'accroitre la résistance aux rayures en étant plus dure que la matière plastique constituant le coeur de la pièce. On réalise très facilement une pièce ayant l'aspect de surface recherché en utilisant la peinture appropriée. On peut notamment utiliser une peinture métallisée et obtenir une pièce moulée ayant un aspect métallique sans qu'il soit nécessaire de procéder à une métallisation sous vide. Le dépôt de la peinture autour de la pièce moulée s'effectue de surcroit grâce à l'invention sans les problèmes d'environnement rencontrés en cas de pulvérisation de peinture. Dans une mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention, le refroidissement de la pièce moulée s'effectue avec l'ouverture du moule ayant servi à la réaliser. Toujours dans une mise en oeuvre préférée du procédé, la peinture est injectée dans une cavité de moule ayant même géométrie que la cavité de moule ayant servi à mouler la matière thermoplastique. On tire alors profit du retrait de la matière thermoplastique lors de son refroidissement, ce qui ménage dans la cavité du moule autour de la pièce moulée un espace permettant d'injecter la peinture. Dans une mise en oeuvre particulière du procédé selon l'invention, on utilise un moule entrainé en rotation au moins partiellement relativement à un organe d'amenée de la matière thermoplastique d'une part et à un organe d'amenée de la peinture d'autre part. Le moule comporte de préférence un premier ensemble de cavités dans lesquelles le moulage de la matière thermoplastique a lieu et un deuxième ensemble de cavités dans lesquelles la peinture est injectée autour de pièces précédemment moulées. Dans une variante de mise en oeuvre du procédé, après le moulage de la matière thermoplastique, les pièces moulées sont extraites du moule et transportées vers un moule distinct, ce dernier ayant toutefois des cavités dont la géométrie est de préférence la même que celle des cavités ayant servi au moulage desdites pièces. - 3 - 2778134 Dans une mise en oeuvre particulière du procédé, on utilise une peinture réticulant sous l'action d'un rayonnement ultraviolet et après l'injection de la peinture, le moule est ouvert et la pièce peinte exposée à un rayonnement ultraviolet. Dans une variante de mise en oeuvre du procédé, on utilise une peinture réticulant sous l'action de la chaleur et après l'injection de la peinture, cette dernière est chauffée au-dessus de sa température de réticulation. De préférence, la peinture est injectée dans le moule à une température inférieure ou égale à 100 C, et de préférence encore la peinture est injectée à froid. On peut encore provoquer la réticulation de la peinture en l'exposant à un agent de réticulation adapté, par exemple un péroxyde. Les peintures utilisées peuvent être à base polyuréthane ou époxy et contenir des charges métalliques. L'invention a encore pour objet une pièce peinte moulée, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par une matière thermoplastique revêtue en surface d'une couche de peinture déposée par injection dans un moule et dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 150 wm, de préférence entre 25 et 50 im. Cette pièce peinte moulée constitue par exemple un flacon, un dispositif de bouchage ou un boitier. L'invention a encore pour objet un dispositif pour la fabrication de pièces peintes moulées, caractérisé par le fait qu'il comporte: - un premier ensemble de cavités de moule, - un deuxième ensemble de cavités de moule, - un organe pour injecter une matière thermoplastique à l'état fondu dans le premier ensemble de cavités, - un organe pour injecter une peinture dans le deuxième ensemble de cavités autour de pièces précédemment moulées. L'invention permet de réduire les pertes de peinture comparativement à un dépôt par pulvérisation, car la peinture peut être déposée avec l'épaisseur juste nécessaire. De plus, l'invention permet de fabriquer des pièces peintes moulées avec un faible nombre de manipulations. L'invention permet encore, lorsque les pièces réalisées sont des flacons ou analogues, de s'affranchir de certains problèmes de - 4 - 2778134 compatibilité chimique rencontrés avec les pièces moulées de l'art antérieur contenant des charges non compatibles avec la composition contenue à l'intérieur du flacon. On peut utiliser grâce à l'invention une matière thermoplastique dépourvue de charges ou de colorants, parfaitement compatible avec la composition contenue à l'intérieur du flacon, tout en ayant l'aspect extérieur recherché, les pigments ou colorants de la peinture utilisée ne risquant pas de venir au contact de la composition précitée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, et à l'examen du dessin annexé sur lequel: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif pour la fabrication de pièces peintes moulées conformément au procédé selon l'invention, moule ouvert, - les figures 2 à 6 sont des vues schématiques de face du moule, illustrant différentes étapes de la fabrication des pièces peintes moulées, - les figures 7 à 10 sont des vues en coupe d'une cavité de moule illustrant différentes étapes de la réalisation d'une pièce peinte moulée. Le dispositif 1 représenté sur la figure 1 comporte un moule rotatif en deux parties 2a, 2b, un organe 3 d'amenée de la matière thermoplastique à mouler, et un organe 4 d'amenée de la peinture. Dans l'exemple de réalisation considéré, le moule 2a, 2b est destiné à la fabrication de capots de fermeture pour récipients aérosols. Des canaux 6 sont réalisés dans le moule 2a, 2b pour conduire lorsque le moule est fermé la matière thermoplastique à l'état fondu depuis l'organe 3 vers des cavités 5 de moule dans lesquelles le moulage des pièces doit avoir lieu. Ces cavités 5 sont définies par des empreintes réalisées sur les parties 2a et 2b. Dans l'exemple considéré, chaque cavité 5 est définie par l'espace existant entre un logement 8 de la partie 2a et un bossage 9 de la partie 2b, engagé à l'intérieur de ce logement 8. On a représenté isolément une cavité 5 sur la figure 7. - 5 - 2778134 La partie 2b du moule comporte par ailleurs des canaux 7 pour conduire lorsque le moule est fermé la peinture à l'état liquide depuis l'organe 4 vers chaque cavité 5 autour d'une pièce précédemment moulée. On n'a représenté sur la figure 1 que partiellement et schématiquement les canaux 6 et 7 d'amenée et de répartition de la matière thermoplastique et de la peinture, dans un souci de clarté du dessin. Dans l'exemple considéré, le moule 2a, 2b comporte au total huit cavités 5 identiques qui sont groupées deux par deux de manière à former quatre groupes. On passe d'un groupe à un autre par une rotation d'un quart de tour du moule dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. La partie 2a du moule est fixe dans l'exemple décrit. De préférence, comme illustré sur la figure 1, l'organe 3 d'amenée de la matière thermoplastique communique avec les canaux 6 depuis une région centrale du moule tandis que l'organe 4 d'amenée de la peinture communique avec les canaux 7 depuis la périphérie du moule. On va maintenant décrire en référence aux figures 2 à 10 les différentes étapes de la réalisation d'une pièce peinte moulée. On commence par injecter la matière thermoplastique dans le groupe de cavités qui se trouve à droite sur la figure 2, pour réaliser des pièces moulées A. La matière thermoplastique remplit alors entièrement les cavités 5 correspondantes, comme illustré sur la figure 8. Après l'injection de la matière thermoplastique pour réaliser les pièces A, le moule est ouvert puis entrainé en rotation d'un quart de tour comme illustré sur la figure 3. Les pièces moulées A se retrouvent alors en haut sur la figure 4. Leur refroidissement s'accompagne d'un retrait. On a illustré sur la figure 9 par des pointillés la forme initiale des pièces A avant refroidissement. Le moule est ensuite refermé et la peinture P est injectée autour des pièces moulées A, ayant subi le retrait lié au refroidissement de la matière thermoplastique, comme illustré sur la figure 10. - 6 - 2778134 La peinture P utilisée dans l'exemple décrit réticule sous l'action d'un rayonnement ultraviolet produit par un générateur d'ultraviolets 10. Le moule est ouvert après l'injection de la peinture dans les cavités 5 puis tourne d'un quart de tour et les pièces peintes A qui sont à gauche sur la figure 5 sont exposées à un rayonnement ultraviolet provoquant la réticulation de la peinture. En variante, si l'on utilise une peinture réticulant sous l'action de la chaleur, les pièces A sont portées après l'injection de la peinture à une température supérieure à sa température de réticulation, au moyen par exemple d'une résistance électrique 11 représentée schématiquement en pointillés sur la figure 5 ou d'un fluide chaud circulant dans le moule. Après réticulation de la peinture, les pièces A sont éjectées au quart de tour suivant du moule, comme illustré par les flèches sur la figure 6. De préférence, on utilise un moule rotatif comme précédemment décrit de manière à réaliser simultanément les opérations d'injection de la matière thermoplastique et d'injection de la peinture. En d'autres termes, on moule des pièces dans un premier groupe de cavités pendant que l'on en peint d'autres dans un deuxième groupe de cavités. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. On peut notamment utiliser à la place d'un moule rotatif un premier moule dans les cavités duquel la matière thermoplastique est injectée, et un deuxième moule dans lequel l'injection de la peinture a lieu, les pièces moulées et non peintes étant transportées d'un moule à l'autre par tout moyen approprié. - 7 - 2778134 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour réaliser une pièce peinte en matière thermoplastique moulée, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes consistant à: réaliser la pièce à peindre par un procédé de moulage de matière thermoplastique dans une cavité (5) de moule (2a,2b), - laisser refroidir au moins superficiellement la pièce ainsi réalisée, - injecter autour de la pièce (A) une peinture (P). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le refroidissement de la pièce moulée (A) s'effectue avec l'ouverture du moule (2a,2b) ayant servi à la réaliser. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la peinture (P) est injectée dans une cavité (5) de moule ayant même géométrie que la cavité de moule ayant servi à mouler la matière thermoplastique. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moule (2a, 2b) est entrainé en rotation au moins partiellement relativement à un organe (3) d'amenée de la matière thermoplastique d'une part et à un organe (4) d'amenée de la peinture (P) d'autre part. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le moule comporte un premier ensemble de cavités dans lesquelles le moulage de la matière thermoplastique a lieu et un deuxième ensemble de cavités dans lesquelles la peinture est injectée autour de pièces précédemment moulées. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'après le moulage de la matière thermoplastique, les pièces moulées sont extraites du moule et transportées vers un moule distinct. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on utilise une peinture réticulant sous l'action d'un rayonnement ultraviolet et par le fait qu'après l'injection de la peinture, le moule est ouvert et la pièce peinte exposée à un rayonnement ultraviolet. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'on utilise une peinture réticulant sous l'action de la chaleur et par le fait qu'après l'injection de la - 8 - 2778134 peinture, cette dernière est chauffée à une température supérieure à sa température de réticulation. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la peinture est injectée à une température inférieure ou égale à 100 C, et de préférence la peinture est injectée à froid. - Pièce peinte moulée, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par un matériau thermoplastique revêtu à sa surface d'une couche de peinture déposée par injection dans un moule et d'épaisseur comprise entre 10 et 150 pm, de préférence entre 25 et umn. 11 - Pièce selon la revendication 10, caractérisée par le fait qu'elle constitue un flacon, un dispositif de bouchage ou un boîtier. 12 - Dispositif pour la fabrication d'une pièce peinte moulée, caractérisée par le fait qu'il comporte: - un premier ensemble de cavités de moule, - un deuxième ensemble de cavités de moule, - un organe (3) pour injecter une matière thermoplastique à l'état fondu dans le premier ensemble de cavités de moule, et - un organe (4) pour injecter une peinture dans le deuxième ensemble de cavités de moule. 13 - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que les cavités desdits premier et deuxième ensembles ont des géométries identiques. 14 - Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé par le fait qu'il comporte un générateur d'ultraviolets (10) pour exposer les pièces peintes à un rayonnement ultraviolet. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (11) pour chauffer les pièces peintes moulées.