Brevet FR2833510A1 — publié le 20030620

Procédé et moule pour la fabrication d'objets en matière polymérisable comportant un insert La présente invention concerne un procédé et un moule pour la fabrication d'objets, de préférence décoratifs ou publicitaires, en une composition polymérisable telle qu'une résine, généralement transparente ou translucide, lesdits objets incorporant au moins un insert se présentant sous forme d'un matériau en feuille déformable, tel qu'un film imprimé, ainsi que les objets obtenus par la mise en oeuvre d'un tel procédé. On cherche depuis de nombreuses années à fabriquer des objets incorporant un insert se présentant sous forme d'un matériau en feuille noyé dans la matière constitutive de l'objet, cette matière étant généralement constituée d'une composition polymérisable. Tous les procédés connus à ce jour tendent à résoudre le même problème technique, à savoir éviter une déformation de l'insert lors de l'injection ou de la coulée de la composition polymérisable dans le moule. Du fait de la nature du matériau en feuille, il apparaît clairement que les matières thermoplastiques doivent être exclues car elles nécessitent, pour leur mise en oeuvre, une élévation de température et une injection à pression élevée. Ces deux paramètres induisent inévitablement une déformation de l'insert. Il résulte de ces paramètres un montage nécessairement complexe de l'insert à l'intérieur du moule comme l'illustre le brevet japonais JP-A-01174426 dans lequel il est proposé un exemple de montage permettant de maintenir un insert pendant l'injection d'une résine. Ce montage nécessite l'utilisation d'un dispositif intermédiaire qui prend appui sur les parois de moulage et assure une liaison rigide entre l'insert et le moule. La complexité d'un tel montage rend l'ensemble inapproprié à la fabrication d'objets décoratifs ou publicitaires. D'autres procédés, tels que ceux décrits ci-après, permettent de mettre en oeuvre des matières polymérisables, en particulier des résines durcissables à température ambiante ne présentant pas les inconvénients inhérents aux matières thermoplastiques. De tels procédés peuvent être classés en différentes catégories. Une première catégorie de procédés concerne ceux dans lesquels l'insert est positionné après remplissage partiel du moule. De tels procédés, notamment décrits dans les brevets FR-A-2.666. 763 et US-A-4.278. 626, nécessitent donc de disposer la composition polymérisable dans le moule, de laisser le matériau amorcer sa polymérisation en surveillant la consistance de ce dernier, d'appliquer l'insert sur la face libre du bloc figé en obtenant une adhésion de l'insert sur cette face, puis de couler à nouveau une composition polymérisable jusqu'à remplissage complet de la cavité de moulage. A nouveau, de tels procédés sont fastidieux à mettre en oeuvre. Une autre catégorie de procédés consiste à positionner l'insert dans le moule après rigidification de l'insert comme l'illustre le brevet FR-A-2.071. 407. Ce document décrit ainsi un procédé pour noyer une matière en feuille dans un bloc de résine. L'invention consiste à éviter un échauffement excessif de l'insert en plaçant la feuille constitutive de l'insert entre deux plaques de matière transparente préalablement rendues rugueuses et enduites d'une colle polymérisable de même famille chimique que les plaques. A nouveau, un tel procédé est fastidieux à mettre en oeuvre. Enfin, une dernière catégorie de procédés consiste à disposer l'insert dans le moule en pinçant les bords de l'insert dans le plan de joint du moule, comme l'illustre le document allemand DE-A-2.411. 595. Toutefois, la différence de pression régnant à l'intérieur de la cavité de moulage entre les compartiments ainsi ménagés par l'insert lors de l'injection de la composition crée une déformation, en particulier une ondulation de l'insert en particulier lorsqu'il s'agit d'un matériau en feuille déformable dont l'épaisseur est extrêmement faible. Au vu de l'état de la technique, il apparaît qu'aujourd'hui aucun procédé ne permet la fabrication d'un objet, tel qu'un objet décoratif ou publicitaire, comportant un insert se présentant sous forme d'un matériau en feuille déformable noyé dans une composition polymérisable dont la mise en oeuvre soit aisée sans générer de déformation d'insert. Un but de la présente invention est de proposer un procédé du type précité dans lequel les étapes de mise en oeuvre du procédé permettent le positionnement de l'insert préalablement à la coulée ou l'injection de la composition polymérisable sans induire pour autant une déformation de l'insert au cours de la coulée ou de l'injection. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé du type précité dont l'étape d'injection ou de coulée de la composition polymérisable ne nécessite pas d'interrompre la coulée ou l'injection pour permettre un positionnement de l'insert. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'objets, de préférence décoratifs ou publicitaires, en une composition polymérisable telle qu'une résine, généralement transparente ou translucide, lesdits objets incorporant au moins un insert se présentant sous forme d'un matériau en feuille déformable, tel qu'un film imprimé, ce procédé consistant à disposer dans un moule pourvu généralement d'un plan de joint, l'insert comportant à sa périphérie au moins une partie servant à son maintien dans le moule puis à couler ou à injecter ladite composition polymérisable dans la cavité de moulage du moule, caractérisé en ce qu'on monte de manière flottante la ou les parties de maintien de l'insert dans une gorge périphérique de la cavité de moulage, cette gorge débouchant dans la cavité de moulage. Les inventeurs ont ainsi constaté que, de manière surprenante, un montage flottant de l'insert dans une gorge périphérique interne, continue ou discontinue, ménagée dans la cavité de moulage permet d'éviter les inconvénients constatés jusqu'à ce jour, à savoir une déformation du matériau en feuille lors de l'étape de coulée ou d'injection de la composition polymérisable dans le moule. Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, on ménage, entre les différents compartiments délimités par l'insert à l'intérieur de la cavité de moulage, des passages autorisant l'écoulement de l'air ou de la composition polymérisable entre ces compartiments. Grâce à ces passages ménagés de préférence en fond de gorge, on constate un équilibrage automatique de la pression régnant à l'intérieur desdits compartiments, cet équilibrage empêchant toute déformation de l'insert. L'invention a encore pour objet un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'objets du type précité, ce moule étant constitué d'au moins deux demi-coquilles formant, à l'état assemblé, une cavité de moulage, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles sont reliées entre elles, sur un de leurs bords, par une zone de liaison permanente formant charnière comportant, à l'opposé de cette zone de liaison, une ouverture servant à la délimitation d'une cavité de moulage ouverte, les autres bords des deux demi-coquilles délimitant un plan de joint comportant une gorge périphérique interne débouchant à l'intérieur de la cavité de moulage, cette gorge étant dimensionnée pour autoriser un montage flottant d'un insert dans le moule. L'invention concerne encore un objet, de préférence décoratif ou publicitaire, en une composition polymérisable, telle qu'une résine généralement transparente ou translucide, ledit objet incorporant un insert se présentant sous forme d'un matériau en feuille déformable, tel qu'un film imprimé, caractérisé en ce que l'objet est obtenu par la mise en oeuvre d'un procédé du type précité. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue schématique d'un moule conforme à l'invention ; la figure 2 représente une vue schématique du moule de la figure 1 en position ouverte ; la figure 3 représente une vue de dessus du moule en position fermée et la figure 4 représente une vue schématique d'un coffrage incorporant une matrice pour la fabrication d'un moule conforme aux figures 1 à 3. Comme mentionné ci-dessus, le procédé, objet de l'invention, permet la fabrication d'objets, de préférence décoratifs ou publicitaires, en une composition polymérisable telle qu'une résine, généralement transparente ou translucide, ces objets incorporant au moins un insert 1 se présentant sous forme d'un matériau en feuille déformable, tel qu'un film imprimé. L'objet peut affecter, à l'état fini, un grand nombre de formes. Il peut ainsi constituer un cadre dans lequel est disposée une inclusion visible lors de l'observation du cadre, cette inclusion, constituée par l'insert, pouvant être par exemple une photographie d'un être cher. En effet, l'insert 1 peut être constitué d'un film d'impression transparent imprimé ou d'un film photographique développé. Cet insert 1 peut encore être constitué d'un film d'impression doublé d'un tissu en fibres de carbone. Le procédé comporte au moins deux étapes, à savoir une première étape de positionnement dans un moule 5 généralement pourvu d'un plan de joint 11 de l'insert 1, qui comporte à sa périphérie au moins une partie 2 servant à son maintien dans le moule, et une étape de coulée ou d'injection de la composition polymérisable dans le moule en vue de noyer l'insert 1 dans ladite composition polymérisable. La partie 2 de l'insert 1 servant à son maintien dans le moule est constituée, dans l'exemple représenté, par les bords de l'insert 1 se présentant sous forme d'un support plan. Ce support peut être rectiligne ou conforme à une forme prédéfinie. De manière caractéristique à l'invention, au cours de l'étape de positionnement de l'insert 1 dans le moule 5, on monte de manière flottante la ou les parties 2 de maintien de l'insert 1 dans une gorge 3 périphérique de la cavité 4 de moulage, cette gorge 3 débouchant dans la cavité 4 de moulage. Dans les exemples représentés, on ménage la gorge 3 servant à la réception de la ou des parties 2 de maintien de l'insert 1, dans le plan de joint 11 du moule 5, sur au moins une partie de sa longueur. Pour obtenir un montage flottant, l'épaisseur de la gorge 3 est supérieure à celle de la ou chaque partie 2 de maintien de l'insert 1. Ainsi, à titre d'exemple, la gorge 3 de maintien présente une profondeur d'environ 5 à 8 mm et une épaisseur ou une largeur de 1 mm. L'insert 1 présente quant à lui une épaisseur inférieure à 1 mm. La partie 2 de maintien de l'insert 1 peut ainsi librement s'auto-positionner à l'intérieur de la gorge 3 de la cavité de moulage. Pour permettre la réalisation de cette gorge 3, lors de la fabrication du moule 5, on ménage, dans les surfaces en regard servant à la délimitation du plan de joint 11 du moule 5, un épaulement 11A. Les surfaces épaulées forment ainsi, à l'état assemblé ou fermé du moule, la gorge 3 de réception de la ou des parties 2 de maintien périphérique de l'insert 1 dans le moule 5. L'étape d'injection ou de coulée de la composition polymérisable dans le moule peut alors s'effectuer de différentes manières. Du fait que l'insert 1 délimite, à l'intérieur de la cavité de moulage, deux compartiments, il est possible de prévoir deux points d'injection permettant une introduction simultanée de la composition polymérisable dans chaque compartiment du moule 5. Cette solution n'est toutefois pas préférée. Une autre solution peut consister à ménager dans l'insert lui-même des passages autorisant l'écoulement de la composition polymérisable entre les différents compartiments. Une autre solution conforme à celle représentée consiste à ménager des passages 6A, 6B en fond de gorge 3 à la manière d'une gouttière ou d'un canal s'étendant transversalement à ladite gorge 3. Ainsi, dans les exemples représentés, le moule 5 dispose de deux passages, l'un 6A, représenté à droite dans la figure 1, correspondant au passage d'injection de la composition polymérisable et faisant ensuite fonction de canal d'équilibrage de la pression entre les deux compartiments, l'autre 6B, représenté à gauche dans la figure 1, correspondant uniquement à un canal d'équilibrage de la composition entre les deux compartiments délimités par l'insert 1. Pour faciliter l'étape d'injection ou de coulée de la composition polymérisable, on positionne le moule 5 de manière telle que le plan de joint 11 s'étend dans un plan sensiblement vertical, la cavité 4 de moulage du moule étant de préférence ouverte par le dessus pour faciliter le débullage. On injecte alors la composition polymérisable en un point bas de la cavité 4 de moulage, comme l'illustrent les figures. Bien évidemment, après démoulage, on soumet l'objet à au moins une étape d'ébavurage en vue d'éliminer la ou les parties 2 de maintien de l'insert 1 dans le moule 5. La composition polymérisable utilisée est de préférence une résine durcissable à température ambiante. A titre d'exemple de résine utilisable dans le cadre de procédé objet de la présente invention, on peut citer les résines appartenant aux familles suivantes : les époxy, les polyuréthannes ou toute autre résine durcissable à température ambiante. Cette résine est de préférence préalablement étuvée à 300C afin d'obtenir une meilleure fluidité dans le moule dans lequel elle est coulée ou injectée à l'état liquide. Cette résine est de plus dégazée à-1 bar dans une cuve à vide afin d'éviter la formation de bulles pendant le mélange. En effet, comme l'illustrent les exemples ci-dessus, cette composition polymérisable est généralement constituée d'un mélange d'au moins deux composants. La résine est ensuite placée dans un récipient qui sera logé dans un pot sous pression. Un tuyau sort de ce récipient et est raccordé au passage 6A d'alimentation en composition du moule 5. La mise sous pression du récipient, de 0,5 à 1 bar, permet l'écoulement de la résine par le tuyau dans le moule 5. L'injection peut également se faire directement à partir d'une machine d'injection. Dans ce cas, on raccorde le tuyau d'injection de la machine au passage 6A ménagé dans le moule. Lorsque le moule est rempli, on coupe le tuyau en plastique qui relie le récipient sous pression au canal ou passage 6A d'alimentation et on dispose un bouchon sur l'ouverture pour ne pas que la résine s'écoule hors de la cavité 4 de moulage du moule. La phase de polymérisation de la résine qui suit l'injection est fonction de la résine, de sa préparation, du catalyseur utilisé et du dosage de l'accélérateur. Le moule et son contenu peuvent éventuellement être placés en étuve dans le but d'accélérer la polymérisation. La température est alors étudiée en fonction des caractéristiques de l'insert 1 pour ne pas le déformer par contraintes mécanique et thermique. Lorsque la résine est totalement polymérisée, le démoulage de l'objet peut être effectué. A la sortie du moule, la résine, polymérisée dans les passages 6A, 6B d'alimentation et d'équilibrage ainsi que dans la gorge 3 de maintien de l'insert 1, est solidaire de l'objet final et peut être découpée. A cet effet, après démoulage, on soumet l'objet à au moins une étape d'ébavurage en vue d'éliminer la ou les parties 2 de maintien de l'insert 1 dans le moule 5. Les côtés de l'objet obtenu peuvent éventuellement être dépolis et lustrés pour donner à l'objet son aspect final. Le moule 5 permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé peut être conforme à celui représenté aux figures 1 et 2. Dans ce cas, ce moule 5 est constitué d'au moins deux demicoquilles formant, à l'état assemblé, une cavité 4 de moulage. Ces deux demi-coquilles sont reliées entre elles, sur un de leurs bords, par une zone de liaison permanente formant charnière 8 comportant, à l'opposé de cette zone de liaison, une ouverture 7 servant à la délimitation d'une cavité 4 de moulage ouverte. Les autres bords des deux demi-coquilles délimitent un plan de joint 11 comportant la gorge 3 périphérique interne décrite ci-dessus, cette gorge 3 débouchant à l'intérieur de la cavité 4 de moulage. Cette gorge est bien évidemment dimensionnée pour autoriser un montage flottant d'un insert dans le moule. La zone de liaison permanente des deux demi-coquilles comporte, dans sa zone communiquant avec la cavité 4 de moulage, une gorge 3 périphérique interne, au moins un canal d'injection 6A et un canal d'équilibrage 6B disposés transversalement à ladite gorge 3 étant ménagés en fond de gorge 3, comme cela a été mentionné ci-dessus. Le moule 5 décrit ci-dessus peut être un moule en silicone. La réalisation d'un tel moule peut s'effectuer comme suit. Il est nécessaire au préalable de disposer d'une matrice 10 correspondant à la taille finale de l'objet désiré. Des bords épaulés sont conservés tout autour de cette matrice afin d'obtenir la réalisation d'une gorge 3 dans le moule. A titre d'exemple, la matrice 10 peut être réalisée à partir de deux plaques 10A, 10C d'une matière d'aspect semblable à l'aspect final désiré (lisse, rugueux, etc.). Une plaque lOB calibrée de 1 mm d'épaisseur pour une surface légèrement supérieure aux plaques 10A, 10C précédentes (entre 10 et 16 mm de plus) est insérée centrée entre ces deux plaques 10A, 10C afin d'obtenir des épaulements de 1 mm d'épaisseur et entre 5 et 8 mm de longueur. Ces trois plaques 10A, lOB, 10C sont collées ensemble. Il est possible de coller un logo sur la surface de la matrice ou d'utiliser une matrice avec des reliefs incrustés afin d'obtenir un objet final avec des reliefs. Un tube 12 est collé sur la partie saillante de la plaque calibrée lOB afin de délimiter un logement servant de canal d'alimentation pour l'injection et de canal d'équilibrage de la résine dans le moule lorsque l'injection est interrompue ou terminée. Un second tube, collé sur le même côté de la matrice et écarté du premier tube, peut servir de canal d'équilibrage de la résine à l'intérieur du moule. On met en place deux supports 13 sur le haut de la matrice 10 qui vont permettre de maintenir la matrice 10 à l'état suspendu dans le coffrage pendant la coulée du silicone. Le coffrage 9 est quant à lui destiné à recevoir le silicone qui va former le moule 5 final. La taille du coffrage 9 doit donc être supérieure à la taille de l'objet final. Une fois la matrice 10 et le coffrage 9 réalisés, on peut alors procéder à l'étape de coulée du silicone. On suspend la matrice 10 dans le coffrage 9 grâce aux supports 13. Après avoir coulé le silicone, on attend sa polymérisation. Le décoffrage du moule 5 en silicone est alors possible. On peut alors procéder à la découpe du moule. On entaille le moule 5 sur ses deux côtés jouxtant l'ouverture du moule 5 le long des bords de la plaque calibrée lOB et on peut alors retirer la matrice 10. Les épaulements de la matrice, constitués par les parties saillantes de la plaque calibrée lOB, deviennent dans le moule 5 des gorges 3 de maintien de 1 mm d'épaisseur qui laisseront l'insert 1 flotter dans le moule sans contrainte. Le moule 5 est alors prêt à recevoir l'insert 1 décrit ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'objets, de préférence décoratifs ou publicitaires, en une composition polymérisable, telle qu'une résine, généralement transparente ou translucide, lesdits objets incorporant au moins un insert (1) se présentant sous forme d'un matériau en feuille déformable, tel qu'un film imprimé, ce procédé consistant à disposer dans un moule (5) pourvu généralement d'un plan de joint (11), l'insert (1) comportant à sa périphérie au moins une partie (2) servant à son maintien dans le moule (5) puis à couler ou à injecter ladite composition polymérisable dans la cavité (4) de moulage du moule (5), caractérisé en ce qu'on monte de manière flottante la ou les parties (2) de maintien de l'insert (1) dans une gorge (3) périphérique de la cavité (4) de moulage, cette gorge débouchant dans la cavité (4) de moulage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ménage, entre les différents compartiments délimités par l'insert (1) à l'intérieur de la cavité (4) de moulage, des passages (6A, 6B) autorisant l'écoulement de l'air ou de la composition polymérisable entre ces compartiments. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on ménage lesdits passages (6A, 6B) en fond de gorge (3) à la manière d'une gouttière ou d'un canal s'étendant transversalement à ladite gorge (3). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on ménage la gorge (3) servant à la réception de la ou des parties (2) de maintien de l'insert (1), dans le plan (11) de joint du moule (5), sur au moins une partie de sa longueur, l'épaisseur de la gorge (3) étant supérieure à celle de la ou chaque partie (2) de maintien de l'insert (1) autorisant un montage flottant de l'insert (1) dans le moule (5). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lors de la fabrication du moule (5), on ménage, dans les surfaces en regard servant à la délimitation du plan de joint (11) du moule (5), un épaulement (11A), lesdites surfaces épaulées formant, à l'état assemblé ou fermé du moule, la gorge (3) de réception de la ou des parties (2) de maintien périphérique de l'insert (1) dans le moule (5). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on positionne le moule (5) de manière telle que le plan de joint (11) s'étend dans un plan sensiblement vertical, la cavité (4) de moulage du moule étant de préférence ouverte par le dessus. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on injecte la composition polymérisable en un point bas de la cavité (4) de moulage. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, après démoulage, on soumet l'objet à au moins une étape d'ébavurage en vue d'éliminer la ou les parties (2) de maintien de l'insert (1) dans le moule (5). 9. Moule (5) pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'objets conforme à l'une des revendications 1 à 8, ce moule étant constitué d'au moins deux demicoquilles formant, à l'état assemblé, une cavité (4) de moulage, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles sont reliées entre elles, sur un de leurs bords, par une zone de liaison permanente formant charnière (8) comportant, à l'opposé de cette zone de liaison, une ouverture servant à la délimitation d'une cavité (4) de moulage ouverte, les autres bords des deux demi-coquilles délimitant un plan de joint (11) comportant une gorge (3) périphérique interne débouchant à l'intérieur de la cavité (4) de moulage, cette gorge (3) étant dimensionnée pour autoriser un montage flottant d'un insert (1) dans le moule (5). 10. Moule (5) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la zone de liaison permanente des deux demi-coquilles comporte, dans sa zone communiquant avec la cavité (4) de moulage, une gorge (3) périphérique interne, au moins un canal d'injection (6A) et un canal d'équilibrage (6B) disposés transversalement à ladite gorge (3) étant ménagés en fond de gorge (3). 11. Moule (5) selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le moule est un moule en silicone. 12. Objet, de préférence décoratif ou publicitaire, en une composition polymérisable, telle qu'une résine généralement transparente ou translucide, ledit objet incorporant un insert (1) se présentant sous forme d'un matériau en feuille déformable, tel qu'un film imprimé, caractérisé en ce que l'objet est obtenu par la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une des revendications 1 à 8. 13. Objet selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'insert (1) est constitué d'un film d'impression transparent imprimé ou d'un film photographique développé. 14. Objet selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que l'insert (1) est constitué d'un film d'impression doublé d'un tissu en fibres de carbone.