Brevet FR2884173A1 — publié le 20061013

L'invention concerne un procédé de décors en rotomoulage. La présente invention concerne plus particulièrement le domaine du rotomoulage, dont la technique s'applique à la réalisation, à l'aide de moules, de pièces réalisées en matière fusible. Plus particulièrement, cette technologie est utilisée pour le moulage de matières plastiques, notamment les polyéthylènes, polypropylènes, polyéthylènes réticulés, polycarbonates, et PVC. A ce propos, un tel procédé de rotomoulage comporte, de 10 manière usuelle, une séquence d'opérations combinant, dans cet ordre: - le remplissage du moule vide avec la matière première (sous forme de poudre, ou liquide, ou pâte, dans le cas des matières plastiques), - la fermeture du moule, - la conjugaison d'un cycle de température spécifique au moulage réalisé (dépendant de la combinaison de la matière première, de la matière et de la forme du moule, et des caractéristiques désirées pour le moulage, notamment épaisseur et aspect), et de cycles de mises en rotation du moule selon différents axes de rotation, eux aussi spécifiques au moulage réalisé et au savoir-faire du rotomouleur, - l'ouverture du moule, - le démoulage de la pièce terminée. A noter que les pièces obtenues par rotomoulage sont généralement monochromes, car il est difficile de réaliser des décors dans une ou plusieurs couleurs différentes de la teinte de base. Cette question de décoration est importante, en particulier quand la pièce terminée doit comporter un décor fonctionnel ou esthétique, ou d'identification. Certains matériaux comme le polyéthylène, couramment mis en oeuvre en rotomoulage, possèdent des propriétés anti-adhésives telles que des décors réalisés avec des peintures, des encres, ou encore des vernis, n'adhèrent pas de manière durable à la surface externe, et l'on constate des défauts de décollement, de peluchage, ou encore d'écaillage. Si des décors fonctionnels sont nécessaire, pour de tels produits, ils doivent être réalisés sur des supports annexes, lesquels doivent être rapportés, sur les produits moulés, par des procédés mécaniques tels que vissage, rivetage, ou similaire. Certaines colles permettent l'adhésion de décors rapportés sur des surfaces sensiblement planes, mais leur comportement aux intempéries laisse fortement à désirer. L'utilisation d'un décor rapporté, quand elle est possible (ce qui n'est pas toujours le cas, selon la morphologie des produits réalisés), présente l'inconvénient d'une vulnérabilité à l'arrachement, à la dégradation, et à l'usure. Le comportement d'un décor rapporté, face aux agents extérieurs: intempéries, ultra-violets, écarts de température, est différent de celui du produit de base. Ceci peut présenter des inconvénients supplémentaires, en particulier en ce qui concerne le comportement aux dilatations. Différentes tentatives ont été faites, afin de modifier la coloration du produit, après la fin de son cycle de moulage: on connaît par exemple un procédé permettant de modifier la couleur par chauffage ou attaque acide. Ou encore un procédé de virage des couleurs par l'exposition d'un produit en matière plastique polymère, contenant des matières colorantes organiques altérables, à des rayons d'électrons. De tels procédés risquent d'altérer le produit déjà moulé, et ne permettent pas le libre choix des coloris, ni des emplacements de décor, tout en étant de mise en oeuvre délicate et coûteuse. Il est encore connu, au travers du document WO 02/094 557, un procédé d'application de décor à l'aide d'une décalcomanie multicouches: adhésif/mélange colorant-cire/adhésif. Cette décalcomanie est appliquée sur la face interne du moule rotatif à une température proche de la température de démoulage, une pression est appliquée sur cette décalcomanie de façon à en transférer le contenu à la surface sélectionnée, le support de la décalcomanie est ensuite ôté, et le cycle normal de rotomoulage est poursuivi ensuite. Une telle méthode nécessite la préparation d'une décalcomanie multicouches coûteuse: coût de l'outillage pour la réalisation des décalcomanies, plus coût unitaire de chaque décalcomanie. Dans le cas des matières plastiques, le nombre de fournisseurs dans le monde est extrêmement restreint. Le coût unitaire élevé limite en général le lancement à la stricte quantité de pièces à produire, ce qui n'autorise aucune erreur lors de la pose. L'application d'une pression sur cette décalcomanie nécessite de préférence l'utilisation d'un outillage de forme, au profil de la zone sur laquelle est appliquée cette décalcomanie. Il est à noter qu'une telle décalcomanie ne peut être appliquée convenablement que sur une surface plane ou faiblement galbée. Ce procédé s'applique mal à la décoration de zones présentant un relief important. Et la zone colorée est de surcroît constituée d'un mélange de composition sensiblement différente de celle du reste du produit moulé. En somme, on ne connaît pas de procédé permettant de réaliser un décor dans la même matière que le reste du produit moulé, avec un choix de coloris parmi tous les pigments disponibles sur le marché pour le matériau considéré, dans un mode opératoire simple et ne nécessitant pas d'outillage complexe, et apte à réaliser ce décor dans des zones de relief quelconque. En fin de compte, la présente invention tente de remédier aux problèmes précités au travers d'une solution utilisant les installations usuelles de rotomoulage, et assurant la réalisation d'un décor dans au moins une partie de l'épaisseur du produit moulé lui-même, et ceci dans une zone de relief quelconque (la seule limitation du relief étant liée aux seules contraintes de démoulage du produit moulé). - Ainsi, l'invention concerne un procédé de décors en rotomoulage comportant la combinaison d'un cycle de montées et descentes en température et d'un cycle de rotation du moule par rapport aux différents axes de l'installation de rotomoulage, caractérisé par le fait que la séquence opératoire est composée, dans cet ordre, pour chaque zone et pour chaque coloris, des opérations suivantes: - préchauffe facultative de la zone destinée à être colorée dépôt dans le moule d'une première quantité de matière colorée appelée dosette dans la zone destinée à être colorée fusion de ladite dosette - contrôle de la fusion de ladite dosette chauffe locale facultative du moule réalisant si nécessaire la fusion complète de ladite dosette reprise du contrôle de la fusion de ladite dosette et répétition de l'opération précédente jusqu'à contrôle de 15 fusion complète refroidissement et, par le fait qu'après vérification que tous les décors requis dans le moule sont effectués, la fin de la séquence opératoire pour l'obtention du produit final est composée des opérations suivantes: - dépôt, dans le moule, de la quantité de produit appelée dose correspondant à l'élaboration complète du produit - fermeture du moule cycle normal de rotomoulage, comprenant lui-même une 25 combinaison appropriée de cycles de températures et de cycles de rotations, le refroidissement, l'ouverture du moule et le démoulage de la pièce terminée. L'obtention de décors dans plusieurs zones résulte de la fusion successive, ou combinée selon leur agencement dans l'espace, de plusieurs premières dosettes, correspondant chacune à la réalisation d'un décor dans la couche la plus externe du produit, dans une zone déterminée. Ce n'est qu'après la fusion de toutes ces premières dosettes en position que la dose correspondant au reste de la matière première nécessaire pour réaliser le produit fini est incorporée dans le moule, avant la fermeture de ce dernier, et le démarrage du cycle normal de rotomoulage. Selon un même concept inventif, le même procédé est applicable pour l'obtention d'un décor multi-couches: après la fusion, dans une zone donnée, de la première dosette, est déposée, en superposition sur cette première dosette fondue, la matière première d'une deuxième dosette dans un autre coloris. La chauffe locale de la zone concernée permet la fusion de la deuxième dosette. Après refroidissement de cette dernière, on peut appliquer de la même façon d'autres couches colorées, par le dépôt, la fusion et le refroidissement d'autres dosettes. Dans une application préférée, les dosettes et doses sont constituées de matières plastiques. Ainsi il est possible de réaliser un produit multicolore, pouvant notamment comporter des marquages d'identification, de traçabilité, des codes-barres, ou tout autre type d'identifiant, notamment individuel. Le décor étant réalisé au sein du produit, et dans la même matière, offre le même comportement face aux agents physiques extérieurs, en particulier la dilatation, la tenue face aux rayons ultra-violets et aux intempéries. Le décor est inusable, inaltérable, ne peut être arraché ni dégradé. Des produits ainsi décorés sont particulièrement appropriés à toutes les applications de voirie et de mobilier urbain. Selon un mode de réalisation avantageux, la limitation des zones de décors peut être obtenue par un aménagement du moule, notamment par des reliefs en saillie ou/et en creux, en combinaison éventuelle avec l'utilisation de pochoirs. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se 35 référant au dessin ci-joint, dans lequel: la figure unique est un logigramme du procédé. Tel que représenté dans la figure du dessin ci-joint, la présente invention concerne le domaine de la décoration des produits obtenus par rotomoulage. Le procédé du rotomoulage est applicable à une grande 5 variété de matériaux fusibles, et notamment aux matières plastiques. Une installation de rotomoulage comporte un support de moule permettant de faire tourner ce moule autour d'un ou plusieurs axes de rotation, et des moyens de chauffage et de refroidissement de ce même moule. Ce moule est démontable de façon à pouvoir extraire le produit terminé, qui peut avantageusement se présenter sous la forme d'un corps creux sans soudure. La séquence d'opérations combine, dans cet ordre: le remplissage du moule vide avec la matière première (sous forme de poudre dans le cas des matières plastiques), la fermeture du moule, la conjugaison d'un cycle de température spécifique au moulage réalisé (dépendant de la combinaison de la matière première, de la matière et de la forme du moule, et des caractéristiques désirées pour le moulage, notamment épaisseur et aspect), et de cycles de mises en rotation du moule selon différents axes de rotation, eux aussi spécifiques au moulage réalisé et au savoir-faire de l'entreprise mettant en oeuvre le rotomoulage, - l'ouverture du moule, le démoulage de la pièce terminée. Une telle séquence peut être longue pour des produits en matière plastique de dimensions importantes, tels que des 30 citernes, réservoirs, bacs, capotages, élément de voirie ou de mobilier urbain. Pour faciliter la compréhension de la description qui va suivre, il a été identifié sur le dessin ci-joint, les différentes opérations constituant la séquence du procédé selon 35 l'invention. Le procédé de décors en rotomoulage, selon l'invention, se compose, dans le cas d'un seul décor, dans un seul coloris et dans une seule zone, des opérations suivantes: - préchauffe 1 de la zone destinée à être colorée dépôt 2 dans le moule d'une première quantité de matière colorée appelée dosette dans la zone destinée à être colorée test 3 de vérification de la fusion complète de la dosette o dans l'alternative d'un constat de fusion incomplète de la dosette à l'issue du test 3, exécution d'une chauffe 4 locale du moule réalisant la fusion complète de ladite dosette, et reprise du test 3 de vérification à l'issue de la chauffe locale 4 o dans l'alternative d'un constat de fusion complète de la dosette à l'issue du test 3, exécution d'un refroidissement 5 - test 6 de recherche d'un autre décor à effectuer: autre zone à décorer, ou/et décor supplémentaire en superposition à un décor déjà effectué o en cas de nécessité de pose d'un autre décor à l'issue du test 6, reprise des étapes 1 à 6 incluses pour le nouveau décor, dans la zone considérée, et avec la dosette adaptée o en l'absence d'autre décor à effectuer, passage à 25 l'étape suivante: dépôt 7, dans le moule garni de la ou les dosettes fondues en position, de la quantité de produit appelée dose correspondant à l'élaboration complète du produit - fermeture 8 du moule cycle normal de rotomoulage 9, comprenant: o cycles 10 de montée et descente en température o cycles 11 de rotation du moule, ces cycles 10 et 11 étant combinés selon le savoirfaire de l'entreprise o refroidissement 12 15 o ouverture du moule et démoulage 13 du produit terminé. De façon préférée, la préchauffe 1, comme la chauffe locale 4 est effectuée depuis la face du moule opposée au produit 5 moulé, de façon à obtenir la fusion de la matière de la première dosette. La phase de préchauffe 1 peut être omise, en particulier si le moule est déjà à une température voisine de la température de fusion de la matière première, ou si cela facilite la mise en place du contenu de la dosette. La chauffe locale 4 est uniquement destinée à réaliser la fusion 3 complète de la dosette, dans le cas où la préchauffe 1 s'est révélée insuffisante. Mais, en tout état de cause, la conduite d'au moins une des deux opérations de chauffe: préchauffe 1, ou chauffe locale 4, est indispensable à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L'obtention de décors dans plusieurs zones résulte de la répétition des opérations de préchauffe 1, dépôt de dosette 2, fusion, test de vérification de fusion complète 3, chauffe locale 4, refroidissement 5. Ainsi est réalisée la fusion successive, ou combinée selon leur agencement dans l'espace, de plusieurs premières dosettes, correspondant chacune à la réalisation d'un décor dans un coloris donné, chacune dans une zone déterminée. L'obtention d'un décor multi-couches s'effectue de la façon suivante: après avoir effectué la pose d'un décor selon les opérations de séquence 1 à 5, en utilisant une première dosette, on effectue, en superposition sur cette première dosette fondue, un cycle analogue composé des opérations 1 à 5, en utilisant pour ce faire une deuxième dosette dans un autre coloris. Après refroidissement 5 de cette dernière, on peut appliquer de la même façon d'autres couches colorées, par répétition du cycle, en utilisant autant de dosettes que de coloris superposés. Le test de vérification 6 de recherche d'un autre décor à effectuer: autre zone à décorer, ou/et décor supplémentaire en superposition à un décor déjà effectué, permet de vérifier que tous les décors ont été disposés dans toutes les zones désirées, et dans les superpositions requises. Si c'est le cas, on effectue le dépôt 7 dans le moule, de la dose correspondant au reste de la matière première nécessaire pour réaliser le produit fini, avant la fermeture 8 du moule, et le démarrage du cycle normal de rotomoulage 9. La limitation des zones de décors peut être obtenue par un aménagement du moule, notamment par des reliefs en saillie ou/et en creux, en combinaison éventuelle avec l'utilisation de pochoirs. Tel qu'il ressort de la description qui précède, la solution selon l'invention évite l'emploi de dispositifs annexes et d'outillages coûteux. Elle présente également l'avantage de permettre la mise en oeuvre des étapes de décor, préalables à la fermeture du moule, en dehors de l'installation de rotomoulage proprement dite. Ainsi un moule peut, surtout dans le cas d'une pièce volumineuse et de cycle long, être préparé avec 1' incorporation des dosettes de décor, en temps masqué, avant même son montage sur la machine de rotomoulage. En somme, tel qu'il ressort de ce qui précède, la présente invention ne répond pas seulement à un problème de faisabilité, en particulier dans le cas du décor de matières plastiques comme le polyéthylène, mais aussi au problème du décor de formes quelconques, et du coût lié à ce décor. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de décors en rotomoulage comportant la combinaison d'un cycle de montées et descentes en température et d'un cycle de rotation du moule par rapport aux différents axes de l'installation de rotomoulage, caractérisé par le fait que la séquence opératoire est composée, dans cet ordre, pour chaque zone et pour chaque coloris, des opérations suivantes: - préchauffe (1) facultative de la zone destinée à être colorée - dépôt (2) dans le moule d'une première quantité de matière colorée appelée dosette dans la zone destinée à être colorée - fusion de ladite dosette contrôle (3) de la fusion de ladite dosette - chauffe locale (4) facultative du moule réalisant si nécessaire la fusion complète de ladite dosette - reprise du contrôle de la fusion de ladite dosette et 20 répétition de l'opération précédente jusqu'à contrôle de fusion complète refroidissement (5) et, par le fait qu'après vérification (6) que tous les décors requis dans le moule sont effectués, la fin de la séquence opératoire pour l'obtention du produit final est composée des opérations suivantes: - dépôt (7), dans le moule, de la quantité de produit appelée dose correspondant à l'élaboration complète du produit - fermeture (8) du moule - cycle normal (9) de rotomoulage, comprenant lui-même une combinaison appropriée de cycles de températures (10) et de cycles de rotations (11), le refroidissement (12), l'ouverture du moule et le démoulage (13) de la pièce terminée. 2. Procédé de décors en rotomoulage selon la revendication 35 1, caractérisé en ce que les dosettes et la dose sont constituées de matières plastiques. 3. Procédé de décors en rotomoulage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la limitation des zones de décors est obtenue par un aménagement du moule, notamment par des reliefs en saillie ou/et en creux, en combinaison éventuelle avec l'utilisation de pochoirs.