Brevet FR2909030A1 — publié le 20080530

Le domaine de la présente invention est celui des pièces réalisées par injection et décorées avec une surface flockée. Plusieurs procédés sont utilisés actuellement pour réaliser de telles pièces, comme le flocage 3D, le procédé d'Insert Molding ou encore une adaptation du procédé In Mould Decoration ("IMD Like" de la société High Voltage Graphics). Le procédé de flocage 3D consiste en une projection de colle et de fibres en même temps sur la surface de la pièce à décorer, préalablement injectée. Ce procédé permet de réaliser des pièces de forme relativement complexe (type boite à gant pour l'automobile par exemple). Le principal inconvénient est un toucher généralement peu agréable du fait du mélange fibre/colle et une faible reproductibilité de pièce à pièce. Dans le second procédé la surface à décorer est flockée sur un support thermoformable comme par exemple du polystyrène, du polymère ABS ou un polycarbonate. Le support ainsi flocké est thermoformé et découpé. La pièce obtenue est alors placée dans un moule d'injection. Le polymère injecté vient assurer la liaison entre le support de la pièce thermoformée et le reste de la pièce injectée. Avec ce procédé, il convient cependant de sélectionner convenablement l'adhésif de flockage, qui doit être thermoformable, ce qui peut limiter considérablement les résistances en terme de nettoyage, d'abrasion, etc. Il faut également que la qualité des fibres soit telle qu'elles puissent absorber les fortes pressions et la haute température lors de l'injection. Un mauvais choix des fibres entraîne leur écrasement irrémédiable et donc une perte de toucher très importante. Enfin le dernier procédé repose sur le principe de transfert du flock d'un support temporaire comportant un adhésif temporaire à un second support comportant l'adhésif de fixation du flockage, qui est lui-même fixé sur la pièce à réaliser, un textile par exemple. Celui-ci présente l'inconvénient d'aboutir à une construction des produits relativement complexe et donc a priori coûteuse., La présente invention a pour but de proposer un procédé de réalisation de pièces injectées et décorées avec une surface flockée qui évite au moins certains des inconvénients précités et notamment d'obtenir un produit flocké réalisé par tout type de procédé de décor en injection 2909030 2 existant (IMD, Insert Molding, SMC, etc. ...) sans utiliser d'adhésif de fixation du flockage. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage comprenant la réalisation 5 d'un support flocké à partir d'un support temporaire recouvert d'un adhésif temporaire maintenant en place les fibres d'un flock, le positionnement dudit support flocké dans un moule d'injection de ladite pièce à réaliser, l'injection d'un polymère en fusion dans ledit moule au travers d'un orifice d'injection, le démoulage de la pièce injectée et le 10 pelage du support temporaire et de l'adhésif temporaire à partir de la pièce injectée, caractérisé en ce que le support flocké est positionné dans ledit moule de telle sorte que les fibres du flock soient orientées vers l'intérieur dudit moule. Le positionnement des fibres en direction de l'intérieur du moule permet 15 leur prise dans le polymère injecté et leur fixation sans avoir à prévoir un adhésif de fixation du flockage. Avantageusement la densité de flocks est supérieure à un milliard de fibres par mètre carré. Dans un mode particulier de réalisation l'adhésif temporaire est un 20 polymère thermodur. Préférentiellement l'adhésif temporaire est choisi dans la famille des caoutchoucs silicones. Un tel adhésif temporaire permet d'obtenir une fixation suffisante pour tenir les fibres lors de la réalisation de la pièce injectée, sans empêcher le 25 pelage ultérieur, tout en résistant aux conditions de température et de pression de l'injection. Avantageusement le support temporaire est un film en polyester téréphtalate. Dans un mode particulier de réalisation le support temporaire est un 30 support non tissé avec des fibres en polyester ou un support papier. Un tel support temporaire permet de résister aux conditions de température et de pression de l'injection. De préférence les fibres du flock sont en polymère du type polyamide ou polyester rayonne. 35 De telles fibres sont particulièrement bien adaptées à la réalisation des pièces injectées recherchées. 2909030 3 Avantageusement les fibres du flock et le polymère injecté sont réalisés dans la même matière. Dans un mode préférentiel de réalisation lesdites fibres et ledit polyester injecté sont de la famille des polyamide, polypropylène ou polyester 5 téréphtalate. Un tel choix commun pour la pièce injectée et pour le flock permet un recyclage facile de l'ensemble en fin de vie. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au 10 cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemples purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue en coupe d'un support flocké; 15 - la figure 2 est une vue en coupe d'un support flocké en position dans un moule selon l'invention, préalablement à l'injection; - la figure 3 est une vue en coupe d'un support flocké en position dans un moule selon l'invention, avec les bobines d'approvisionnement et de ramassage du support avant et après l'injection; 20 les figures 4a à 4c sont des vues en coupe du support flocké en position dans le moule de la figure 2 avant, pendant et après l'injection. En se référant à la figure 1, on voit un support flocké 11, composé d'un support temporaire 1 sur lequel a été étendue une couche adhésive dite adhésif temporaire 2 et les fibres constituant le flock 3. Ces fibres sont 25 positionnées transversalement à la surface du support temporaire 1 comme cela résulte du procédé classique de flockage et sont maintenues en place par l'adhésif temporaire 2. En se référant à la figure 2 on voit un support flocké 11 dans un moule constitué d'une partie haute 20 et d'une partie basse 21 sur laquelle est 30 positionné le support flocké 11. Dans la partie haute 20 du four est ménagé un orifice 4 permettant l'injection d'un polymère en fusion. En se référant à la figure 3 on voit un procédé d'In Mould Decoration (IMD) dans lequel le support flocké 11 est déroulé à partir d'une première bobine 5, puis passe au travers d'un moule du type représenté 35 sur la figure 2. Au cours de ce passage un polymère en fusion 12 est injecté au travers de l'orifice 4 pour réaliser la pièce injectée et vient se 2909030 4 déposer sur le support flocké. Après l'injection le support 10, qui ne porte plus de fibres car elles ont été retenues par le polymère et sont désormais attachées à la pièce injectée, est enroulé sur une seconde bobine 6. 5 En référence aux figures 4a à 4c on voit le support flocké 11 positionné dans le moule selon la figure 2 avant la phase d'injection du polymère (figure 4a), puis la phase d'injection du polymère 12 sur la surface flockée (figure 4b) et enfin la phase de pelage du support temporaire 1 et de l'adhésif temporaire 2 (figure 4c). Les fibres du flock 3 restent fixées 10 dans le polymère 12. On va maintenant décrire les différentes étapes de réalisation d'une pièce injectée et décorée avec une surface flockée selon l'invention. En premier lieu le flock 3 est déposé, de façon traditionnelle, sur un support temporaire 1 recouvert d'une couche d'adhésif temporaire 2 de 15 façon à réaliser un support flocké 11. Les fibres constituant le flock sont généralement projetées au travers d'un champ électrostatique ce qui permet une implantation régulière et homogène. Elles sont maintenues en place sur le support flocké grâce à l'adhésif temporaire, préalablement déposé. 20 La densité de flocks (nombre de fibres par cm2) est extrêmement élevée, typiquement 60 grammes de fibres par mètre carré. Avec des fibres de titrage 0.9 dtex et de diamètre 0.5 mm, il y a plusieurs milliards de fibres par mètre carré de produit flocké. Combiné à leur nombre très élevé, le complexe fibre plus air forme ainsi un coussin d'air très performant qui 25 offre de bonnes propriétés d'isolation phonique et thermique. Les fibres peuvent être de toute nature (polyamide, polyester rayonne, etc...). Le traitement leur permettant d'être mises en oeuvre par un champ électrostatique, devra toutefois être chimiquement compatible avec le polymère qui sera injecté afin d'assurer une bonne fixation des 30 fibres. Le support temporaire 1, quant à lui, doit être capable de supporter les conditions mises en oeuvre lors de l'injection (forte température et forte pression). A ce titre, comme possibles candidats à la réalisation du support temporaire 1, on peut citer les films en polyester téréphtalate, des 35 supports non tissés avec des fibres en polyester, des supports papiers, etc... 2909030 5 Pour réaliser le support flocké ll., les fibres du flock 3 doivent être fixées par un adhésif temporaire de flockage 2. Celui-ci sera sélectionné pour permettre un simple maintien des fibres au support temporaire 1. Ce maintien temporaire doit néanmoins permettre des opérations de 5 grainage et/ou des opérations d'impression par sublimation, toutes les deux demandant des températures et des pressions élevéesä L'adhésif temporaire 2 sera constitué de manière préférentielle par un polymère thermodur, afin de supporter, lui aussi, les conditions de mise en oeuvre lors de l'injection. Il devra en même temps offrir une bonne élasticité aux 10 fins de sa déformabilité pour prendre la forme du moule lors de l'injection. La famille des caoutchoucs silicones répond à cette définition (Dow Corning 3730 ou Rhodia RTV 3428). Une fois que le support flocké 11 est réalisé il peut être stocké sur une première bobine 5 comme celle décrite sur la figure 3. Il est ensuite placé 15 dans un four du type de celui décrit à la figure 2, c'est-à-dire comprenant une partie basse 21 formant soutien du support flocké 11 et une partie haute 20 dans laquelle est ménagé un orifice 4. Le support flocké est positionné avec le support temporaire orienté face au moule, à la différence des procédés précédents où ce sont les fibres qui étaient 20 placées face au moule. Pour la réalisation de chacune des pièces injectées une certaine longueur du support flocké, correspondant à la décoration à appliquer, est introduite dans le moule; celui-ci est ensuite fermé et une injection de polymère 12 en fusion, est réalisée à travers l'orifice 4. Le polymère 25 parcourt d'abord la surface du moule pour former une peau extérieure et vient noyer la partie des fibres qui dépasse du support flocké 11. Le volume du moule est ensuite rempli de façon à obtenir la pièce injectée recherchée, en lui donnant la forme souhaitée. Le polymère injecté a ainsi un double rôle : celui de matière de la pièce 30 injectée et celui d'adhésif de fixation des fibres à la pièce ainsi décorée. En conséquence, dans la réalisation selon l'invention, l'adhésif de flockage, c'est à dire l'adhésif assurant la fixation définitive des fibres à la pièce finale, est supprimé. On pourrait craindre que, l'injection se faisant maintenant côté fibres, 35 ces dernières soient au mieux couchées ou orientées, et au pire emportées ou noyées par le flux du polymère. Mais le complexe du floc, 2909030 6 tel qu'exposé ci-dessus, offre une résistance suffisamment grande au flux du polymère lors de l'injection pour que les fibres ne soient que très légèrement orientées mais en aucun cas noyées. La pièce injectée est ensuite démoulée et un nouveau cycle 5 d'introduction de support flocké et d'injection de polymère peut être lancé pour fabriquer la pièce suivante. En sortie de moule, la pièce injectée n'étant pas encore nécessairement revenue à température ambiante, le support temporaire 1 et son adhésif temporaire 2 sont séparés par pelage de la pièce injectée, comme cela est 10 indiqué sur la figure 4c. Les fibres, quant à elles, sont définitivement fixées par le polymère injecté 12 et le support 10, débarrassé des fibres du flock est récupéré et, par exemple, enroulé sur une seconde bobine 6. Il importe, pour permettre un pelage du support temporaire 1 avec transfert des fibres, de veiller dans le choix de l'adhésif temporaire à ce 15 que la force de fixation des fibres dans l'adhésif temporaire 2 soit inférieure à la force de fixation des fibres dans le polymère injecté 12. Enfin la tenue des fibres peut être contrôlée, par exemple par des tests de grattage et de nettoyage. Un autre avantage, particulièrement intéressant, de la présente invention 20 réside dans le fait que les fibres et le polymère injecté peuvent être de la même famille, notamment en polyamide, polypropylène ou polyester téréphtalate. Il est alors possible de recycler la pièce lorsqu'elle présente un défaut de fabrication ou qu'elle arrive en fin de vie. Ce point est particulièrement notable car le recyclage des pièces injectées et décorées 25 est actuellement extrêmement coûteux; il nécessite en effet d'effectuer une opération très difficile de séparation des différentes matières pour en permettre le recyclage. Cette invention offre ainsi la possibilité de produire des pièces injectées décorées mono-matière, ce qui n'existe pas aujourd'hui, et ce dans des 30 conditions techniques et économiques équivalentes aux conditions actuelles. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode particulier de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits 35 ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage comprenant la réalisation d'un support flocké (11) à partir d'un support temporaire (1) recouvert d'un adhésif temporaire (2) maintenant en place les fibres d'un flock (3), le positionnement dudit support flocké dans un moule d'injection de ladite pièce à réaliser, l'injection d'un polymère (12) en fusion dans ledit moule au travers d'un orifice d'injection (4), le démoulage de la pièce injectée et le pelage du support temporaire (1) et de l'adhésif temporaire (2) à partir de la pièce injectée, caractérisé en ce que le support flocké (11) est positionné dans ledit moule de telle sorte que les fibres du flock (3) soient orientées vers l'intérieur dudit moule. 2. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon la revendication 1 dans lequel la densité de flocks (3) est supérieure à un milliard de fibres par mètre carré. 3. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'adhésif temporaire (2) est un polymère thermodur. 4. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon la revendication 3 dans lequel l'adhésif temporaire (2) est choisi dans la famille des caoutchoucs silicones. 5. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le support temporaire (1) est un film en polyester téréphtalate. 6. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le support temporaire (1) est un support non tissé avec des fibres en polyester ou un support papier. 7. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel les fibres du flock (3) sont en polymère du type polyamide, polyester ou rayonne. 8. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel les 2909030 8 fibres du flock (3) et le polymère injecté (12) sont réalisés dans la même matière. 9. Procédé de réalisation d'une pièce injectée munie d'une décoration par flockage selon la revendication 8 dans laquelle lesdites fibres 5 et ledit polymère injecté sont de la famille des polyamide, polypropylène ou polyester téréphtalate. 10.Pièce injectée munie d'une décoration par flockage réalisée à l'aide d'un procédé selon l'une des revendications précédentes.