Brevet FR2932274A1 — publié le 20091211

PROCEDE DE CONTRÔLE DE LA CAPACITE D'UNE PIECE PLASTIQUE A DISSIPER DANS L'AIR DES CHARGES ELECTRIQUES ET DISPOSITIF POUR METTRE EN OEUVRE LEDIT PROCEDE. La présente invention se rapporte au domaine technique général de pièces en matériaux plastiques fabriquées par injection, moulage ou thermoformage des matériaux plastiques et plus particulièrement au contrôle desdites pièces par rapport à certaines propriétés antistatiques. La présente invention concerne plus particulièrement un contrôle de la capacité des pièces en matériaux plastiques, à dissiper dans l'air ambiant les charges électrostatiques présentent à la surface desdites pièces. Par dissipation, il convient d'entendre au sens large tout phénomène conduisant les charges électrostatiques à quitter la surface d'une pièce en matériau plastique et ce le plus rapidement possible après leur apparition sur ladite surface. Les charges électrostatiques présentes à la surface de pièces plastiques injectées, moulées ou thermoformées, génèrent un encrassement par l'attraction des poussières ambiantes. L'encrassement affecte ainsi l'esthétique de ces pièces. II est connu de doper les pièces plastiques, par adjonction dans le mélange mère utilisé pour fabriquer lesdites pièces plastiques, d'un agent antistatique pour favoriser la dissipation des charges électrostatiques dans l'air ambiant. L'agent antistatique est un additif qui permet de rendre la surface ou le matériau isolant électrique faiblement conducteur en absorbant l'humidité de l'air ambiant. L'agent antistatique peut aussi conducteur électrique lui- même, comme c'est le cas pour du graphite. Les agents antistatiques les plus courants sont à base d'amines, d'amides ou de sels d'ammoniums ou d'esters. L'utilisation d'un tel agent antistatique n'est souvent pas satisfaisante dans la mesure où ledit agent antistatique peut être dispersé de façon inhomogène dans les pièces. Cela conduit à l'apparition de zones moins dopées au voisinage de la surface des pièces, dans lesquelles s'accumulent des charges électrostatiques. De telles pièces présentent alors des défauts importants liés à l'apparition de zones plus ou moins localisées favorisant l'encrassement. L'objet de la présente invention vise par conséquent à proposer un nouveau procédé de contrôle des pièces en matériaux plastiques visant à s'affranchir des limitations mentionnées ci- dessus, en identifiant les pièces défectueuses. Un autre objet de la présente invention vise à mettre en oeuvre de façon simple et peu coûteuse, un nouveau procédé contrôle des pièces en matériaux plastiques quant leur capacité à dissiper les charges électrostatiques. Un autre objet de la présente invention vise fournir une installation de contrôle pour contrôler de façon simple et fiable la capacité de pièces en matériaux plastiques à dissiper les charges électrostatiques apparaissant à leur surface. Un autre objet de la présente invention vise à contrôler le respect du cahier de charges d'un donneur d'ordres quant au pourcentage d'agent antistatique présent dans une pièce injectée. Les objets assignés à la présente invention sont atteints à l'aide d'un procédé de contrôle de la capacité d'une pièce en matériau plastique dopé avec au moins un agent antistatique, à dissiper dans l'air des charges électriques surfaciques, caractérisé en ce qu'il consiste: à mesurer la température et l'hygrométrie dans l'enceinte ou dans le local où est effectué ce contrôle, et le cas échéant à réguler la température et/ou l'hygrométrie, - à neutraliser, par exemple par ionisation, les charges électrostatiques initialement présentes à la surface de la pièce, à mesurer un potentiel électrique Vml en au moins un point de mesure à la surface de la pièce, à comparer le potentiel électrique Vml à une première valeur seuil VO et lorsque Vm1>_V0 reprendre l'étape consistant à neutraliser les charges électrostatiques, - sinon, à soumettre la pièce à un champ électrique intense E, - à mesurer le potentiel électrique Vm2 en au moins un point de mesure à la surface de la pièce, à comparer le potentiel électrique Vm2 à une seconde valeur seuil V1 et lorsque %2>_V1, attendre un intervalle de temps T, dans le cas contraire reprendre l'étape consistant à appliquer le champ E, à mesurer, à l'issue de l'intervalle de temps T, le potentiel électrique Vm3 en au moins un point de mesure à la surface de la pièce, à afficher Vm3, et à considérer que la pièce présente un défaut lorsque Vm3>_V2, où V2 est une troisièrne valeur seuil. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à identifier la pièce soumise au contrôle, à l'aide d'un identifiant. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à enregistrer en cas de pièce défectueuse, l'identifiant de ladite pièce, la valeur mesurée Vm3 et les paramètres de température et d'hygrométrie au moment de la mesure de Vm3. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à effectuer des mesures du potentiel électrique Vm3 en différents points de mesure sur la surface de la pièce. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à déterminer le nombre de points de mesure en fonction des dimensions et/ou de la forme de la pièce. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à stocker ou à maintenir la pièce, pendant l'intervalle de temps T, sur un support limitant les risques d'écoulement des charges électrostatiques. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à effectuer manuellement les mesures des potentiels électriques Vml, Vm2 et Vm3 à l'aide d'un appareil de mesure de champs électrostatiques. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à effectuer les mesures des potentiels électriques Vm1, Vm2 et Vm3 de façon automatisée à l'aide d'au moins un appareil de mesure de champs électrostatiques. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à utiliser les valeurs seuil suivantes, V0=0,5 kV, V1=3 kV et V2=0,7 kV. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention consiste à maintenir une température dans une plage allant de +20°C à +26°C et à maintenir l'hygrométrie dans une plage allant de 40% à 60% d'humidité relative. Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'une installation de contrôle pour déterminer la capacité d'une pièce, en matériau plastique dopé avec au moins un agent antistatique, à dissiper dans l'air des charges électrostatiques et notamment pour mettre en oeuvre le procédé de contrôle tel que présenté ci-dessus. L'installation de contrôle est caractérisée en ce qu'elle comprend : un module électrique comportant un générateur de hautes tensions électriques, un banc de mesure comportant une structure délimitant entre une partie formant une masse et une électrode à hautes tensions, un passage pour la pièce dans lequel ladite pièce est soumise à un champ électrique intense E, - une soufflerie d'air ionisé pour neutraliser les charges électrostatiques à la surface de la pièce, - un appareil de mesure de champs électrostatiques délivrant des résultats de mesure du genre potentiels électriques correspondants à des quantités restantes de charges électrostatiques sur la surface de la pièce, et des moyens de contrôle et de régulation de la température et de l'hygrométrie. Selon un exemple de réalisation, l'installation de contrôle comporte un automate déplaçant au moins une sonde de mesure par rapport à la pièce à contrôler, ladite sonde de mesure étant reliée à l'appareil de mesure de champs électrostatiques. Selon un exemple de réalisation, l'installation de contrôle comporte des moyens pour moduler les dimensions du passage du banc de mesure. Selon un exemple de réalisation, l'appareil de mesure portatif comporte un écran d'affichage du potentiel électrique surfacique, image du champ électrostatique mesuré. L'appareil de mesure peut aussi comporter une sortie analogique dans le cas d'un fonctionnement automatisé. Un moyen d'affichage, par exemple un ordinateur, est alors prévu à distance dans une installation de contrôle et relié à l'appareil de mesure par une liaison analogique. Selon un exemple de réalisation, l'appareil de mesure est mobile et autonome par rapport au module électrique. Selon un exemple de réalisation, l'installation de contrôle comprend des moyens d'enregistrement d'informations relatives à l'identification et au contrôle de la pièce. L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit, avec un exemple de réalisation donné à titre illustratif, en référence aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, illustre de façon schématique un exemple de réalisation d'une installation de contrôle conforme à l'invention, - et la figure 2, illustre un logigramme d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de contrôle conforme à l'invention. L'installation de contrôle conforme à l'invention, illustrée à la figure 1 comprend un module électrique 1 comportant un générateur de hautes tensions électriques. L'installation comprend également un banc de mesure comportant une structure délimitant entre une contre électrode 2 (partie métallique reliée à la terre) et une électrode 3 à hautes tensions, un passage 4. Le générateur de hautes tensions est relié à l'électrode grâce à des moyens de raccordement la spécifiques aux hautes tensions. Un champ électrique intense E peut alors s'établir entre la contre électrode 2 et l'électrode 3. Le module électrique 1 comporte par exemple un moyen d'affichage lb, affichant la valeur du potentiel électrique appliqué à l'électrode 3. L'installation de contrôle comprend en outre une soufflerie d'air ionisé 6 pour neutraliser les charges électrostatiques accumulées à la surface d'une pièce 5. L'installation de contrôle comprend également un appareil de mesure 7 de champs électrostatiques, délivrant des résultats de mesure dont l'unité est un potentiel électrique, du genre kV, ou un potentiel électrique par unité de longueur, du genre kV/m, correspondant à des quantités restantes de charges électrostatiques à la surface de la pièce 5. L'appareil de mesure 7 affiche ainsi soit directement un potentiel électrique en effectuant une transformation du champ électrostatique mesuré, en fonction de la distance de mesure, soit un champ électrostatique qu'il convient de transformer avec la distance de mesure. L'installation de contrôle comporte également des moyens de contrôle et de régulation de la température et de l'hygrométrie. Les mesures sont effectuées dans une enceinte régulée en température et en hygrométrie. Ceci permet de garantir la précision, la reproductibilité, la cohérence des mesures, notamment à des fins de comparaison. Selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, l'installation de contrôle comporte un automate déplaçant au moins une sonde de mesure par rapport à la pièce à contrôler. La sonde de mesure est reliée à l'appareil de mesure 7 de champs électrostatiques. L'installation de contrôle comporte par exemple des moyens pour moduler en hauteur et/ou en largeur les dimensions du passage 4 du banc de mesure. Les dimensions du passage 4 peuvent ainsi être adaptées aux dimensions de la pièce 5 à contrôler. L'appareil de mesure 7 comporte de préférence un écran d'affichage 8 pour indiquer la valeur du potentiel électrique mesuré à la surface de la pièce 5. La valeur du potentiel électrique mesuré est l'image du champ électrostatique à la surface de la pièce 5. L'appareil de mesure 7 est de préférence mobile et autonome par rapport au module électrique 1. L'opérateur peut déplacer ledit appareil de mesure 7 en divers points de mesure et définir des points de mesure individualisés pour chaque pièce 5 renforçant ainsi le contrôle. La mesure en différents points de la pièce 5 permet de contrôler l'homogénéité du mélange mère du matériau et la dispersion de l'agent antistatique lors de l'injection. Pour les pièces 5 composées de plusieurs matériaux associés, chaque partie ou élément constituant de l'ensemble pourra être contrôlée. L'installation comprend selon un exemple de réalisation conforme à l'invention, des moyens d'enregistrement d'informations relatives d'une part à l'identification de la pièce 5 et d'autre part aux mesures effectuées sur la (pièce 5. Le banc de mesure comporte par exemple une table 9 dont une partie, à savoir la contre électrode 2, est reliée, à la terre. L'installation de contrôle conforme à l'invention permet de mettre en oeuvre, un procédé de contrôle tel que décrit ci-après. Le procédé de contrôle permet de vérifier que la capacité à dissiper dans l'air des charges électrostatiques surfaciques d'une pièce 5 en matériau plastique dopé avec un agent antistatique, est conforme au cahier de charges d'un donneur d'ordre. Le procédé de contrôle consiste selon une étape (100) à mesurer la température et l'hygrométrie dans un local ou une enceinte où est effectué ce contrôle, et le cas échéant réguler la température et/ou l'hygrométrie. Selon une étape (200), le procédé de contrôle consiste à neutraliser, par exemple par ionisation, les charges électrostatiques initialement présentes à la surface de la pièce 5. On utilise à cet effet la soufflerie d'air ionisé 6. Selon une étape (300), le procédé de contrôle consiste à mesurer un potentiel électrique Vml en au moins un point de mesure à la surface de la pièce 5. On utilise par exemple l'appareil de mesure 7 de champs électrostatiques, lequel affiche avantageusement le résultat d'une telle mesure grâce à son écran d'affichage 8. Selon une étape (350), le procédé de contrôle consiste ensuite à comparer le potentiel électrique Vml mesuré, à une première valeur seuil VO, par exemple égal à 0,5 kV. Lorsque Vm1>_V0, il convient de reprendre l'étape (200). Dans le cas contraire, le procédé de contrôle consiste, selon une étape (400), à soumettre la pièce 5 à un champ électrique intense E, par exemple égal à 30 kV. Le procédé de contrôle consiste ensuite, selon une étape (500) à mesurer le potentiel électrique Vm2 en au moins un point de mesure à la surface de la pièce 5 à l'aide de l'appareil de mesure 7. Selon un exemple de mise en oeuvre, on affiche également le résultat de cette mesure dans l'écran d'affichage 8. Le procédé de contrôle consiste ensuite, selon une étape (550), à comparer le potentiel électrique Vm2 mesuré, à une seconde valeur seuil V1, par exemple égale à 3 kV. Lorsque Vm2>_V1, il convient d'attendre. pendant un intervalle de temps T, par exemple égal à 15 minutes. Dans le cas contraire, il convient de reprendre l'étape (400), Selon étape (600), le procédé de contrôle consiste à mesurer, à l'issue de l'intervalle de temps T, le potentiel électrique Vm3 en au moins un point de mesure à la surface de la pièce 5. Le résultat de cette mesure à savoir Vm3, est selon une étape (700) du procédé de contrôle, affiché sur l'écran d'affichage 8. Le procédé de contrôle consiste ensuite, selon une étape (800), à considérer que la pièce présente un défaut, lorsque Vm3>_V2 où V2 est une troisième valeur seuil. La troisième valeur seuil V2 est par exemple égale à 0,7 kV et déterminée dans le cahier de charges du donneur d'ordre. On est, dans une telle hypothèse, en présence d'une pièce 5 qui n'arrive pas au moins localement à évacuer de façon suffisante dans l'intervalle de temps T donné, la quantité de charges électrostatiques qui s'est accumulée à sa surface. Une telle pièce 5 doit alors être considérée comme défectueuse. En revanche, lorsque la valeur mesurée Vm3 tombe sous la troisième valeur seuil V2, la pièce 5 doit être acceptée et doit être considérée comme présentant des propriétés antistatiques suffisantes. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé de contrôle consiste à identifier la pièce 5 soumise au contrôle, à l'aide d'un identifiant du genre code barre ou autre moyen connu. Ceci s'avère particulièrement intéressant dans le cas où la pièce 5 est défectueuse. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé de contrôle consiste à enregistrer en cas de pièce 5 défectueuse, l'identifiant de ladite pièce 5, la valeur mesurée Vm3 et les paramètres de température et d'hygrométrie. Cela permet de répéter les mesures, si nécessaire et surtout d'identifier l'origine et/ou le mode de fabrication de la pièce 5 défectueuse. Le procédé de contrôle conforme à l'invention permet ainsi de définir un étalonnage des tests appliqués à des pièces 5 étalons. Un tel étalonnage permet de garantir que des pièces 5 avec des résultats de mesure identiques, présenteront les propriétés antistatiques requises. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé de contrôle consiste à effectuer des mesures du potentiel électrique Vm3 en différents points de mesure sur la surface de la pièce 5. Le procédé de contrôle consiste par exemple à déterminer le nombre de points de mesure en fonction des dimensions et/ou de la forme de la pièce 5. On peut ainsi établir une cartographie précise des propriétés antistatiques de la pièce 5. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé de contrôle consiste à stocker ou à maintenir la pièce 5 pendant l'intervalle de temps T, sur un support limitant les risques d'écoulement des charges électrostatiques vers d'autres éléments ou vers la terre. Une telle précaution renforce la fiabilité des mesures. Le procédé de contrôle consiste par exemple à effectuer manuellement les mesures des potentiels électriques Vml , Vm2 et Vm3, à l'aide de l'appareil de mesure 7 de champs électrostatiques. Selon un autre mode de mise en oeuvre, le procédé de contrôle consiste à effectuer les mesures des potentiels électriques Vint Vm2 et Vm3 de façon automatisée, à l'aide d'au moins un appareil de mesure 7 de champs électrostatiques. Une sonde de mesure reliée à l'appareil de mesure 7 peut par exemple être déplacée sur la surface de la pièce 5 et effectuer des mesures en différents points de mesure prédéfinis. Le procédé de contrôle peut avantageusement être mis en oeuvre dans une chaîne automatisée de montage ou d'assemblage. Selon un exemple de mise en oeuvre préférentiel, le procédé de contrôle consiste à maintenir dans l'enceinte de mesure, la température dans une plage allant de +20°C à +26°C et l'hygrométrie dans une plage allant de 40% à 60% d'humidité relative. Le procédé de commande conforme à l'invention présente l'avantage d'être facile à utiliser et de pouvoir s'adapter à des pièces (5) de toutes formes ou dimensions. Un autre avantage résulte de coûts de fonctionnement relativement bas pour une garantie de résultats remarquable dans l'identification de pièces (5) considérées comme défectueuses. Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisations et de mise en oeuvre aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. II est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent ou une étape décrite par une étape équivalente sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de la capacité, d'une pièce (5) en matériau plastique dopé avec au moins un agent antistatique, à dissiper dans l'air des charges électrostatiques, caractérisé en ce qu'il consiste: selon l'étape (100) à mesurer la température et l'hygrométrie dans l'enceinte ou dans le local où est effectué ce contrôle, et le cas échéant à réguler la température et/ou l'hygrométrie, selon l'étape (200) à neutraliser, par exemple par ionisation, les charges électrostatiques initialement présentes à la surface de la pièce (5), selon l'étape (300) à mesurer un potentiel électrique Vml en au moins un point de mesure à la surface de la pièce (5), selon l'étape (350) à comparer le potentiel électrique Vml à une première valeur seuil VO et si Vm1>_V0 reprendre l'étape (200), sinon, selon l'étape (400) à soumettre la pièce (5) à un champ électrique intense E, - selon l'étape (500) à mesurer le potentiel électrique Vm2 en au moins un point de mesure à la surface de la pièce (5), selon l'étape (550) à comparer le potentiel électrique Vm2 à une seconde valeur seuil V1 et lorsque Vm2>_V1,attendre un intervalle de temps T, dans le cas contraire reprendre l'étape (400), - selon l'étape (600) à mesurer, à l'issue de l'intervalle de temps T, le potentiel électrique Vm3 en au moins un point de mesure à la surface de la pièce (5), - selon l'étape (700) à afficher Vm3, et selon l'étape (800) à considérer que la pièce (5) présente un défaut, lorsque Vm3>_V2 où V2 est une troisième valeur seuil. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à identifier la pièce (5) soumise au contrôle, à l'aide d'un identifiant. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à enregistrer en cas de pièce (5) défectueuse, l'identifiant de ladite pièce (5), la valeur mesurée Vm3 et les paramètres de température et d'hygrométrie. 4. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer des mesures du potentiel électrique Vm3 en différents points de mesure sur la surface de la pièce (5). 5. Procédé de contrôle selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer le nombre de points de mesure en fonction des dimensions et/ou de la forme de la pièce (5). 6. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à stocker ou à maintenir la pièce (5) pendant l'intervalle de temps T, sur un support limitant les risques d'écoulement des charges électrostatiques. 7. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer manuellement les mesures des potentiels électriques Vml , Vm2 et Vm3 à l'aide d'un appareil de mesure (7) de champs électrostatiques. 8. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer les mesures des potentiels électriques Vml , Vm2 et Vm3 de façon automatisée à l'aide d'au moins un appareil de mesure (7) de champs électrostatiques. 9. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser les valeurs seuil 20 suivantes, VO=0,5 kV, V1=3 kV et V2=0,7 kV. 10. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'i consiste à maintenir dans l'enceinte de mesure la température dans une plage allant de +20°C à +26°C et 25 l'hygrométrie dans une plage allant de 40% à 60% d'humidité relative. 11. Installation de contrôle pour déterminer la capacité, d'une pièce (5) en matériau plastique dopé avec un agent antistatique, à dissiper dans l'air des charges électrostatiques et notamment pour mettre en oeuvre le procédé de contrôle conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend : - un module électrique (1) comportant un générateur de hautes tensions électriques, un banc de mesure comportant une structure délimitant entre une partie formant une masse (2) et une électrode (3) à hautes tensions, un passage (4) dans lequel la pièce (5) est soumise à un champ électrique intense E, - une soufflerie d'air ionisé (6) pour neutraliser les charges électrostatiques à la surface de la pièce (5), - au moins un appareil de mesure (7) de champs électrostatiques délivrant des résultats de mesure du genre potentiels électriques correspondants à des quantités restantes de charges électrostatiques à la surface de la pièce (5), et des moyens de contrôle et de régulation de la température et de l'hygrométrie dans l'enceinte de mesure. 12. Installation de contrôle selon la revendication 1 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un automate déplaçant au moins une sonde de mesure par rapport à la pièce (5) à contrôler et reliée à l'appareil de mesure (7) de champs électrostatiques. 13. Installation de contrôle selon la revendication 11 ou 12 caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour moduler les dimensions du passage (4) du banc de mesure. 14. Installation de contrôle selon l'uns quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce que l'appareil de mesure comporte un écran d'affichage (8) du potentiel électrique mesuré, image du champ électrostatique à la surface de la pièce (5). 15. Installation de contrôle selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisée en ce que l'appareil de mesure (7) est mobile et autonome par rapport au module électrique (1). 16. Installation de contrôle selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'enregistrement d'informations relatives à l'identification et au contrôle de la pièce (5).