Brevet FR2957839A1 — publié le 20110930

i La présente invention concerne un procédé de moulage par injection de matière plastique en fusion dans un moule pour réaliser une pièce creuse de manière traversante. De préférence, la pièce est symétrique selon un axe de révolution, de manière à définir deux extrémités axiales définissant chacune une ouverture annulaire. De telles pièces peuvent être utilisées dans de nombreux domaines techniques, et plus particulièrement dans ceux de la cosmétique, de la parfumerie ou encore de la pharmacie, sous la forme de réservoir, de bague de fixation, de frette d'habillage, ou de poussoir et de capot de protection. io De manière classique, on réalise des pièces par injection moulage de matière plastique dans un moule qui forme une cavité de moulage qui va être remplie par la matière plastique en fusion. La cavité de moulage est alimentée en matière plastique à travers un point d'injection, qui par définition, présente une dimension ponctuelle très réduite. Le point d'injection 15 définit le point où la pièce moulée est séparée de la canule d'injection à la sortie du moule, ce qui le rend souvent visible. Le but est de réaliser le point d'injection à un endroit et avec une dimension telle qu'il n'est pas ou pratiquement pas visible par l'utilisateur final. La matière plastique en fusion pénètre donc dans la cavité de moulage par ce point d'injection et se 20 propage à l'intérieur de la cavité en fonction de sa forme. Très souvent, la matière plastique en fusion se propage sous la forme de nappes selon deux directions opposées ou transversales, créant ainsi une ligne de jonction ou soudure où la matière plastique en fusion de deux nappes se rencontre. Cette ligne de jonction ou de soudure est souvent visible par l'utilisateur final, 25 et nuit à l'esthétique de la pièce. Ceci est vrai pour la plupart des matières plastiques, et plus encore pour les matières plastiques contenant des particules solides de type paillettes ou nacres conférant à la pièce moulée des reflets nacrés et/ou pailletés. En effet, les particules solides s'écoulent dans le flux liquide de la matière plastique en fusion, mais ont tendance à 30 s'accumuler à certains endroits, et plus particulièrement au niveau de la ligne de jonction de deux nappes. Les particules solides se concentrent autour de la ligne de jonction et du point d'injection, ce qui est directement visible et fait penser à l'utilisateur final à un défaut de moulage, nuisant ainsi à l'image de qualité de la pièce. La présente invention a pour but de remédier à l'inconvénient précité de l'art antérieur en définissant un procédé de moulage par injection de matière plastique permettant d'éviter la formation de ligne de jonction ou soudure visible dans la pièce moulée. Le procédé de moulage de l'invention trouvera une application privilégiée, mais non exclusive, avec les matières plastiques nacrées ou pailletées. Pour ce faire, le procédé de la présente invention comprend d'injecter io la matière plastique en fusion dans le moule au niveau d'une ouverture annulaire d'une extrémité de la pièce le long d'une ligne d'injection annulaire. En d'autres termes, la matière plastique en fusion est injectée dans la cavité de moulage non pas au niveau d'un point d'injection, mais au niveau d'une zone plus étendue qui se présente sous la forme d'une ligne refermée sur 15 elle-même et située au niveau d'une ouverture d'une extrémité de la pièce, qui présente une symétrie axiale de révolution. Avec le procédé de moulage de l'invention, on peut réaliser n'importe quelle pièce présentant une symétrie de révolution, même locale, et comprenant une ouverture annulaire. La pièce la plus simple se présente sous la forme d'un tube creux. Toutes les 20 formes cylindriques ou coniques ou des combinaisons de celles-ci peuvent être réalisées avec le procédé de l'invention. L'injection le long d'une ligne annulaire permet d'éviter la formation de ligne de jonction au niveau de la pièce moulée, étant donné que la matière plastique en fusion se répand à l'intérieur de la cavité de moulage selon une seule nappe qui se déplace de 25 manière symétrique avec une vitesse sensiblement constante le long de l'axe de symétrie de révolution. La nappe se répand ainsi à l'intérieur de la cavité jusqu'à l'extrémité opposée de la pièce. Aucune ligne de jonction ne peut ainsi se produire. Tout comme le point d'injection, la ligne d'injection définit également la ligne de casse ou de rupture à la sortie du moule. 30 De préférence, la pièce est symétrique selon un axe de révolution (X), de manière à définir deux extrémités axiales. Avantageusement, la ligne d'injection annulaire est centrée sur l'axe de révolution. Il est ainsi plus facile d'alimenter de manière symétrique la matière plastique en fusion au niveau de la ligne d'injection annulaire. Selon une forme de réalisation pratique, la matière plastique peut être acheminée à la ligne d'injection annulaire à travers une chambre d'injection dont la périphérie externe est en contact de la ligne d'injection annulaire. Avantageusement, la chambre d'injection est symétrique selon l'axe de révolution. De préférence, la chambre d'injection comprend un point d'injection situé sur l'axe de révolution. La disposition axiale du point io d'injection permet de remplir la chambre d'injection de manière symétrique avec la matière plastique en fusion se propageant de manière radiale telle une onde. Ainsi, la ligne d'injection annulaire est alimentée de manière homogène sur toute sa longueur. La matière plastique en fusion peut ensuite se propager à l'intérieur de la cavité de moule sous la forme d'une seule 15 nappe tubulaire. Selon un autre mode de réalisation, le procédé peut comprendre de déplacer une broche d'obturation dans un canal d'injection de manière à définir un passage de matière plastique entre le canal et la broche, ce passage étant annulaire et définissant la ligne d'injection annulaire. 20 Avantageusement, la broche forme l'ouverture annulaire de l'extrémité axiale de la pièce où est située la ligne d'injection annulaire. La broche d'obturation peut ainsi remplir une double fonction, à savoir celle de bouchon pour l'extrémité du canal d'injection et celle de formation de l'ouverture annulaire de l'extrémité axiale. Cette double fonction est assurée par le simple 25 déplacement de la broche d'obturation dans le canal d'injection. La broche peut par exemple comprendre une tête de broche élargie qui peut être rétractée à l'intérieur du canal d'injection pour obturer le canal et étendue hors du canal pour créer le passage de matière plastique définissant la ligne d'injection annulaire et l'ouverture annulaire de l'extrémité axiale. Ainsi, en 30 position étendue, la tête de la broche remplit une double fonction. La présente invention définit également plusieurs pièces moulées selon le procédé de moulage de l'invention, ces pièces étant des pièces constitutives d'un distributeur de produit fluide, telle qu'une frette d'habillage, une bague de fixation, un capot de protection, une tête de distribution de produit fluide ou un réservoir formant par exemple un fût de coulissement contenant un piston suiveur. Dans ce dernier cas, l'ouverture annulaire du réservoir forme en même temps un trou d'évent permettant au piston suiveur d'être soumis à la pression atmosphérique. L'esprit de la présente invention réside dans le fait d'injecter la matière plastique en fusion le long d'une ligne d'injection annulaire qui permet la matière plastique en fusion de se propager à l'intérieur du moule sans former io de ligne de jonction ou de soudure. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints, donnant à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur les figures : 15 La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale à travers un distributeur de produit fluide intégrant plusieurs pièces réalisées selon le procédé de moulage de l'invention, La figure 2 est une vue similaire à la figure 1 pour un autre distributeur de produit fluide intégrant également des pièces réalisées selon le procédé 20 de moulage de l'invention, La figure 3 est une vue en coupe transversale verticale agrandie d'une frette d'habillage d'un distributeur de produit fluide illustrant la mise en oeuvre du procédé de moulage selon une forme de réalisation de l'invention, et Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe transversale illustrant un 25 second mode de réalisation de l'invention permettant le moulage d'un réservoir sous la forme d'un fût de coulissement pour un piston suiveur. On se référera tout d'abord à la figure 1 pour décrire en détail un distributeur de produit fluide intégrant les pièces constitutives moulées selon le procédé de l'invention. Le distributeur présente une configuration globale 30 sensiblement symétrique autour d'un axe de révolution X. Ce distributeur comprend un réservoir 1 comprenant un fond 11 pourvu d'un trou d'évent 12. Intérieurement, le réservoir 1 définit un fût de coulissement 10 de forme cylindrique. Le réservoir 1 contient un piston suiveur 2 comprenant une ou deux lèvre(s) d'étanchéité 21 destinée(s) à coulisser de manière étanche à l'intérieur du fût 10. Le produit fluide F est situé dans le fût 10 au-dessus du piston suiveur 2, qui communique avec l'air extérieur à travers le trou d'évent 12 de sorte qu'il est constamment soumis à la pression atmosphérique sur sa face inférieure. On peut remarquer que le trou d'évent 12 est situé sur l'axe de symétrie longitudinal X du distributeur. A son extrémité supérieure, le réservoir comprend un col 13 définissant une ouverture 14. Le réservoir de produit fluide 1 est une pièce creuse symétrique de révolution selon l'axe X io du distributeur. En effet, le fût 10 est parfaitement tubulaire et l'extrémité inférieure formée par le fond 11 est percée par le trou d'évent 12 qui est situé sur l'axe X. Le piston suiveur 2 est également une pièce symétrique de révolution. Le distributeur comprend également une bague de fixation 3 qui est 15 engagée de manière fixe et étanche à l'intérieur du col 13, obturant ainsi l'ouverture 14. La bague de fixation 3 est une pièce creuse symétrique de révolution réalisée en matière plastique. Elle définit deux extrémités ouvertes formant un passage traversant. La bague de fixation 3 reçoit une pompe 4 dont l'entrée communique directement avec l'intérieur du réservoir 1. A son 20 extrémité opposée, la pompe 4 forme une tige de soupape 41 qui est déplaçable axialement en va-et-vient à l'encontre d'un ressort de rappel non représenté. Un poussoir 5' est monté sur la tige d'actionnement 41 et comprend un orifice de distribution 50. L'utilisateur peut ainsi appuyer sur le poussoir 5' pour actionner la pompe et ainsi distribuer des doses de produit 25 fluide issues du réservoir 1. D'autre part, la bague de fixation 3 est entourée par une frette d'habillage 6 qui remplit ici une fonction esthétique. Dans certains cas, cette bague d'habillage 6 peut également remplir une fonction technique, par exemple celle de bloquer la bague de fixation 3 sur ou dans le col du réservoir. Tout comme la bague de fixation 3 et le réservoir 1, la frette 30 d'habillage 6 est une pièce creuse symétrique de révolution autour de l'axe X. Elle comprend deux extrémités ouvertes définissant un passage traversant. Optionnellement, le distributeur comprend un capot de protection 7 qui est monté sur le réservoir 1 et/ou sur la bague de fixation 3. Le capot de protection 7 masque le poussoir 5' et la frette d'habillage 6. Le capot de protection 7 définit une jupe sensiblement cylindrique 73 dont l'extrémité inférieure 74 est en prise avec le réservoir 1 et/ou la bague de fixation 3. A son extrémité supérieure, la jupe 73 est obturée par un plateau 71 qui comprend un trou de ventilation central axial 72. Ainsi, le capot de protection présente également une symétrie de révolution autour de l'axe X. Il s'agit là d'une conception tout à fait classique pour un distributeur de produit fluide dans les domaines de la cosmétique, de la parfumerie ou encore de la io pharmacie. On peut remarquer que plusieurs pièces constitutives du distributeur, à savoir le réservoir 1, la bague de fixation 3, la frette d'habillage 6 et le capot de protection 7 sont des pièces creuses symétriques de révolution comprenant deux extrémités opposées ouvertes formant un passage 15 traversant. Chaque extrémité opposée définit une ouverture annulaire. Selon l'invention, ces pièces peuvent être réalisées par un procédé de moulage par injection de matière plastique en fusion qui comprend d'injecter la matière plastique en fusion dans le moule au niveau d'une ouverture annulaire d'une extrémité axiale de la pièce le long d'une ligne d'injection annulaire. En 20 référence au réservoir 1, la ligne d'injection annulaire peut être située au niveau de l'ouverture 14 du col 13 ou au niveau du trou d'évent 12 du fond 11. Plus précisément, la ligne d'injection peut être définie au niveau du bord interne définissant l'ouverture 14 ou 12. En se référant au capot de protection 7, la ligne d'injection annulaire est définie au niveau du trou de ventilation 72 25 ou au niveau de l'extrémité inférieure 74. Il en est de même pour la bague de fixation 3. Quant à la frette d'habillage 6, son moulage sera décrit plus en détail ci-après en référence à la figure 3. On se référera maintenant à la figure 2 pour décrire en détail un second distributeur dont certaines pièces constitutives ont été réalisées avec 30 le procédé de moulage de l'invention. Le distributeur de produit fluide comprend un réservoir de produit fluide 1 comprenant un fond 11 pourvu d'un trou d'évent central 12 et d'un col 13. Intérieurement, le réservoir 1 forme un fût de coulissement 10 pour un piston suiveur 2. Le réservoir de la figure 2 est sensiblement similaire ou identique à celui de la figure 1. Il présente une symétrie axiale de révolution autour de l'axe X. Le distributeur comprend également une bague de fixation 3 qui est engagée de manière fixe et étanche à l'intérieur de l'ouverture 13 du réservoir 1. La bague de fixation est une pièce creuse symétrique de révolution autour de l'axe X. La bague de fixation 3 reçoit une pompe 4 ayant une entrée communiquant avec le réservoir 1 et une tige d'actionnement 41 déplaçable axialement en va-et-vient. La tige de soupape 41 est coiffée d'une tête de distribution 5 io présentant une conception particulière. En effet, cette tête de distribution 5 comprend non seulement un orifice de distribution 50 formé à l'extrémité supérieure 51 d'un conduit 52, mais encore un étui 53 qui enveloppe la bague de fixation 3 et une partie du réservoir 1. L'extrémité inférieure 54 de l'étui 53 fait saillie vers l'extérieur de manière à pouvoir être saisie par les 15 doigts d'un utilisateur. Cette extrémité 54 définit une ouverture annulaire 55. Pour l'actionnement du distributeur, l'utilisateur saisit l'extrémité inférieure 54 entre l'index et le majeur et appuie à l'aide de son pouce sur le fond 11. Ce distributeur se manipule donc à la manière d'une seringue. On peut remarquer que plusieurs pièces constitutives du distributeur 20 présentent une symétrie axiale de révolution, deux extrémités opposées définissant des ouvertures annulaires et un intérieur creux formant un passage reliant les deux ouvertures annulaires. Ceci est le cas du réservoir 1, de la bague de fixation 3 et de la tête de distribution 5. Selon l'invention, ces pièces peuvent être réalisées avec le procédé de moulage consistant à 25 injecter la matière plastique dans le moule au niveau d'une ouverture annulaire d'une extrémité axiale de ces pièces le long d'une ligne d'injection annulaire. Cette ligne peut par exemple être située au niveau du trou d'évent 12 pour le réservoir 1 et de l'orifice de distribution 50 pour la tête de distribution 5. Il en est de même pour la bague de fixation 3 par exemple au 30 niveau de son extrémité supérieure. On se référera maintenant à la figure 3 pour décrire en détail un mode de réalisation du procédé de moulage de l'invention appliqué à la frette d'habillage 6 de la figure 1. Bien entendu, on peut remplacer la frette d'habillage 6 par n'importe quelle autre pièce symétrique de révolution des distributeurs des figures 1 et 2. La frette d'habillage 6 comprend une section cylindrique 61 définissant une extrémité supérieure sous la forme d'un rabat rentrant de manière à définir une ouverture annulaire supérieure rétrécie 64. La section cylindrique 61 définit également une extrémité inférieure 63 formant une ouverture annulaire inférieure 65. Les deux ouvertures 64 et 65 communiquent à travers un intérieur creux 60. On peut également définir la forme de la frette d'habillage 6 comme étant un tube cylindrique dont io l'extrémité supérieure est rabattue vers l'intérieur. Selon l'invention, la frette d'habillage 6 peut être moulée par injection de matière plastique en fusion au niveau d'une ligne d'injection annulaire L située au niveau de l'ouverture 64 ou 65. Sur la figure 3, la ligne d'injection L est située au niveau de l'ouverture supérieure annulaire 64. Plus précisément, la ligne L est située sur l'arête 15 inférieure intérieure de l'ouverture supérieure annulaire 64. La ligne d'injection annulaire s'étend sur tout le pourtour intérieur de l'ouverture 64. On peut également définir la ligne d'injection annulaire L au niveau de l'arête supérieure de l'ouverture 64. Pour créer cette ligne d'injection annulaire L, le procédé de moulage 20 de l'invention prévoit d'acheminer la matière plastique en fusion à la ligne d'injection annulaire à travers une chambre d'injection D dont la périphérie externe Z est en contact avec la ligne d'injection annulaire L. On peut même remarquer sur la figure 3 que la périphérie externe Z s'amincit en direction de la ligne d'injection L pour définir un amincissement permettant une découpe 25 propre et nette au niveau de l'ouverture 64. La chambre d'injection D présente, dans le mode de réalisation de la figure 3, une configuration plane sous la forme d'un disque. En variante, on peut imaginer une forme conique ou de dôme pour la chambre d'injection D. Avantageusement, la chambre d'injection D est symétrique autour de l'axe X. La chambre d'injection D est 30 alimentée au niveau d'un point d'injection P qui est avantageusement situé sur l'axe X. On peut voir sur la figure 3 qu'une canule d'injection C qui est située sur l'axe X alimente la chambre D au niveau d'un point d'injection P de section très réduite. Ainsi, la matière plastique en fusion provenant de la canule d'injection C pénètre dans la chambre d'injection D au niveau du point d'injection central axial P et se propage de manière radiale et uniforme à l'intérieur de la chambre D de manière à atteindre en même temps la ligne d'injection annulaire L située en périphérie de la chambre. De cette manière, la matière plastique en fusion se propage à l'intérieur de la cavité de moulage de la frette d'habillage 6 de manière homogène, régulière, symétrique sans créer de ligne de jonction. La matière plastique en fusion va atteindre en même temps l'extrémité inférieure 63 de la frette 6. Lorsque la io matière plastique contient des particules solides comme des paillettes ou des nacres, cela garantit une répartition parfaitement homogène des particules sur l'ensemble de la frette d'habillage 6. Il n'y a aucune zone non symétrique présentant une concentration de particules. La frette est extraite du moule en séparant la frette de la chambre 15 d'injection D au niveau de la ligne d'injection L qui définit ainsi la ligne de casse ou de rupture. Le mode de réalisation du procédé de moulage de l'invention qui vient d'être décrit en référence à la frette d'habillage 6 peut également être appliqué sans modification et adaptation au réservoir 1, à la bague de 20 fixation 3, à la tête de distribution 5 et au capot de protection 7. En référence aux figures 4 et 5, on va décrire un second mode de réalisation du procédé de moulage de l'invention. On fait ici référence à un réservoir 1, mais ce second mode de réalisation peut également être appliqué sans aucune difficulté aux autres pièces constitutives des 25 distributeurs des figures 1 et 2 présentant une symétrie de révolution et deux ouvertures annulaires. Le réservoir 1 n'a été représenté que partiellement, à savoir au niveau de son extrémité inférieure ou fond 11. Pour le moulage de l'intérieur du réservoir, on utilise un noyau de moulage N qui est ensuite extrait axialement. Pour le moulage du côté extérieur du fond 11, on utilise 30 une empreinte externe E définissant un canal d'injection central axial C qui s'étend sur l'axe de révolution X. Le canal d'injection C contient une broche d'obturation D qui est déplaçable axialement à l'intérieur du canal. La broche 2957839 i0 B comprend une tête d'obturation et de moulage T présentant une section agrandie correspondant sensiblement à celle du canal C. Ainsi, la tête T peut obturer le canal C en position rétractée comme représenté sur la figure 5. Le produit fluide en fusion à l'intérieur du canal C ne trouve alors aucun passage 5 de sortie. En déplaçant la broche d'obturation B de manière à extraire la tête T du canal C, on définit un passage de sortie annulaire pour le produit fluide autour de la tête de la broche. Ce passage annulaire définit selon l'invention la ligne d'injection annulaire L, comme visible sur la figure 4. En même temps, la tête T vient en contact du noyau N et forme ainsi le trou d'évent 12, io comme visible sur la figure 5. La broche d'obturation B remplit ainsi une double fonction, à savoir celle d'obturation du canal d'injection C et celle de formation du trou d'évent 12. Lorsque la broche B est étendue hors du canal C, sa tête forme un passage pour le produit fluide en fusion qui s'étend sous la forme d'une ligne annulaire. Ce mode de réalisation du procédé de 15 moulage de l'invention peut également être appliqué aux autres pièces des distributeurs des figures 1 et 2. Il est à noter que ce second mode de réalisation ne génère aucune perte de matière plastique, puisque la tête T de la broche B coupe l'alimentation directement au niveau du bord du trou d'évent 12, c'est-à-dire au niveau de la ligne d'injection annulaire L. 20 Bien que la présente invention a été illustrée à l'aide de pièces de révolution, on peut appliquer le procédé de moulage de l'invention à des pièces qui ne sont pas de révolution, et même à des pièces non symétriques. En effet, en contrôlant ou équilibrant les chemins ou volumes de moulage dans la chambre d'injection D afin que la matière plastique en fusion arrive 25 au même moment à tous endroits de la ligne d'injection L. Bien entendu, une telle mise en oeuvre est plus compliquée que pour une pièce de révolution. Grâce au procédé de moulage de l'invention, on peut réaliser des pièces diverses, et en particulier des pièces constitutives de distributeurs de produit fluide, en évitant la formation de lignes de jonction inesthétiques. 25 Revendications1.- Procédé de moulage par injection de matière plastique dans un moule pour réaliser une pièce (1 ; 5 ; 6) qui est creuse de manière traversante, la pièce comprenant deux extrémités (11, 13 ; 51, 54 62, 63) définissant chacune une ouverture annulaire (12, 14 ; 50, 55 ; 64, 65), le procédé comprenant d'injecter la matière plastique dans le moule au niveau d'une ouverture annulaire (12 ; 50 ; 64) d'une extrémité (11 ; 51 ; 62) de la pièce le long d'une ligne d'injection annulaire (L). io 2.- Procédé de moulage selon la revendication 1, dans lequel la pièce (1 ; 5 ; 6) est symétrique selon un axe de révolution (X), de manière à définir deux extrémités axiales (11, 13 ; 51, 54 ; 62, 63). 3.- Procédé de moulage selon la revendication 2, dans lequel la is ligne d'injection annulaire (L) est centrée sur l'axe de révolution (X). 4.- Procédé de moulage selon la revendication 1,, 2 ou 3, dans lequel la matière plastique est acheminée à la ligne d'injection annulaire (L) à travers une chambre d'injection (D) dont la périphérie externe (Z) 20 est en contact de la ligne d'injection annulaire (L). 5.- Procédé de moulage selon les revendications 2 et 4, dans lequel la chambre d'injection (D) est symétrique selon l'axe de révolution (X). 6.- Procédé de moulage selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la chambre d'injection (D) comprend un point d'injection (P) situé sur l'axe de révolution (X). Il 15 7.- Procédé de moulage selon la revendication 1, 2 ou 3, comprenant de déplacer une broche d'obturation (B) dans un canal d'injection (C) de manière à définir un passage de matière plastique entre le canal (C) et la broche (B), ce passage étant annulaire et définissant la ligne d'injection annulaire (L). 8.- Procédé de moulage selon la revendication 7, dans lequel la broche (B) forme l'ouverture annulaire (12) de l'extrémité axiale (11) de la pièce (1) où est située la ligne d'injection annulaire (L). 9.- Procédé de moulage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la matière plastique contient des particules solides du type paillettes ou nacres conférant à la pièce moulée des reflets nacrés et/ou pailletés. 10.- Pièce moulée selon l'une quelconque des revendications précédentes, consistant en une frette d'habillage (6) d'un distributeur de produit fluide. 20 11.- Pièce moulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, consistant en un réservoir de produit fluide (1) d'un distributeur de produit fluide. 12.- Pièce moulée selon la revendication 11, dans lequel le 25 réservoir comprend fût de coulissement (10) et un piston suiveur (2) coulissant dans le fût, l'ouverture (11) du réservoir formant un trou d'évent. 13.- Pièce moulée selon l'une quelconque des revendications 1 à 30 9, consistant en une tête de distribution de produit fluide (5) d'un distributeur de produit fluide.