CH716926A2 - Procédé de décoration d'une pièce en élastomère. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de décoration d'une pièce en matière(s) élastomère, comportant les étapes suivantes : a. se doter (100) d'une ébauche de matière élastomère à l'état cru ou pré-vulcanisé, b. se doter (200) d'une composition de revêtement à l'état liquide comportant un matériau élastomère dissout dans un solvant éthylique, c. appliquer (300) la composition de revêtement à l'état liquide sur au moins une portion de l'ébauche, d. Fixer (400) la composition de revêtement sur l'ébauche par vulcanisation de du matériau élastomère contenu dans la composition de revêtement avec la matière de l'ébauche.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de la fabrication de pièces en matériau élastomère, notamment à base de caoutchouc. Elle concerne, plus particulièrement, un procédé de décoration et/ou de personnalisation d'une pièce en élastomère, notamment pour l'habillage d'articles dans tous domaines industriels, consistant à revêtir une pièce en élastomère à l'aide d'une ou plusieurs compositions de matière(s) élastomère à l'état liquide, le cas échéant de couleurs ou avec des propriétés de luminescence/phosphorescence différentes teintes à des fins décoratives et/ou techniques.

Etat de la technique

[0002] Il est connu depuis plusieurs décennies de fabriquer des pièces et articles en matériau(x) élastomère, notamment à base de caoutchouc, par vulcanisation de compositions élastomères injectées à l'état liquide dans un moule, ou bien par moulage de feuilles de matière(s) élastomères calandrées crues ou partiellement vulcanisées, le cas échéant superposées entre elles ou sur des ébauches partiellement vulcanisées. Ces procédés permettent de réaliser des pièces telles que des pneumatiques, des bracelets de montres, des coques de protection d'objets en tous genres, avec diverses couleurs et textures.

[0003] Toutefois, il n'est pas possible à ce jour de réaliser des décors et textures libres, le cas échéant aléatoires, indépendants d'une forme ou qualité prédéterminées de moules sur des pièces et articles en matière(s) élastomère.

[0004] La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient et de proposer une technique de décoration de pièces élastomères offrant une liberté quasitotale de motifs et/ou couleurs de surface des pièces fabriquées.

Divulgation de l'invention

[0005] Pour atteindre ces buts, l'invention concerne un procédé dont les caractéristiques sont mentionnées dans les revendications.

[0006] L'invention propose ainsi en premier lieu un procédé de décoration d'une pièce en matière(s) élastomère, comportant les étapes suivantes : a. se doter d'une ébauche de matière élastomère à l'état cru ou pré-vulcanisé, b. se doter d'une composition de revêtement à l'état liquide comportant un matériau élastomère dissout dans un solvant éthylique, c. appliquer la composition de revêtement à l'état liquide sur au moins une portion de l'ébauche, d. Fixer la composition de revêtement sur l'ébauche par vulcanisation de du matériau élastomère contenu dans la composition de revêtement avec la matière de l'ébauche.

[0007] Selon une caractéristique du procédé inventif, la composition de revêtement à l'état liquide comporte un dit matériau élastomère et un dit solvant dans des proportions relatives, exprimées en grammes et en millilitres, comprises entre 1 :5 et 1 :15.

[0008] Selon une caractéristique du procédé, la composition de revêtement à l'état liquide comporte en outre au moins un colorant liquide.

[0009] Selon une caractéristique du procédé, la composition de revêtement à l'état liquide comporte en outre au moins un pigment coloré et/ou métallique.

[0010] Selon une caractéristique du procédé, le solvant est un solvant mixte comportant une cétone.

[0011] Selon une caractéristique du procédé, le matériau élastomère dissout dans la composition de revêtement est un élastomère fluoré, notamment de type FKM, ou un élastomère silicone.

[0012] Selon une caractéristique du procédé, l'ébauche de matière élastomère comprend l'un des matériaux suivant : un caoutchouc naturel, un polyisoprène, un copolymère de butadiène et de styrène (connu sou l'abréviation SBR), un polybutadiène, un copolymère d'isobutylène et d'isoprène (connu sous l'abréviation IIR), du polychloroprène, un copolymère d'éthylène et de propylène-diène (connu sous le nom d'EPDM), un copolymère d'éthylène et de propylène (connu sous le nom d'EPM), ou encore un élastomère silicone.

[0013] Selon une caractéristique du procédé, l'étape d) de fixation comporte une vulcanisation par chauffage de l'ébauche revêtue au moins partiellement de la composition de revêtement à une température comprise entre 150°C et 250°C.

[0014] Selon une caractéristique du procédé, l'étape c) d'application de la composition de revêtement s'effectue par étirement au pinceau ou rouleau, par pulvérisation, ou par impression numérique sur une dite au moins une portion de l'ébauche.

[0015] Selon une caractéristique additionnelle du procédé de l'invention, on peut en outre répéter l'étape c) au moins une fois avant l'étape d), afin notamment d'appliquer le cas échéant une pluralité de compositions de revêtement à l'état liquide de couleurs différentes sur l'ébauche avant vulcanisation.

Brève description des dessins

[0016] D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, dans lequel la figure 1 représente schématiquement les différentes étapes du procédé de décoration proposé et la figure 2 une représentation schématique d'une ébauche élastomère décorée selon le procédé de l'invention après les trois premières étapes du procédé de l'invention et avant traitement thermique de réticulation final.

Mode(s) de réalisation de l'invention

[0017] Dans la description qui va suivre, le procédé selon l'invention est appliqué, à titre d'exemple non limitatif, à la décoration d'un article en matériau élastomère, par exemple un caoutchouc de type EPDM, tel un bracelet ou une coque de téléphone portable par exemple.

[0018] Le procédé de l'invention permet avantageusement de procurer une faculté de décoration individuelle, unique, aléatoire ou non (personnalisable), de tout objet en matériau élastomère, plus généralement toute matière polymère thermoplastique réticulable par application de chaleur afin de créer des chaînes polymères tridimensionnelles à partir du polymère de base. La nature et fonction de l'objet décoré sont donc indifférents au procédé de l'invention.

[0019] Selon une forme de réalisation préférée du procédé de l'invention, une première étape 100 consiste à se doter d'une ébauche 10 en matière élastomère destinée à la production d'un article décoré dans ce matériau. L'ébauche peut ainsi avoir sensiblement la forme de la pièce que l'on souhaite obtenir mais pas nécessairement. Cette ébauche 10 est constituée d'une matière élastomère crue ou partiellement réticulée.

[0020] Dans le cadre de l'invention, on entend par matière élastomère crue une matière élastomère non réticulée, et par matière élastomère partiellement vulcanisée, une matière élastomère ayant subie une réticulation partielle par un premier traitement thermique et susceptible d'être totalement réticulée, et le cas échéant fusionnée par réticulation avec une autre matière élastomère crue ou elle-aussi partiellement réticulée, par au moins un second traitement thermique de réticulation.

[0021] Dans le cadre de la présente invention, on entend les termes de „réticulation“ et de „vulcanisation“ comme des synonymes l'un de l'autre, et comme décrivant de manière générale un procédé de traitement thermique d'un matériau polymère élastomère thermoplastique pour créer des ponts moléculaires de formation de chaînes macromoléculaires tridimensionnelles dans la matière polymère.

[0022] Si l'ébauche est formée d'une pluralité de feuilles calandrée de matière élastomère, chaque feuille pourra avoir une épaisseur comprise de préférence entre 0,5 mm et 10 mm, de préférence encore comprise entre 1 mm et 3 mm.

[0023] L'ébauche 10 peut être réalisée à partir d'un ou plusieurs élastomères, notamment pour procurer différentes portions de différentes propriétés mécaniques à l'ébauche une fois décorée comme décrit par la suite. Si les différentes parties sont réalisées avec des élastomères différents, on les choisira de manière à ce que leur nature chimique permette une réticulation entre eux.

[0024] A titre d'exemple, les élastomères utilisés peuvent être choisis parmi les élastomères généraux, tels que du caoutchouc naturel, du polyisoprène, un copolymère de butadiène et de styrène, connu sous l'abréviation SBR, ou encore, du polybutadiène. Les élastomères peuvent également être choisis parmi les élastomères spéciaux, comme par exemple un copolymère d'isobutylène et d'isoprène, connu sous l'abréviation d'IlR, du polychloroprène, un copolymère d'éthylène et de propylèn-diène, connu sous le nom d'EPDM, ou encore un copolymère d'éthylène et de propylène, connu sous le nom d'EPM.

[0025] De préférence, une face de l'ébauche 10 que l'on souhaite décorer selon le procédé de l'invention est crue ou partiellement vulcanisée, notamment au moins à T30 et au plus à T80 avant décoration.

[0026] Dans une deuxième étape 200, on procure une composition de revêtement liquide 20 comportant un matériau élastomère dissout dans un solvant, de manière à former une „peinture“ ou „laque“ réticulable après application sur l'ébauche comme décrit par la suite.

[0027] Selon l'exemple de réalisation présenté, la composition de revêtement 20 est constituée d'un matériau élastomère de type FKM dissout dans un solvant de type Méthyl Ethyl.

[0028] Les proportions de matière élastomère dissoute relativement au solvant pourront être comprises entre 1 :5 et 1 :15 de préférence, en masse de matière exprimée en grammes et pour un volume de solvant en millilitres. En particulier les proportions pourront varier entre ces valeurs ou à l'égal, en fonction du mode de revêtement de la composition sur l'ébauche 10 à l'étape suivante du procédé.

[0029] La composition de revêtement 20 peut également comporter bien entendu un ou plusieurs colorants, par exemple sous la forme de colorant liquide ou de pigments colorés par exemple, afin de procurer des effets esthétiques divers une fois appliqués.

[0030] Dans une troisième étape 300, on vient ensuite appliquer sur au moins une portion de l'ébauche 10 la composition de revêtement 20 selon un motif défini ou non, aléatoire ou non, afin de procurer un effet esthétique sur l'ébauche 10.

[0031] L'application de la composition de revêtement 20 pourra être réalisée de diverses manières selon les préférences et les effets recherchés. On pourra l'appliquer au pinceau ou au rouleau, par pulvérisation, de manière manuelle ou automatique, ou encore par impression.

[0032] Selon les modes d'application, la composition de revêtement 20 aura des proportions relatives de matière élastomère dissoute par rapport au solvant différentes. Ainsi pour une application au pinceau, on pourra dissoudre 50 g d'élastomère FKM dans un volume de 250 ml de solvant et pour une application par pulvérisation on dissoudra la même masse de 50 g de matière élastomère dans un volume plus important, de 750 ml de solvant.

[0033] Bien entendu, on peut effectuer plusieurs opérations de revêtement successives ou simultanées pour produire les motifs de décoration souhaités sur l'ébauche, avec les couleurs et effets souhaités. Il suffit uniquement de procurer autant de compositions de revêtement particulières que de tons de couleurs et/ou effets souhaités.

[0034] Une particularité de l'invention en effet est de permettre une décoration par revêtement d'une ébauche 10 crue ou partiellement vulcanisée par une composition de revêtement 20, telle une peinture, qui soit fixable par réticulation sur cette ébauche en ce que la composition de revêtement comporte elle aussi une matière élastomère, notamment une matière crue dissoute dans le solvant.

[0035] Aussi dans une quatrième et dernière étape, on vient ensuite fixer la ou les composition(s) de revêtement 20 appliquées sur l'ébauche 10 crue ou partiellement vulcanisée par un traitement thermique de vulcanisation / réticulation. Cette dernière étape est essentielle pour évaporer le solvant de la ou des composition(s) de revêtement appliqué préalablement à l'étape 300 et pour adhérer par réticulation les élastomères respectifs de l'ébauche 10 et de revêtement 20.

[0036] Afin de permettre la réticulation de la matière élastomère de l'ébauche 10 et de la ou des composition(s) de revêtement 20 on passe l'ensemble en étuve et/ou moule pendant 90 à 200 secondes, typiquement 150 secondes, à une température comprise entre 160 et 200°C, de préférence entre 165 et 175°C. L'homme du métier pourra adapter les différents paramètres en fonction de l'élastomère mis en oeuvre et des dimensions de la pièce à obtenir. Ces conditions permettent d'obtenir une réticulation optimale de l'ébauche 10 et de l'élastomère contenu dans la ou les composition(s) de revêtement 20 préalablement appliquée(s).

[0037] Le procédé selon l'invention permet ainsi de réaliser diverses pièces en élastomère(s) décorées de manières individuelles, personnalisées, avec des propriétés mécaniques identiques à des pièces séries équivalentes mais selon une variété de rendus inédites.

[0038] On peut ainsi réaliser et appliquer toute couleur, décor, image selon toute géométrie et forme, le cas échéant avec un aléa non-reproductible, sur une ébauche de matière élastomère neutre de base. Les compositions de revêtement utilisées sont appliquées à l'état liquide par tout procédé de revêtement ou dépôt connu mais sont fixables dans la masse de l'ébauche par la réticulation subséquente par traitement thermique, selon les procédés connus de réticulation dans le domaine de la fabrication de caoutchoucs et autres élastomères thermoplastiques notamment.

[0039] Les décors appliqués sont ainsi fondus dans la masse des pièces sans colle ni couture et leur adhésion à la matière de base de l'ébauche est irréversible une fois la réticulation totale réalisée à l'étape d).

[0040] On obtient ainsi des pièces en élastomères décorées uniques, qui par ailleurs lorsque les décors appliqués sont aléatoires, sont non reproductibles.

Claims (10)

1. Procédé de décoration d'une pièce en matière(s) élastomère, comportant les étapes suivantes : a. se doter (100) d'une ébauche (10) de matière élastomère à l'état cru ou pré-vulcanisé, b. se doter (200) d'une composition de revêtement (20) à l'état liquide comportant un matériau élastomère dissout dans un solvant éthylique, c. appliquer (300) la composition de revêtement à l'état liquide sur au moins une portion de l'ébauche, d. fixer (400) la composition de revêtement sur l'ébauche par vulcanisation de du matériau élastomère contenu dans la composition de revêtement avec la matière de l'ébauche.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition de revêtement à l'état liquide comporte un dit matériau élastomère et un dit solvant dans des proportions relatives, exprimées en grammes et en millilitres, comprises entre 1 :5 et 1 :15.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la composition de revêtement à l'état liquide comporte en outre au moins un colorant liquide.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition de revêtement à l'état liquide comporte en outre au moins un pigment coloré et/ou métallique.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le solvant est un solvant mixte comportant une cétone.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau élastomère dissout dans la composition de revêtement est un élastomère fluoré, notamment de type FKM, ou un élastomère silicone.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ébauche de matière élastomère comprend l'un des matériaux suivants : un caoutchouc naturel, un polyisoprène, un copolymère de butadiène et de styrène, un polybutadiène, un copolymère d'isobutylène et d'isoprène, du polychloroprène, un copolymère d'éthylène et de propylène-diène, un copolymère d'éthylène et de propylène, ou encore un élastomère silicone.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d) de fixation comporte une vulcanisation par chauffage de l'ébauche revêtue au moins partiellement de la composition de revêtement à une température comprise entre 150°C et 250°C.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape c) d'application de la composition de revêtement s'effectue par étirement au pinceau ou rouleau, par pulvérisation, ou par impression sur une dite au moins une portion de l'ébauche.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on répète l'étape c) au moins une fois avant l'étape d), afin d'appliquer une pluralité de compositions de revêtement à l'état liquide de couleurs différentes sur l'ébauche avant l'étape d).