CH719091A2 - Objet manufacturé thermochromique et son procédé de réalisation. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un objet manufacturé (10) au moins partiellement fait d'un matériau élastomère, tel que notamment un caoutchouc ou mélange de caoutchoucs, ledit matériau élastomère comportant un composé capable de thermochromisme tel que ledit matériau élastomère présente au moins localement un caractère thermochromique. Elle concerne également un procédé réalisation d'un tel objet, comportant les étapes suivantes : a. se doter d'une préparation de matière élastomère (11) comportant un composé capable de thermochromisme, b. apposer ladite préparation de matière élastomère (11) comportant un composé capable de thermochromisme sur tout ou partie d'un composant de matière élastomère (12) de nature complémentaire, c. mouler la préparation de matière élastomère (11) comportant un composé capable de thermochromisme sur ledit composant (12) de manière à réticuler au moins partiellement ladite préparation sur ledit composant dans un moule de forme idoine pour former ledit une au moins une ébauche dudit objet manufacturé ou une partie de celui-ci comportant une partie thermochromique au moins, d. former un dit objet manufacturé à partir de ladite ébauche obtenue à l'étape c) ou poursuivre l'étape c) jusqu'à ce qu'un dit objet manufacturé soit formé par cette étape c).

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 objet manufacturé au moins partiellement fait de matériau élastomère doté de propriétés de thermochromisme et son procédé de réalisation.

[0002] Un tel objet thermochromique peut notamment être employé pour l'habillage de pièces d'horlogerie mais aussi dans d'autres domaines industriels à des fins décoratives ou fonctionnelles.

Etat de la technique

[0003] Il est connu de fabriquer des pièces telles que des bracelets de montre, en caoutchouc naturel ou synthétique, ou en diverses matières plastiques. Ces bracelets sont généralement réalisés par moulage, le moule comportant éventuellement des structures de moulage permettant de faire apparaître sur le bracelet des éléments graphiques, tels qu'une marque ou un logo, ou encore des reliefs décoratifs particuliers. Seul le relief permet de discerner la forme ou l'inscription, sans utilisation d'aucune couleur.

[0004] On peut également réaliser de ces mêmes matières toutes sortes de pièces d'habillage, aussi bien pour des montres (cadrans, carrures) que d'autres applications.

[0005] On connaît déjà des bracelets plastiques ou thermoplastiques multicolores, présentant ou non des reliefs ou motifs colorés notamment. Les différentes portions colorées peuvent être obtenues selon diverses techniques, notamment par revêtement coloré ou par enlèvement de matière localisée sur une pièce formée préalablement par moulage d'un sandwich de plusieurs couches de matière élastomère calandrée, dont au moins une couche intermédiaire est d'une couleur différente d'une couche supérieure.

[0006] On ne connaît toutefois pas à ce jour de pièces en élastomère présentant des propriétés de thermochromisme, que ce soit à des fins décoratives ou fonctionnelles.

Divulgation de l'invention

[0007] La présente invention propose ainsi selon un premier aspect un objet manufacturé comportant un matériau élastomère à caractère thermochromique ainsi que, dans un second aspect, son procédé de fabrication.

[0008] L'objet manufacturé selon la présente invention est au moins partiellement fait d'un matériau élastomère, tel que notamment un caoutchouc ou un mélange de caoutchoucs. Ce matériau élastomère comporte un composé capable de thermochromisme tel que ledit matériau élastomère présente au moins localement un caractère thermochromique.

[0009] En d'autres termes, l'objet manufacturé selon la présente invention est tel qu'il présente, au moins là où celui-ci est formé de matériau élastomère, au moins certaines zones ou sections dans le matériau élastomère qui présente un caractère thermochromique.

[0010] Au sens utilisé ici et dans les revendications annexées, le terme „thermochromique“ s'entend selon son assertion classique et désigne la capacité d'une substance ou d'un objet de changer de teinte de façon réversible en fonction de sa température. Dans la phrase précédente, l'expression „changer de teinte“ doit s'entendre au sens large, notamment en ce qu'elle couvre un changement de couleur aussi bien qu'un passage d'un état incolore à un état coloré.

[0011] Selon l'invention, le caractère thermochromique de l'objet manufacturé de l'invention résulte de l'intégration dans la masse de matériau élastomère d'un composé capable de thermochromisme. Ce composé peut notamment être un pigment thermochromique, également appelé pigment thermochrome.

[0012] Selon un mode de réalisation, le matériau élastomère comporte au plus 80% en poids de composé capable de thermochromisme. La concentration du composé thermochromique dans le matériau élastomère pourra être adaptée dans de larges mesures par l'Homme du métier en fonction de l'intensité de thermochromisme souhaitée pour le produit manufacturé ainsi que des propriétés mécaniques du matériau élastomère souhaité, notamment ses propriétés de vulcanisation et de résistance à l'abrasion et/ou la rupture.

[0013] Selon un mode de réalisation, le composé capable de thermochromisme est réparti de manière homogène dans la masse de matériau élastomère.

[0014] Alternativement, le composé capable de thermochromisme est localisé ou concentré de manière discrète, c'est à dire localement dans certaines zones exclusives telles que des lignes, points ou surfaces du matériau élastomère, que ce soit en surface ou dans une section d'épaisseur du matériau élastomère, de manière à procurer un caractère localement thermochromique au matériau élastomère.

[0015] De préférence, le composé capable de thermochromisme change de teinte à une température comprise entre 0°C et 80°C. De manière plus préférée, le composé capable de thermochromisme change de teinte à une température comprise entre 25°C et 65°C.

[0016] Selon un second aspect, l'invention propose également un procédé de réalisation d'un objet manufacturé tel que précédemment défini, ce procédé comportant les étapes suivantes : a. se doter d'une préparation de matière élastomère comportant un composé capable de thermochromisme, b. apposer ladite préparation de matière élastomère comportant un composé capable de thermochromisme sur tout ou partie d'un composant de matière élastomère de nature complémentaire, c. mouler la préparation de matière élastomère comportant un composé capable de thermochromisme sur ledit composant de manière à réticuler au moins partiellement ladite préparation sur ledit composant dans un moule de forme idoine pour former au moins une ébauche dudit objet manufacturé ou d'une partie de celui-ci comportant une partie thermochromique au moins, d. former ledit objet manufacturé à partir de ladite ébauche ou poursuivre l'étape c) jusqu'à ce qu'un dit objet manufacturé soit formé par cette étape c).

[0017] Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, ladite préparation est apposée sous forme liquide ou d'une feuille calandrée sur une face dudit composant.

[0018] Selon un mode de réalisation, ledit composant revêtu de la préparation de matière élastomère comportant un composé capable de thermochromisme moulée est partiellement réticulé après moulage.

[0019] Selon un mode de réalisation, l'étape d) comporte une étape de surmoulage de ladite ébauche sur ou par une pièce de matériau élastomère de nature complémentaire également partiellement réticulée de manière à les assembler par réticulation totale l'une sur l'autre pour former ledit objet manufacturé.

[0020] Une fois ledit objet manufacturé obtenu, on peut soumettre celui-ci à une ou plusieurs opérations de finition destinées à délimiter la partie thermochromique sur une surface dudit objet. En particulier, on pourra procéder à une opération d'enlèvement de matière. Cet enlèvement de matière peut notamment consister en une opération d'ébavurage au moins, qui peut être mécanique à l'aide d'un outil manuel ou automatique ou encore physique, notamment par chauffage à l'aide d'un faisceau laser, de manière à bien délimiter des lignes, bandes ou formes constituant la partie thermochromique par rapport au reste de l'objet manufacturé ou à faire ressortir celles-ci dans la masse de l'objet. Ceci permet d'augmenter la distinction entre les parties non thermochromiques constituées de matière élastomère dépourvu de composé thermochromique et les parties thermochromiques.

[0021] Selon un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, la partie thermochromique de l'objet recouvre ou forme tout ou partie d'un relief sur la pièce de matériau élastomère moulée.

[0022] Selon un mode de réalisation du procédé, le composant de matière élastomère sur lequel est apposée la préparation comportant un composé capable de thermochromisme comprend une ou plusieurs feuilles de matière élastomère calandrée au moins partiellement vulcanisées.

[0023] Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, la matière élastomère de la préparation et/ou du composant sur lequel elle est apposée est un fluoroélastomère (de préférence un FKM, c'est-à-dire un fluoroélastomère fabriqué à partir de fluorure de vinylidène).

[0024] Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, le composé thermochromique de la préparation est un pigment thermochromique (encore appelé pigment thermochrome). Un tel pigment pourra notamment être intégré dans la préparation en concentration d'au plus 80% en poids de composé capable de thermochromisme.

Brève description des dessins

[0025] 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 de manière synthétique les étapes d'un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l'invention et la figure 2 représente un objet manufacturé selon un mode de réalisation de l'invention, obtenu selon ce procédé.

Mode(s) de réalisation de l'invention

[0026] Dans la description qui va suivre, un mode de réalisation de l'invention sera décrit, à titre d'exemple non limitatif, en relation avec la réalisation d'un objet manufacturé 10 tel qu'un brin de bracelet de montre, un cadran ou encore un élément d'habillage de boite de montre en matériau élastomère, notamment en caoutchouc, comportant dans sa masse ou sur une surface au moins un composé thermochromique.

[0027] L'invention n'est cependant pas limitée à ce pigment unique mais s'applique de manière générale à l'intégration d'un composé quelconque capable de thermochromisme dans un objet manufacturé en matériau élastomère afin de conférer à celui-ci des propriétés de thermochromisme.

[0028] L'objet manufacturé 10 de l'invention est fait au moins partiellement de matériau élastomère et dont au moins une partie présente un caractère thermochromique.

[0029] On entend ainsi que tout ou partie de l'objet manufacturé 10 peut être fait dudit matériau élastomère, et tout ou partie de ce matériau élastomère peut comporter un pigment lui conférant ses propriétés de thermochromisme. L'objet manufacturé 10 peut ainsi comporter sur une surface ou dans une section une ou plusieurs zones discrètes telles que des lignes, points ou surfaces dans lesquelles un dit pigment thermochromique procure un caractère localement thermochromique à l'objet.

[0030] L'objet manufacture 10 peut également être fait intégralement de matériau élastomère au sein duquel ledit pigment thermochromique est intégré et réparti de manière homogène dans toute la masse et sur toute la surface de l'objet tel que l'objet manufacturé 10 dans son intégralité présente un caractère thermochromique.

[0031] A titre d'exemple et de manière préférée, l'élastomère utilisé pour réaliser tout ou partie de l'objet manufacturé 10 peut être un fluoroélastomère (par exemple un FKM). Même si un fluoroélastomère est préféré, un autre élastomère peut également être utilisé. Toujours à titre d'exemple, le ou les élastomères utilisés pour réaliser tout ou partie de l'objet manufacturé 10 de l'invention 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. Le ou 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'IIR, 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.

[0032] Ledit objet manufacturé pourra notamment être fait d'une ou plusieurs feuilles de matière élastomère calandrée telle que précédemment défini. Les feuilles de matière calandrée peuvent être assemblée les unes sur les autres par vulcanisation, de manière classique en soit pour la fabrication de pièces en élastomère. Chaque feuille de matière calandrée faisant partie de l'ébauche pourra notamment être d'une épaisseur comprise de préférence entre 0,5 mm et 10 mm, de préférence encore comprise entre 0,8 mm et 3,0 mm.

[0033] Bien entendu, dans un même objet manufacturé 10, on peut intégrer plusieurs types différents de pigment thermochromique, que ce soit en mélange ou bien selon des positionnements discrets distincts au sein du matériau élastomère constitutif de l'objet afin de procurer différentes zones thermochromiques de teintes distinctes et/ou de comportements distincts dans l'objet. Par exemple, des pigments d'un premier type changeant de teinte à une première température et des pigments d'un deuxième type changeant de teinte à une deuxième température peuvent être présents dans le même objet manufacturé 10. La première température peut être égale à la deuxième température ou elle peut être différente de cette deuxième température. Dans l'un et l'autre cas, la teinte des pigments du premier type à une température inférieure à la première température et la teinte des pigments du deuxième type à une température inférieure à la deuxième température peuvent être différentes ou sensiblement identiques, et/ou la teinte des pigments du premier type à une température supérieure à la première température et la teinte des pigments du deuxième type à une température supérieure à la deuxième température peuvent être différentes ou sensiblement identiques.

[0034] Un ou plusieurs pigments non thermochromiques peuvent également être incorporés dans la matière élastomère de l'objet manufacturé 10. Un pigment non thermochromique peut être présent dans seulement une ou plusieurs régions localisées de la matière élastomère. Un pigment non thermochromique peut également être présent dans l'ensemble de la matière élastomère. On peut prévoir que, dans la matière élastomère, il existe à la fois un premier type de région où le pigment thermochromique et le pigment non thermochromique sont tous deux présents, et un deuxième type de région où seulement l'un de ces deux pigments est présent. De la sorte, on peut obtenir que les effets du thermochromisme sur le même objet manufacturé 10 soient variés plutôt qu'uniformes.

[0035] L'objet manufacturé 10 selon un mode de réalisation de l'invention peut avantageusement être obtenu par la mise en oeuvre du procédé suivant.

[0036] Une première étape 1 consiste tout d'abord à se doter d'une préparation 11 de matière élastomère dans laquelle est intégré un dit pigment thermochromique. La préparation de matière élastomère 11 est essentiellement constituée dans un premier temps d'une base de matériau élastomère, par exemple de fluoroélastomère (par exemple un FKM), de caoutchouc naturel, d'EPDM ou d'EPM, dans laquelle on mélange entre 1 % et 60% en poids de pigment thermochromique, de préférence entre 5% et 50% en poids de pigment thermochromique selon l'intensité de thermochromisme que l'on souhaite donner à l'objet manufacturé fabriqué. On mélange le pigment et la pâte élastomère de manière à obtenir un mélange homogène dans lequel le pigment est uniformément reparti de préférence.

[0037] On réserve ensuite cette préparation 11, sous forme liquide ou encore de feuilles calandrées crue de cette préparation élastomère, destinées à la réalisation d'ensembles vulcanisés avec d'autres composants de matière élastomère 12, identiques ou de nature complémentaire afin de pouvoir être réticulés ensemble.

[0038] Dans un second temps, on appose ensuite dans une seconde étape 2 la préparation 11 sur tout ou partie d'un composant 12 de matière élastomère de nature complémentaire, formé par exemple de matière élastomère calandrée. Cette apposition peut consister à disposer une feuille crue de préparation 11, ou des bandes de feuilles crues, on encore des lignes, points ou formes découpées dans une feuille crue de préparation 11 sur une surface du composant 12 pour former un relief de surface thermochromique sur le composant ou entre deux feuilles de matière calandrée afin de former un sandwich dont une couche intermédiaire sera thermochromique une fois le sandwich vulcanisé dans une troisième étape.

[0039] Une fois la préparation apposée sur le composant, on procède dans une troisième étape 3 au moulage de la préparation de matière élastomère 11 comportant un composé capable de thermochromisme avec le composant 12 de manière à réticuler au moins partiellement ladite préparation sur ledit composant dans un moule 13 de forme idoine pour former une ébauche dudit objet manufacturé 10 ou une partie de celui-ci comportant une partie thermochromique au moins.

[0040] De façon préférée, l'ébauche ainsi formée présente au moins sensiblement la forme de l'objet manufacturé 10 que l'on souhaite obtenir. Cette ébauche peut être l'objet 10 final, auquel seule une opération de finition facultative 4 telle un enlèvement de matière peut être appliqué en sus pour ébavurer l'ébauche après moulage et/ou délimiter proprement les zones thermochromiques de l'objet 10 de celles non thermochromiques. Cet enlèvement de matière peut notamment consister en une opération d'ébavurage au moins, qui peut être mécanique à l'aide d'un outil manuel ou automatique ou encore physique, notamment par chauffage à l'aide d'un faisceau laser, de manière à bien délimiter des lignes, bandes ou formes constituant la partie thermochromique par rapport au reste de l'objet manufacturé ou à faire ressortir celles-ci dans la masse de l'objet. Ceci permet d'augmenter la distinction entre les parties non thermochromiques constituées de matière élastomère dépourvu de composé thermochromique et les parties thermochromiques.

[0041] Lorsque la préparation 11 a été introduite en sandwich entre deux feuilles de matière élastomère non thermochromique on peut notamment par abrasion laser dessiner toute forme, logo, écriture, représentation graphique de son choix dans la masse de l'ébauche afin de faire apparaitre dans celle-ci en creux les zones thermochromiques sous-jacentes à une couche de surface non-thermochromique. On obtient ainsi un objet manufacturé 10 „mystérieux“, qui projettera une dite forme thermochromique comme changeant de couleur dans sa masse après que l'objet aura été soumis à un changement de température.

[0042] Si la préparation 11 a été apposée en surface d'un composant de couleur différente, celle-ci formera ensuite après moulage un élément de relief thermochromique sur la surface de l'ébauche, dont le relief sera exacerbé après que l'objet aura été soumis à un changement de température, en particulier si le composé capable de thermochromisme est tel que l'une de ses deux teintes alternatives est l'incolore.

[0043] Cette opération de moulage permet de procurer sur une face de l'ébauche une forme en relief, par exemple d'une forme géométrique, feuillure, un logo, une icône, un nom ou autre forme quelconque que l'on souhaite rendre apparent par contraste de couleur sur une face du brin de bracelet à réaliser à partir de l'ébauche 10.

[0044] Dans le cadre de la présente invention, on entend par forme en relief toute forme régulière ou non, résultant d'une creusure ou d'une saillie conférant une variation d'épaisseur localisée, de préférence de l'ordre de 1 à 5 mm au plus, sur une face de l'ébauche et s'étendant suivant un ou plusieurs segments de droites ou de courbes. La forme en relief pourra être réalisée localement de manière singulière sur la face de l'ébauche, ou bien de manière répétée à différentes positions de celle-ci.

[0045] L'ébauche peut également être un composant intermédiaire destiné à être surmoulé ensuite par réticulation totale avec un ou plusieurs autres composants élastomères selon des procédés de moulage classique pour réaliser l'objet manufacturé 10 final.

[0046] Si la préparation est appliquée sous forme liquide, pulvérisée ou non, sur le composant 12, on peut avantageusement revêtir tout ou partie de reliefs préalablement réalisés selon des procédés de moulage classiques de composants élastomères 12 pour ne réaliser lors du moulage que la vulcanisation finale et donc l'adhérence de la matière élastomère de la préparation sur le composant 12. On peut ainsi revêtir un relief dans son intégralité ou bien uniquement certaines portions de celui-ci telles que des flancs ou faces planes ou non, des nervures ou lamages, sur lesquels on souhaite appliquer un revêtement thermochromique de manière à procurer un effet thermochromique très localisé, comme après une abrasion de matière tel que précédemment présenté, entre le relief et le reste de l'ébauche formant la majeure partie de l'objet manufacturé 10.

[0047] Les paramètres de moulage de la préparation 11 sur le composant 12 pour en obtenir l'assemblage par vulcanisation plus ou moins partielle sont communs aux procédés de moulage de matières élastomères entre elles tels que connus de l'homme du métier, qui pourra adapter les différents paramètres en fonction de l'élastomère mis en oeuvre et des dimensions du ou des objets manufacturés 10 à obtenir.

[0048] Le procédé selon l'invention peut également être utilisé pour réaliser divers objet manufacturés 10 en élastomère telles que des bracelets, des inserts ou autres comme par exemple des parties de fonds de boites de montre ou toutes autres pièces pouvant être réalisées en élastomères et sur lesquelles il peut être intéressant d'apposer un élément décoratif thermochromique.

Claims (15)

1. Objet manufacturé (10) au moins partiellement fait d'un matériau élastomère, tel que notamment un caoutchouc ou mélange de caoutchoucs, caractérisé en ce que ledit matériau élastomère comporte un composé capable de thermochromisme tel que ledit matériau élastomère présente au moins localement un caractère thermochromique.

2. Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau élastomère comporte un pigment thermochromique.

3. Objet manufacturé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau élastomère comporte au plus 80% en poids de composé capable de thermochromisme.

4. Objet manufacturé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le composé capable de thermochromisme est réparti de manière homogène dans la masse dudit matériau élastomère.

5. Objet manufacturé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le composé capable de thermochromisme est localisé dans des zones discrètes telles que des lignes, points ou surfaces de manière à procurer un caractère localement thermochromique au matériau élastomère.

6. Objet manufacturé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le que le matériau élastomère est un fluoroélastomère.

7. Procédé de réalisation d'un objet manufacturé selon l'une des revendications 1 à 6, ce procédé comportant les étapes suivantes : a. se doter d'une préparation de matière élastomère (11) comportant un composé capable de thermochromisme, b. apposer ladite préparation de matière élastomère (11) comportant un composé capable de thermochromisme sur tout ou partie d'un composant de matière élastomère (12) de nature complémentaire, c. mouler la préparation de matière élastomère (11) comportant un composé capable de thermochromisme sur ledit composant (12) de manière à réticuler au moins partiellement ladite préparation (11) sur ledit composant (12) dans un moule de forme idoine pour former au moins une ébauche dudit objet manufacturé ou d'une partie de celui-ci comportant une partie thermochromique au moins, d. former un dit objet manufacturé à partir de ladite ébauche obtenue à l'étape c) ou poursuivre l'étape c) jusqu'à ce qu'un dit objet manufacturé soit formé par cette étape c).

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite préparation est apposée sous forme liquide ou d'une feuille calandrée sur une face dudit composant.

9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit composant revêtu de la préparation est partiellement réticulé après moulage.

10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'étape d) comporte une étape de surmoulage de ladite ébauche sur ou par une pièce de matériau élastomère de nature complémentaire également partiellement réticulée de manière à les assembler par réticulation totale l'une sur l'autre pour former ledit objet manufacturé.

11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que l'on procède à une opération d'enlèvement de matière postérieure à la formation de l'ébauche.

12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la partie thermochromique de l'objet recouvre ou forme tout ou partie d'un relief sur la pièce de matériau élastomère moulée.

13. Procédé selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que le composant de matière élastomère sur lequel est apposée la préparation comportant un composé capable de thermochromisme comprend une ou plusieurs feuilles de matière élastomère calandrée au moins partiellement vulcanisées.

14. Procédé selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que la matière élastomère de la préparation et/ou du composant sur lequel elle est apposée est un fluoroélastomère.

15. Procédé selon l'une des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que le composé thermochromique de la préparation est un pigment thermochromique.