FR2997338A1 - Procede d'injection de pieces minces en plastique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'injection d'une pièce en matière plastique au moyen d'une unité d'injection (10), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - on réalise un mélange comprenant des granulés d'un polymère thermoplastique et des granulés d'un peroxyde, le mélange comprenant entre 0,5 et 10 % en poids de peroxyde ; - on introduit le mélange dans l'entrée (16) de l'unité d'injection (10) de matière plastique ; -on entraîne le mélange dans l'unité d'injection (10), tout en élevant progressivement la température du mélange lors de son déplacement dans l'unité d'injection (10 ; - on injecte, à travers la sortie (18) de l'unité d'injection (10), le mélange dans le moule (20).

Description

- 1 - Procédé d'injection de pièces minces en plastique La présente invention concerne le domaine de l'injection de matière plastique, notamment pour fabriquer une pièce en matière plastique pour un dispositif optique pour véhicule automobile.
On connaît de l'état de la technique une unité d'injection de matière plastique comportant un fourreau comprenant une entrée et une sortie de matière ainsi qu'une vis-piston logée dans le fourreau. Cette vis, de type sans fin, sert à mélanger et à entraîner la matière plastique de l'entrée vers la sortie de matière puis à injecter la matière dans un moule.
La matière plastique est introduite dans l'unité d'injection sous forme de granulés de matière plastique. On entend par granulés des éléments dont la taille est supérieure à environ 0,5 mm, de préférence supérieure à 1 mm, encore plus préférentiellement égale à environ 2 mm. On peut également introduire dans cette unité des additifs, tels que des colorants, des plastifiants, etc. Or, de plus en plus, on cherche à réduire la quantité de matière plastique utilisée pour produire une pièce donnée et ce, afin de réduire les coûts de production et le poids de la pièce, tout en conservant de bonnes propriétés mécaniques de la pièce.
Toutefois, lorsque l'on désire réduire l'épaisseur des parois de la pièce, il est nécessaire que les cavités des moules dans lesquels la matière est injectée soient plus mince. Or ces cavités plus minces offrent plus de résistance à l'écoulement de la matière plastique fondue. Ceci va requérir des pressions d'injection plus importantes, ce qui nécessite des unités d'injection plus puissantes et souvent plus volumineuses. Pour éviter d'augmenter la pression pour une unité d'injection donnée, on peut diminuer la viscosité de la matière plastique injectée. Cependant, cette diminution de viscosité lors de l'injection se fait souvent au détriment des propriétés mécaniques de la pièce une fois refroidie.
Il peut être envisagé de réaliser une injection multipoints de la matière plastique dans le moule sans modifier la viscosité de la matière plastique injectée. Cependant, cette solution peut conduire à la formation de lignes dites de recollement qui peuvent fragiliser la pièce. De plus, ces lignes de recollement ne sont souvent esthétiquement pas acceptables.
L'invention a pour but de proposer un procédé d'injection d'une pièce en matière plastique permettant de réaliser une pièce en matière plastique dont l'épaisseur de - 2 - la paroi est réduite et qui conserve de bonnes propriétés mécaniques. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'injection d'une pièce en matière plastique au moyen d'une unité d'injection comportant une entrée de matière, une sortie de matière vers un moule et des moyens d'entraînement de la matière entre l'entrée et la sortie de matière, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - on réalise un mélange comprenant des granulés d'un polymère thermoplastique et des granulés d'un peroxyde, le mélange comprenant entre 0,5 et 10 % en poids de peroxyde ; - on introduit le mélange dans l'entrée de l'unité d'injection de matière plastique ; - on entraîne le mélange dans l'unité d'injection, tout en élevant progressivement la température du mélange lors de son déplacement dans l'unité d'injection, la progression de température étant telle qu'au moins 90 % en poids du peroxyde est décomposé avant la sortie du mélange de l'unité d'injection ; - on injecte, à travers la sortie de l'unité d'injection, le mélange dans le moule. Grâce au procédé de l'invention, on fait réagir le peroxyde et la matière plastique introduits sous forme de granulés dans l'unité d'injection. En appliquant une élévation progressive de la température du mélange lors de son déplacement dans l'unité d'injection, on crée, au sein de l'unité d'injection, un gradient de température entre l'entrée et la sortie de l'unité ; on parle également d'un profil de température ou de chauffe. Dans le cas présent, entre l'entrée et la sortie de l'unité d'injection, le profil de température est croissant. La température en début de profil de chauffe est choisie de manière à permettre l'initiation de la réaction entre le peroxyde et la matière plastique au plus tôt dans l'unité d'injection afin de générer les réactions et les effets de répartition du mélange hétérogène au plus tôt dans les moyens d'entraînement de l'unité d'injection, par exemple les filets d'une vis sans fin. Or, au vu de la quantité de peroxyde présente dans le mélange, de la taille des granulés et du profil de température, le mélange obtenu dans l'unité d'injection est physiquement hétérogène, c'est-à-dire que toute la matière plastique ne réagit pas avec le peroxyde : seules les zones de contact directes entre le peroxyde et la matière plastique permettant les réactions entre les deux composés. Il reste donc, à la sortie de l'unité d'injection, une fraction de la matière plastique qui n'a jamais été en contact avec le peroxyde. La fraction de matière plastique qui réagit avec le peroxyde et la fraction de matière plastique qui n'a jamais été en contact avec le peroxyde ont donc des propriétés physiques différentes. - 3 - L'unité d'injection est généralement divisée en trois zones successives : une zone d'alimentation proche de l'entrée de matière, une zone de compression et une zone d'homogénéisation proche de la sortie de matière. Dans la zone d'alimentation, il se forme une phase plus fluide présente en faible volume dans le mélange. Cette phase plus fluide, est formée principalement par la matière plastique et le peroxyde ayant réagi en surface avec la matière plastique des granulés en cassant les chaînes de polymères, par exemple par le milieu de la chaîne polymérique, notamment par des réactions de type scission p. Cette phase est plus fluide que la phase formée par la matière plastique n'ayant pas réagi avec le peroxyde. Par la suite, l'entrainement, aussi appelé convoyage, et le brassage du mélange le long de la vis entraîne un étalement par cisaillement de la phase plus fluide ainsi qu'une répartition du peroxyde n'ayant pas encore réagi avec la matière plastique. Ainsi, le peroxyde n'ayant pas réagi va entrer en contact avec davantage de matière plastique et réagir avec ce dernier, accroissant le volume de phase plus fluide. Dans le même temps, cette phase plus fluide tend à enrober la matière plastique n'ayant pas encore été en contact avec le peroxyde. La réaction du peroxyde avec une partie de la matière plastique réduit la viscosité du mélange en formant, entre les granulés de plastique, un film dont la viscosité est inférieure à la viscosité de la matière plastique. Ce film correspond à la phase plus fluide. Ce film va jouer un rôle de lubrifiant dans le moule lors de l'injection du mélange dans le moule. Le mélange peut donc être injecté dans un moule pour former une pièce d'épaisseur réduite, par exemple inférieure à 2 mm, sans qu'il ne soit nécessaire d'exercer une pression très élevée lors de l'injection du mélange dans le moule. En outre, le mélange étant plus fluide, il peut remplir plus facilement la cavité du moule. Cependant, comme toute la matière plastique ne réagit pas avec le peroxyde, la pièce injectée conserve des propriétés mécaniques proches, voire identiques, de celles d'une pièce sans ajout de peroxyde.
En effet, grâce à l'hétérogénéité du mélange, les propriétés mécaniques du mélange refroidi ne sont pas dégradées proportionnellement à la diminution de viscosité, comme dans des mélanges homogènes. Après injection, lors du refroidissement de la pièce en matière plastique, le peroxyde décomposé continue de réagir avec les chaînes de polymère et forme une réticulation entre les chaînes, ce qui permet également d'améliorer les propriétés mécaniques de la pièce une fois refroidie. Ainsi, en allant à l'encontre de ce qui est généralement pratiqué dans le - 4 - domaine de l'injection de matière plastique, c'est-à-dire la recherche de mélanges les plus homogènes possible, le procédé de l'invention permet de fabriquer, dans une unité d'injection standard, une pièce en matière plastique de faible épaisseur dont les propriétés mécaniques après injection et refroidissement sont peu ou pas dégradées et qui présente un aspect de surface homogène. Le procédé d'injection peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - La taille des granulés de matière plastique et de peroxyde sont similaires. On réduit ainsi des phénomènes de séparation des deux composés qui pourraient avoir lieu en présence de granulés de tailles différentes. De plus, on préserve la distribution du mélange sans avoir de ségrégation due à la gravité ou aux forces électrostatiques entre les granulés de différente nature. - La taille des granulés est supérieure à 0,5 mm, de préférence supérieure à 1 mm, encore plus préférentiellement égale à environ 2 mm. On peut donc utiliser des granulés de taille standard pour l'injection de matière plastique. Ce procédé n'engendre donc pas de coûts supplémentaires liés à des granulés de taille particulière. - Le mélange comprend entre 0,5 et 5 % en poids de peroxyde. On favorise ainsi davantage l'abaissement de la viscosité du mélange et conjointement la conservation des propriétés mécaniques du polymère. - Les moyens d'entraînement du mélange dans l'unité d'injection comprennent une vis sans fin. On utilise ainsi une unité d'injection standard comprenant des moyens d'entraînement simples et efficaces. Ces moyens d'entraînement du mélange sont également des moyens de brassage du mélange dans l'unité d'injection. - Au moins 95 % en poids du peroxyde est décomposé avant la sortie du mélange de l'unité d'injection, préférentiellement au moins 98 % en poids. Le rendement du procédé est ainsi amélioré et la quantité de peroxyde peut-être avantageusement réduite. La réaction entre le peroxyde et la matière plastique est donc bien initiée dans l'unité d'injection. - L'unité d'injection comporte au moins deux colliers de chauffe destinés à réchauffer le mélange contenu dans l'unité d'injection, entre le premier collier de chauffe disposé à proximité de l'entrée de matière plastique dans l'unité d'injection et la sortie de matière plastique de l'unité d'injection, l'élévation de température est comprise entre 20 et 60°C. Par exemple, le profil de température appliqué par les colliers de chauffe de l'unité d'injection est un profil de température croissant allant de 200°C à 225°C. Grâce à cette - 5 - élévation de température, on obtient un mélange hétérogène dans l'unité d'injection. - L'intervalle de temps entre l'entrée et la sortie du mélange dans l'unité d'injection est inférieur à 15 minutes, de préférence inférieur à 10 minutes. Le peroxyde peut se décomposer et réagir avec la matière plastique pour réduire la viscosité du mélange dans l'unité d'injection. - La matière plastique est choisie parmi le polypropylène, le polyéthylène, le polyéthylène téréphtalate et le polybutylène téréphtalate. Ces matières plastiques sont d'usage courant, notamment pour la fabrication de pièces pour véhicule automobile. - Le peroxyde est choisi parmi les peroxydes dont la température de demi-décomposition à 10 heures est égale ou supérieure à 90°C, préférentiellement égale ou supérieure à 110°C. Les températures de demi-décomposition à 10 heures sont choisies en fonction de la matière plastique utilisée. Parmi les peroxydes dont la température de demi-décomposition est supérieure à 90°C, on peut citer les peroxyesters de tert-alkyle, les peroxykétals de di-(tert-alkyle) et les peroxydes de di-tert-alkyle. On entend par température de demi-décomposition à 10 heures, la température à laquelle, 50% du peroxyde est décomposé après 10 heures. - Le mélange comprend également un renfort de la matière plastique, par exemple du talc ou des fibres de verre. Le renfort permet d'augmenter les propriétés mécaniques de la pièce moulée. L'invention a également pour objet une pièce en matière plastique obtenue par moulage par injection, présentant, à l'échelle micrométrique, au moins deux phases, une première phase étant répartie dans la pièce sous forme de grains, une phase de jonction enrobant et joignant les grains de la première phase. Selon une réalisation de l'invention, la phase de jonction présente une réticulation. Au sens de l'invention, il est considéré que la phase de jonction présente une réticulation, car la réticulation de cette phase est supérieure à celle d'un polymère n'ayant pas réagit avec le peroxyde. Dans un exemple avantageux cette réticulation forme un réseau continu dans toute la phase de jonction. Selon une réalisation de la pièce en matière plastique selon l'invention, la phase de jonction présentant une réticulation tel qu'exposé dans le paragraphe précédent, certaines chaînes réticulées de la phase de jonction forment une interphase entre la phase de jonction et la première phase, ces chaînes-ci étant reliées aux chaines polymériques de ladite première phase. - 6 - On entend par « échelle micrométrique » des dimensions inférieures au millimètre, de préférence de l'ordre de plusieurs centaines de pm, voire de quelques dizaines de pm. La microstructure de la pièce en matière plastique peut notamment être observée à l'aide d'un microscope à force atomique, appelé AFM conformément au sigle anglais pour « Atomic Force Microscope » en mode « tapping », c'est-à-dire en mode de modulation d'amplitude dans lequel on fait vibrer le levier à sa fréquence propre de résonance avec une certaine amplitude. Lorsque la pointe montée au bout du levier interagit avec la surface de la pièce, son amplitude est modifiée. La modification de l'amplitude est une image de l'élasticité du matériau. On peut donc obtenir une représentation en deux dimensions de la nature des matériaux présents dans la pièce étudiée. La pièce peut être obtenue par un procédé tel que défini précédemment. Selon des réalisations de l'invention, la pièce selon l'invention peut être une pièce de véhicule automobile, notamment une pièce de dispositif lumineux de véhicule automobile, notamment un dispositif d'éclairage de la route, un dispositif de signalisation ou un dispositif d'éclairage intérieur ; le dispositif d'éclairage de la route peut être un projecteur de véhicule , encore appelé phare de véhicule ; le dispositif de signalisation peut être un feu de signalisation arrière, notamment un feu de signalisation arrière réalisant une fonction de feu stop, de feu de position, d'indicateur de direction et/ou de recul, ou encore un feu de signalisation arrière réalisant une fonction de feu stop surélevé ; le dispositif d'éclairage intérieur peut-être notamment un plafonnier ou encore une applique latérale, pour éclairer l'habitacle du véhicule automobile.
Dans un mode de réalisation, cette pièce de dispositif lumineux de véhicule automobile est un masque ou un boîtier de ce dispositif lumineux de véhicule automobile, en particulier un masque ou un boîtier de projecteur ou de feu arrière de véhicule. La pièce selon l'invention est particulièrement avantageuse dans le cadre de parois de grandes surfaces, car les parois peuvent être plus minces pour une solidité équivalente à des pièces classiques. Par conséquent, on obtient des gains de poids et de matière encore plus significatifs sur ces parois, notamment pour des masques et encore davantage pour des boîtiers de dispositifs lumineux, et ceci d'autant plus pour des boîtiers de projecteurs ou de feux de signalisation arrière.
L'invention a aussi pour objet un dispositif lumineux de véhicule automobile comprenant une pièce selon la présente invention, ce dispositif lumineux pouvant être notamment un dispositif d'éclairage de la route, un dispositif de signalisation - 7 - ou un dispositif d'éclairage intérieur. Le dispositif d'éclairage de la route peut être un projecteur de véhicule, encore appelé phare de véhicule ; le dispositif de signalisation peut être un feu de signalisation arrière, notamment un feu de signalisation arrière réalisant une fonction de feu stop, de feu de position, d'indicateur de direction et/ou de recul, ou encore un feu de signalisation arrière réalisant une fonction de feu stop surélevé ; le dispositif d'éclairage intérieur peut-être notamment un plafonnier ou encore une applique latérale, pour éclairer l'habitacle du véhicule automobile. Un autre objet selon l'invention est un véhicule automobile comprenant une pièce et/ou un dispositif lumineux selon la présente invention. Selon une réalisation de l'invention, le procédé d'injection selon l'invention est un procédé d'injection d'une pièce en matière plastique selon l'invention. Exemples de peroxydes utilisables selon la présente invention Famille Composés Température de demi- décomposition à 10 heures (°C) peroxyesters de tert-alkyle 00-t-amy1-0(2-éthylhexyl) monoperoxycarbonate 98 00-t-buty1-0-isopropyl monoperoxycarbonate 99 00-t-buty1-0(2-éthylhexyl) monoperoxycarbonate 100 t-amyl peroxybenzoate 100 t-butyl peroxyacetate 102 t-butyl peroxybenzoate 104 peroxyketals 1,1-di-(t-amylperoxy) cyclohexane 93 de di-(tert- alkyle) 1,1-di-(t-butylperoxy) 3,3,5- triméthyl cyclohexane 96 1,1-di-(t-butylperoxy) cyclohexane 97 éthyl 3,3-di-(t-amylperoxy) butyrate 112 éthyl 3,3-di-(t-butylperoxy) butyrate 114 peroxydes de peroxyde de dicumyle 117 di-tert-alkyle L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, - 8 - donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'une unité d'injection permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention ; - la figure 2 présente cinq pièces en matière plastique dont quatre sont obtenues par le procédé de l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe d'une unité d'injection 10 de matière plastique. Cette unité 10 comprend un fourreau 12 de forme sensiblement cylindrique et une vis sans fin 14 montée rotative dans le fourreau 12. La vis sans fin 14 comprend un axe de rotation 36, représenté en traits mixtes sur la figure 1. Cet axe 36 est généralement confondu avec l'axe de symétrie du fourreau 12. Le fourreau 12 comprend une entrée 16 et une sortie 18 vers un moule 20. L'unité d'injection 10 comprend également, entourant la surface extérieure du fourreau 12, des colliers chauffant classiques 22, 24, 26, 28. Ces colliers 22, 24, 26, 28 sont au nombre de quatre dans ce mode de réalisation qui est donné à titre d'exemple uniquement. La vis sans fin 14 forme, dans ce mode de réalisation, des moyens d'entrainement du mélange dans l'unité d'injection 10 ainsi que des moyens de mélange.
Pour faciliter l'introduction du mélange à injecter, l'entrée 16 comprend une trémie 30. Grâce aux colliers chauffant 22, 24, 26, 28, on peut élever progressivement la température du mélange lors de son déplacement dans l'unité d'injection 10. En effet, chacun des colliers peut être réglé à une température de consigne différente de la température des autres colliers. Dans le cas présent, comme on souhaite augmenter la température du mélange au fur et à mesure de sa progression dans l'unité d'injection 10 vers la sortie 18, la température de consignes sera croissante du collier 22 au collier 28. On impose donc un profil de température fixe dans le fourreau 12 de l'unité d'injection 10.
L'unité d'injection 10 comprend également des moyens classiques d'entrainement en rotation 32 de la vis sans fin 14 autour de l'axe de rotation 36 ainsi que des moyens de translation 34 de la vis sans fin 14 parallèlement à l'axe de rotation 36. On décrira ci-dessous deux exemples du procédé selon l'invention réalisé au moyen de l'unité d'injection 10. Exemple 1 : Mélange de polypropylène comprenant 30% en poids de fibre de - 9 - verre avec 5% en poids de peroxyde de dicumyle. Dans cet exemple, le diamètre interne du fourreau 12 est de 35 mm. On mélange des granulés de polypropylène de forme cylindrique de 2 mm de hauteur et de 1,5 mm de diamètre comprenant 30% en poids de fibre de verre avec 5 5% en poids de granulés de même dimension de peroxyde de dicumyle. Le mélange est introduit dans la trémie 30. Au pied de la trémie à 30, soit à l'entrée 16 du fourreau 12, la consigne de température de la zone vue par le mélange est à environ 50°C. Les colliers chauffant 22, 24, 26, 28 permettent de définir un profil de 10 température au sein du fourreau 12. Entre l'entrée 16 et la sortie 18 du fourreau 12, on peut définir trois zones : une première zone appelée zone d'alimentation 52 située près de l'entrée 16 du fourreau 12, une deuxième zone appelée zone de compression 54 et une troisième zone appelée zone d'homogénéisation 56 située près de la sortie 18 du fourreau 15 12. La température dans la zone d'alimentation 52 est d'environ 200°C, elle est d'environ 215°C dans la zone de compression 54 et d'environ 225°C dans la zone d'homogénéisation 56. Après 3 minutes de temps de résidence dans l'unité d'injection 10, après 5 20 minutes et après 7 minutes et 30 secondes, respectivement environ 88%, environ 97% et au moins 99,5% du peroxyde de dicumyle a été décomposé avant injection. Lors de l'injection dans le moule 20, le mélange a une température d'environ 220°C. Le temps de résidence, c'est-à-dire l'intervalle de temps entre l'entrée et la sortie 25 du mélange dans l'unité d'injection est de 7 minutes 30 secondes. Exemple 2 : Mélange de polypropylène comprenant 40% en poids de talc avec 2% en poids de peroxyde de dicumyle. On mélange des granulés de polypropylène de forme sensiblement cubique de 30 2 mm de côté comprenant 40% en poids de talc avec 2% en poids de granulés de même dimension de peroxyde de dicumyle. Les autres étapes du procédé sont similaires aux étapes décrites dans l'exemple 1. Après 3 minutes de temps de résidence dans l'unité d'injection 10, après 5 35 minutes et après 7 minutes et 30 secondes, respectivement environ 88%, environ 97% et au moins 99,5% du peroxyde de dicumyle a été décomposé. - 10 - Comparaison de mélanges de polypropylène comprenant 30% en poids de fibres de verre et 0, 2 et 5% en poids de peroxyde de dicumyle. Le tableau ci-dessous compare la pression d'injection requise pour injecter un mélange dans un moule et réaliser une pièce de 2,25 mm d'épaisseur sur 300 mm de longueur, tous les autres paramètres étant maintenus constants ainsi que le module d'élasticité de la pièce une fois refroidie. Polypropylène Polypropylène (30% en poids de fibre de verre) Polypropylène (30% en poids de fibre de verre) (30% en poids + 2% en poids de + 5% en poids de de fibre de peroxyde de dicumyle peroxyde de dicumyle verre) Pression d'injection (bar) 120 70 55 Module d'élasticité (M Pa) 4300 4100 3800 On constate que la pression nécessaire pour injecter la matière plastique dans le moule est réduite de manière significative alors que la perte en propriété mécanique est relativement faible ; la perte mécanique n'est pas proportionnelle à la réduction de pression.
Comparaison de mélanges de polypropylène comprenant 40% en poids de talc et 0, 2 et 5% en poids de peroxyde de dicumyle. Le tableau ci-dessous compare la pression d'injection requise pour injecter un mélange dans un moule et réaliser une pièce de 2,25 mm d'épaisseur sur 300 mm de longueur, tous les autres paramètres étant maintenus constants ainsi que le module d'élasticité de la pièce une fois refroidie.
Polypropylène Polypropylène (40% en poids de talc) + 2% en poids de peroxyde de dicumyle (40% en poids de talc) Pression d'injection (bar) 120 64 Module d'élasticité (M Pa) 1795 1780 On comprend que grâce au procédé de l'invention, on peut réaliser des pièces en matière plastique plus minces tout en conservant une bonne tenue mécanique de la pièce moulée, ce qui permet d'alléger le poids des composants et donc, dans le cas de pièces pour véhicule automobile, de réduire la consommation du véhicule. La figure 2 présente cinq pièces 40, 42, 44, 46, 48 dont quatre sont obtenues suivant le procédé définit ci-dessus. De gauche à droite, le mélange de polypropylène comprenant 30% en poids de fibres de verre comprend respectivement 0, 1, 2, 3 et 5% en poids de peroxyde de dicumyle (la pièce 40 n'est donc pas fabriquée selon le procédé de l'invention). On constate que l'aspect de surface des pièces est plus homogène lorsque la quantité de peroxyde augmente dans le mélange. Ainsi, sur la figure 2, en allant de gauche à droite, c'est-à-dire lorsque la teneur du mélange en peroxyde de dicumyle augmente, les problèmes d'aspect, à savoir les lignes de flux 60 et les aspects de vaguelettes 62, sont réduits. On constate également que sans ajout de peroxyde dans le mélange, il n'est pas possible de réaliser une pièce ayant une longueur de 300 mm avec une pression d'injection fonctionnant avec les mêmes températures précédemment décrites. Les résultats sont quasi identiques lorsque l'on utilise une vis sans fin 14 de 25 mm ou de 50 mm de diamètre. D'une manière générale, la réticulation d'une pièce selon l'invention ou d'une 25 pièce obtenue par un procédé selon la présente invention peut être évaluée par la méthode suivante. Pour un ensemble de polymère(s) donné, le degré de réticulation D - 12 - peut être mesuré par la solubilité dans un solvant du polymère. Le polymère étant soluble dans le solvant, les parties réticulées seront, elles, insolubles. En considérant uniquement la masse de l'épaisseur superficielle du polymère : D = poids du polymère traité insoluble dans un solvant / poids total du polymère.
Par exemple, le degré de réticulation du polypropylène peut être mesuré comme suit : D = poids du polypropylène insoluble dans le xylène à 60°C / poids total de polypropylène. On peut également utiliser pour le polypropylène du décahydronaphtalène, à 10 des températures supérieures à 130°C. Enfin, la part de polypropylène insoluble correspond à la fraction réticulée. Selon l'invention, cette fraction réticulée est la fraction qui a réagi avec le peroxyde, c'est-à-dire la phase de jonction et éventuellement l'interphase entre la phase de jonction et la première phase.
15 Si on applique cette méthode de mesure du degrés de réticulation pour une pièce obtenue différemment, avec un procédé d'injection au moyen d'une unité d'injection comportant une entrée de matière, une sortie de matière vers un moule et des moyens d'entraînement de la matière entre l'entrée et la sortie de matière, ce procédé comprenant une étape d'introduction de granulés d'un polymère 20 thermoplastique donné, non mélangée à du peroxyde, par exemple du polypropylène, une étape d'entraînement de la matière plastique dans l'unité d'injection, tout en élevant progressivement la température du mélange lors de son déplacement dans l'unité d'injection, et une étape d'injection, à travers la sortie de l'unité d'injection, de cette matière dans le moule, on obtient alors un degrés de réticulation de référence 25 Do. En utilisant cette méthode de mesure du degré de réticulation sur une pièce selon l'invention ou d'une pièce obtenue par un procédé selon la présente invention, dans lequel le polymère est identique à celui utilisé pour mesurer le degrés de réticulation de référence Do, on obtient un premier degré de réticulation D1.
30 On observera alors que le premier degré de réticulation D1 est supérieur au degré de réticulation de référence Do On observera donc une réticulation accrue dans la pièce selon l'invention comparativement à une pièce obtenue par un autre procédé. On a représenté des pièces parallélépipédiques mais le procédé peut bien entendu être utilisé pour réaliser des pièces de forme complexe. Par exemple, on 35 peut réaliser des pièces en matière plastique pour un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile telles qu'un masque de projecteur, un boitier de projecteur, un porte-lampe, ou encore des boitiers de systèmes de climatisation. - 13 - Ainsi, grâce au procédé de l'invention, notamment dans le cas d'un masque de projecteur et encore plus d'un boîtier de dispositif lumineux de véhicule, notamment de dispositif d'éclairage et/ou de signalisation, notamment de projecteur, ces pièces présentant des surfaces importantes, on peut réduire de manière significative le poids de la pièce. Cette réduction de poids permet de baisser les coûts de fabrication, en réduisant la quantité de matière utilisée, ainsi que la consommation d'un véhicule sur lequel ce dispositif d'éclairage et/ou de signalisation est destiné à être monté. Grâce à la viscosité réduite du mélange à injecter, il est également possible d'augmenter l'espacement entre deux points d'injection en injection multi-points.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS1. Pièce (42, 44, 46, 48) en matière plastique obtenue par moulage par injection, caractérisée en ce qu'elle présente, à l'échelle micrométrique, au moins deux phases, une première phase étant répartie dans la pièce sous forme de grains, une phase de jonction enrobant et joignant les grains de la première phase.
  2. 2. Pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 1, dans laquelle la phase de jonction présente une réticulation.
  3. 3. Pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 2, dans laquelle cette réticulation forme un réseau continu dans toute la phase de jonction.
  4. 4. Pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 3, dans laquelle certaines chaînes réticulées de la phase de jonction forment une interphase entre la phase de jonction et la première phase, ces chaînes-ci étant reliées aux chaines polymériques de ladite première phase.
  5. 5. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, obtenue par un procédé d'injection au moyen d'une unité d'injection (10) comportant une entrée (16) de matière, une sortie (18) de matière vers un moule (20) et des moyens d'entraînement (14) de la matière entre l'entrée (16) et la sortie (18) de matière, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - on réalise un mélange comprenant des granulés d'un polymère thermoplastique et des granulés d'un peroxyde, le mélange comprenant entre 0,5 et 10 % en poids de peroxyde ; - on introduit le mélange dans l'entrée (16) de l'unité d'injection (10) de matière plastique ; - on entraîne le mélange dans l'unité d'injection (10), tout en élevant progressivement la température du mélange lors de son déplacement dans l'unité d'injection (10), la progression de température étant telle qu'au moins 90 % en poids du peroxyde est décomposé avant la sortie du mélange de l'unité d'injection (10) ; - on injecte, à travers la sortie (18) de l'unité d'injection (10), le mélange dans le moule (20).
  6. 6. Pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 5, dans laquelle le mélange comprend entre 0,5 et 5 % en poids de peroxyde.
  7. 7. Pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle les moyens d'entraînement du mélange (14) dans l'unité d'injection (10) comprennent une vis sans fin.- 15 -
  8. 8. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans laquelle au moins 95 % en poids du peroxyde est décomposé avant la sortie du mélange de l'unité d'injection, préférentiellement 98 % en poids.
  9. 9. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans laquelle l'unité d'injection (10) comporte au moins deux colliers de chauffe (22, 24, 26, 28) destinés à réchauffer le mélange contenu dans l'unité d'injection (10), entre le premier collier (22) de chauffe disposé à proximité de l'entrée (16) de matière plastique dans l'unité d'injection (10) et la sortie (18) de matière plastique de l'unité d'injection (10), l'élévation de température étant comprise entre 20 et 60°C.
  10. 10. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, dans laquelle l'intervalle de temps entre l'entrée et la sortie du mélange dans l'unité d'injection (10) est inférieur à 15 minutes, de préférence inférieur à 10 minutes.
  11. 11. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, dans laquelle la matière plastique est choisie parmi le polypropylène, le polyéthylène, le polyéthylène téréphtalate et le polybutylène téréphtalate.
  12. 12. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, dans laquelle le peroxyde est choisi parmi les peroxydes dont la température de demi-décomposition à 10 heures est égale ou supérieure à 90°C, préférentiellement égale ou supérieure à 110°C.
  13. 13. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, dans laquelle le mélange comprend également un renfort de la matière plastique, par exemple du talc ou des fibres de verre.
  14. 14. Pièce (42, 44, 46, 48) selon l'une des revendications précédentes ladite pièce étant une pièce de véhicule automobile.
  15. 15. Pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 14, ladite pièce étant une pièce de dispositif lumineux de véhicule automobile.
  16. 16. Pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 15, ladite pièce étant un masque ou un boîtier.
  17. 17. Dispositif lumineux de véhicule comprenant une pièce (42, 44, 46, 48) selon la revendication 15 ou 16.
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