WO2001078958A1 - Moulage par injection multimatiere multicouleur d'une capsule munie d'une coiffe pivotant autour d'une charniere - Google Patents

Moulage par injection multimatiere multicouleur d'une capsule munie d'une coiffe pivotant autour d'une charniere Download PDF

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WO2001078958A1
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hinge
lock
cap
plastic
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Bernard Schneider
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Cebal S.A.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1635—Making multilayered or multicoloured articles using displaceable mould parts, e.g. retractable partition between adjacent mould cavities
    • B29C45/1639—Removable partitions between adjacent mould cavity portions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D47/00—Closures with filling and discharging, or with discharging, devices
    • B65D47/04—Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/06—Closures with discharging devices other than pumps with pouring spouts or tubes; with discharge nozzles or passages
    • B65D47/08—Closures with discharging devices other than pumps with pouring spouts or tubes; with discharge nozzles or passages having articulated or hinged closures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/56—Stoppers or lids for bottles, jars, or the like, e.g. closures
    • B29L2031/565—Stoppers or lids for bottles, jars, or the like, e.g. closures for containers

Definitions

  • the invention relates to a method for molding capsules intended to be fixed to containers such as flexible tubes, vials or tube vials. Said capsules are provided with a pivoting cap closing a dispensing orifice.
  • containers are intended for storing and distributing fluid, creamy or pasty materials, generally belonging to the cosmetic, food, household, pharmaceutical or parapharmaceutical fields. Subsequently we will group this type of container under the general term "tubes".
  • the capsules fitted with a swivel cap offer the consumer the possibility of handling the tube with one hand and the assurance of not losing the stopper which, once detached to release the dispensing orifice, can be removed and unintentionally abandoned anywhere.
  • Such capsules have found considerable development when it has been possible to mold them in one piece, which had the consequence of significantly reducing their manufacturing cost.
  • the capsules thus produced include a base and a pivoting cap attached to this base.
  • the base includes an upper plate provided with a dispensing orifice, an external skirt which is generally in the extension of the flexible skirt of the tube when the capsule is fixed on the tube and fixing elements intended to cooperate with means correspondents arranged on the head of the flexible tube.
  • the cap is attached to the base, generally on the upper plate of said base, and often at the periphery, by means of a hinge. This generally comprises at least one film hinge, stressed in bending, and at least one, tensioning element, stressed in tension. The tensioning element, put in tension during the pivoting of the cap, facilitates the pivoting of the latter, the user only having to give a first impulse to trigger the opening or closing.
  • the cap molded simultaneously with the rest is necessarily 0 made of the same material, which limits on the one hand the decorative possibilities of the capsule, giving it a monotonous, banal, even appearance. unsightly and on the other hand limits the comfort of use of the tube due to the rigid nature of the cap, which provides a cold contact to the touch, unpleasant, likely to injure the thumb of the user if the projection of gripping of the 5th cap has too pronounced relief.
  • the Applicant has therefore sought to improve the appearance and the comfort of use of the capsule by giving the cap a color and / or a material different from that of the base. She turned to the technique of 0 bi-injection recently developed in the mold makers of capsules.
  • the Patent applications FR 2 662 144 and EP 0826 606 are representative of the service capsules which it is now possible to obtain by means of such a process.
  • the cover, the external part of the base and the hinge elements are made of the same rigid material, of the polypropylene type.
  • the applicant sought to obtain a service capsule having a base made of a first plastic material and a cap made of a second plastic material, the border between the plastics materials having to pass at the level of the hinge separating the base of the cap, without this having consequences on the mechanical strength of said hinge during use of the tube.
  • the subject of the invention is a sequential multi-material injection molding process for manufacturing a part comprising at least two parts of complementary shapes made of a different plastic material, movable relative to one another by pivoting around a hinge forming the border between these two parts, said hinge being able to be composed of several elements working in bending or in traction, characterized in that:!
  • a molding tool comprising a first mold and a second mold, the imprints of which are such that, once the first and second molds are assembled and locked, they define the cavity of the open part, the movable parts forming between them a large opening angle, typically close to 180 °, the first mold comprising a housing in which slides a movable element called a lock, having two lateral faces and a frontal face, capable of blocking when it is in the closed position, the flow of the first plastic material, said lock sliding in the cavity intended to receive the second plastic material;
  • the first part is injected with a first plastic material, the lock being in the low position and offering, by one of its lateral faces, a obstacle to the flow of said first plastic material at the attachments of the hinge elements on the second part
  • the lock is moved so that the second plastic can reach the first plastic - the first plastic being still hot, the second plastic is injected into the second part of the room.
  • This method makes it possible in particular to mold, by sequential multi-material injection, a service capsule comprising a base made of a first plastic material and a cap made of a second plastic material, the cap and the base being separated from each other by a hinge comprising at
  • the device chosen for the production of these service capsules comprises two injection units, and a molding tool comprising two main parts: a first and a second mold.
  • a movable element which has a front wall and two side walls, slides inside the first mold so that its wall
  • the molding tool comprises a first mold and a second mold, the combined impressions of which - when the two molds are locked against each other - form a cavity occupying the volume of the service capsule, cap wide open, typically at an angle of 180 ° with the base.
  • the manufacturing cycle includes: - the injection of the first plastic material into the area of the first part of the capsule, the mobile part in the closed position (lock closed)
  • this position determines the border between the two materials and the geometric configuration in which the two materials will come into contact. Even by choosing two materials compatible in adhesion and / or in melting temperature, it is preferable to aim for a certain interpenetration of the materials to promote adhesion. In addition, as has been done in FR 2662 144 and EP 0826606, it is advisable to place this border in an area with little mechanical stress, in particular in fatigue.
  • This pressure can indeed reach several hundred bars and the lock must be guided and supported in order to be able to resist the force which tends to move it. So that the lock does not lose its role as an obstacle to the flow of the first plastic material, it is generally sought so that, at the level of the front, the side walls of said lock are surrounded over a certain height by the tool walls.
  • we slide the lock in a long cavity and we want to prevent the flow of plastic in a cavity leading to this long cavity, we do slide the lock in said cavity so that its front wall arrives upstream of the crossroads with the other vein, at a distance at least equal to the thickness of the cavity at this location.
  • the fatigue strength of the hinge means that the boundary between materials must not be placed exactly in the preferential flexion zone of the hinge.
  • the applicant has moved, without this being too visible, the border between the materials, on the side of the fasteners on the cap of the hinge (s) and of the element (s) (s) tensioner (s).
  • camber (s) and tensioning element (s) are made, in their preferential bending and traction zones, of the plastic material of the base - the capsule, which is preferably a material having good characteristics. mechanical, particularly resistant to fatigue in bending and alternating traction, typically polypropylene.
  • the combined cavities of the first mold and the second mold define, when these are locked against each other, - the volume of the service capsule, cap open at 180 °.
  • the lock is placed in such a way that it can slide in the cavity intended for molding the substantially vertical wall of the cap located near the base.
  • the movable part slides vertically in the first mold, pressing against the walls of said first mold, and opens into the part of the cavity corresponding to the substantially vertical wall of the cap.
  • FIG. 1 illustrates a first test outside the invention where the lock, in the closed position, descends deep (more than five times the thickness) into the cavity of the cap.
  • the filling pressure is indeed of the order of 300 bars when the cavity is filled, and, under the effect of the force exerted on the front of the lock, the latter could, if it were not sufficiently supported, move, move back and let the plastic of the cover fill the cavity of the hinge elements.
  • the surface of the attachments of the elements of the hinge on the cap and modified the shape of the lock it is no longer a simple prism matching the thickness of the wall of the cap but a three-dimensional piece, having a height, and possibly a thickness, different at the level of the tensioning element of the hinge and at the level of the film hinge.
  • the slope of the oblique wall 0 of the second mold corresponding to the cavity of the attachment of the film hinge and of the tensioning element on the cap is increased substantially.
  • this fastener has a height at least twice the thickness of the tensioning element.
  • the lock descends until its front reaches the level of the hinge attachment, flush with the base of said oblique wall of the second tool. It is therefore not engaged in depth in the mold cavity corresponding to the vertical wall of the cap.
  • the order of the injections is reversed: the base is first injected with the plastic material usually having a higher melting temperature. This material arrives in contact with a side wall of the lock, which, under the effect of the thrust can rest with its other side wall against the substantially vertical wall of the male part of the first tool intended to make the interior of the cap.
  • the lock is little pressed into the cavity, its support is effective because the support is direct, without overhang and the air gap, which cannot be greater than the lateral clearance between the sliding part and the first tool is too weak for the first plastic material to be able to be introduced there easily.
  • the height at the attachment of the tensioning element is equal to approximately twice the average thickness of the latter.
  • the attachment of the film hinge has a height identical to that of the attachment of the tensioning element, which makes it possible to standardize the conditions of interpenetration of plastic materials at any point of the hinge. If the increase in the height of the fastener has little influence on the mechanical behavior of the film hinge, the latter already having, that is to say before the modification according to the invention, a non-uniform thickness with an area preferential bending,
  • the front of the lock has a non-uniform height: when the lock is mounted in the open position, the front does not go back up inside the upper tooling but remains still slightly protruding, which allows a less abrupt transition between the relatively large thickness of the substantially vertical wall of the cap and the thickness of the fastener.
  • the part of the lock remaining protruding occupies the place of a thick cap portion, which, if it had been formed with the injected plastic, would have imposed during its removal a significant deformation of the hinge and the base of the capsule, resulting in an excess thickness of said capsule base ; having the consequence of preventing the correct closure of the cap on the base.
  • the lock at a height such that it can, in the closed position, close the cavity of the fastener. It suffices that the front of the lock descends slightly below the fastener since the thrust of the first plastic material is lateral and that the support can be provided by the other transverse wall, in direct support against the core of the first mold used to make the inside of the cap.
  • the second plastic material can be a polyolefin - typically polyethylene or polypropylene mixed with a different charge than that of the base polypropylene - or a thermoplastic material of elastomer type or having an elastomeric behavior or a thermoplastic alloy with elastomeric behavior.
  • the fact that the second plastic material may have a lower melting temperature than that of the first plastic material does not prevent a good weld between materials, no doubt because these are two successive injections brought together over time.
  • the method according to the invention describes a sequential two-component injection. It goes without saying that it can be transposed to a sequential multi-material injection where the number of different materials to be injected is greater than 2 and where at least one lock is actuated between two injections.
  • the object obtainable by the invention can be used for other purposes than a service capsule: it is a part comprising two parts made of a different plastic material and movable one relative to the other, pivoting around a hinge forming the border between these two parts.
  • Figure 1 illustrates a section of the detail of the molding tool used in the prior art to make a service capsule, the cut being made at the film hinge which connects the base (right) and the cap (to the left).
  • the classic technique used in multi-material multi-injection uses a prismatic mobile element obstructing the flow of the first plastic which fills the cap.
  • FIG. 2 illustrates the appearance of the two-color service capsule obtained with the molding tools of the prior art illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 illustrates the appearance of the two-color service capsule obtained with the method according to the invention.
  • FIG. 4 illustrates a cross-section of the detail of the molding tools according to the invention used to make a service capsule, the cut being made at the level of the film hinge which connects the base (on the right) and the cap (at left).
  • FIG. 5 illustrates a section of the detail of the molding tools according to the invention used to produce a service capsule, the section being carried out at the level of the tensioning element which connects the base (on the right) and the cap (on the left).
  • the two-color service capsule 1 comprises a cap 3 made of a first plastic material and a base 2 made of a second plastic material, both of which are connected together by the following hinge elements: two film hinges 4 and a tensioning element 5.
  • the molding tool comprises two molds, the first mold 21 and the second mold 20.
  • the first mold 21 in the extension of the substantially vertical part of the cavity 23 used for molding the cap, slides a movable part, the lock 25, the front 27 of which must descend deep into the cavity 23, several millimeters below the cavity 24 corresponding to the hinge, leaving a zone 26 not filled with the plastic of the cap.
  • the two-color service capsule 11 comprises a base 12 made of a first plastic material and a cap 13 made of a second plastic material, both of which are connected together by the following hinge elements: two film hinges 14 and a tensioning element 15.
  • the molding tool comprises two molds, the first mold 31 and the second mold 30.
  • the base is first injected, then the cap.
  • FIGS. 4 and 5 show that the lock 35 is thicker at the level of the film hinge than at the level of the tensioning element.
  • the heights of the fasteners of the hinge elements have been increased and defined to be equal so as to standardize the welding conditions of plastics.
  • cavity of the fastening of the film hinge and of the tensioning element 39 on the cover is increased substantially so that this fastening has a height at least twice the thickness of the tensioning element.
  • the front wall 37 of the lock 35 is flush with the base of the oblique wall 40 of the second mold 30 when the lock is closed.
  • the first plastic material abuts against the side wall 41 and despite the strong thrust, the lock cannot move more than the play required for sliding. In the open position, the lock does not fully rise, a part 36 remaining projecting inside the cavity.
  • the capsule obtained gives an impression of frank separation between the cap and the base.

Abstract

Procédé de moulage par injection multi-matière séquentielle pour fabriquer une pièce comportant au moins deux parties de formes complémentaires faites d'une matière plastique différente, mobiles l'une par rapport à l'autre par pivotement autour d'une charnière, dans lequel: on utilise un outillage de moulage comportant un deuxième moule (30) et un premier moule (31), dont les empreintes réunies définissent la cavité de la pièce ouverte, les parties mobiles faisant entre elles un angle voisin de 180°, l'un (31) des moules comportant un logement dans lequel coulisse une écluse (35), susceptible de bloquer l'écoulement de la première matière plastique; on injecte la première partie (32, 34) avec une première matière plastique, l'écluse (35) offrant par sa paroi latérale un obstacle à l'écoulement de ladite première matière plastique au niveau des attaches des éléments de la charnière sur la deuxième pièce; on met l'écluse (35) en position ouverte et on injecte la deuxième matière plastique dans la deuxième partie (33) de la pièce.

Description

MOULAGE PAR INJECTION MULTIMATIERE MULTICOULEUR D'UNE CAPSULE MUNIE D'UNE COIFFE PIVOTANT AUTOUR D'UNE CHARNIERE
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un procédé de moulage de capsules destinées à être fixées sur des récipients tels que des tubes souples, des flacons ou des flacons- tubes. Lesdites capsules sont munies d'une coiffe pivotante obturant un orifice de distribution. De tels récipients sont destinés à stocker et distribuer des matières fluides, crémeuses ou pâteuses, appartenant en général aux domaines cosmétique, alimentaire, ménager, pharmaceutique ou parapharmaceutique. Par la suite nous regrouperons ce type de récipients sous le vocable général "tubes".
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les capsules munies d'une coiffe pivotante offrent au consommateur la possibilité de manipuler le tube d'une seule main et l'assurance de ne pas perdre le bouchon qui, une fois détaché pour libérer l'orifice de distribution, peut être déposé et involontairement abandonné en n'importe quel endroit. De telles capsules ont trouvé un développement considérable lorsqu'il a été - possible de les mouler en une pièce, ce qui avait pour conséquence de diminuer sensiblement leur coût de fabrication.
Les capsules ainsi réalisées comprennent une base et une coiffe pivotante attachée sur cette base. La base comporte un plateau supérieur muni d'un orifice de distribution, une jupe externe qui se trouve en général dans le prolongement de la jupe souple du tube lorsque la capsule est fixée sur le tube et des éléments de fixation destinés à coopérer avec des moyens correspondants disposés sur la tête du tube souple. La coiffe est attachée à la base, en général sur le plateau supérieur de ladite base, et souvent à la périphérie, par l'intermédiaire d'une charnière. Celle-ci comprend en général au moins une charnière-film, sollicitée en flexion, et au moins un , élément tendeur, sollicité en traction. L'élément tendeur, mis en traction au cours du 5 pivotement de la coiffe, facilite le pivotement de celle-ci, l'utilisateur n'ayant qu'à donner une première impulsion pour déclencher l'ouverture ou la fermeture.
Ces éléments mécaniques (charnière et tendeur), moulés dans la même w matière que la base et la coiffe sont soumis à des sollicitations mécaniques fréquentes. Ceci impose le choix d'une matière plastique particulière, ayant des caractéristiques mécaniques adaptées,- notamment un bon comportement à la fatigue en raison des nombreuses ouvertures prévues au cours de l'utilisation du tube. En général, le choix se porte sur une matière telle 15 que le polypropylène qui a non seulement une meilleure résistance à la fatigue mais aussi un comportement élastique plus rigide que la matière de la tête du tube, en général du polyéthylène.
Cependant, la coiffe, moulée simultanément avec le reste est obligatoirement 0 composée de ce même matériau, ce qui limite d'une part les possibilités décoratives de la capsule, en lui conférant un aspect monotone, banal, voire . inesthétique et d'autre part limite le confort d'utilisation du tube en raison de la nature rigide de la coiffe, qui offre un contact froid au toucher, peu agréable, susceptible de blesser le pouce de l'utilisateur si la saillie de préhension de la 5 coiffe présente un relief trop prononcé.
La demanderesse a donc cherché à améliorer l'aspect et le confort d'utilisation de la capsule en donnant à la coiffe une couleur et/ou une matière différente de celle de la base. Elle s'est tournée vers la technique de 0 bi-injection développée depuis peu chez les moulistes de capsules. Les demandes de brevet FR 2 662 144 et EP 0826 606 sont représentatives des capsules-services qu'il est maintenant possible d'obtenir grâce à un tel procédé.
Pour FR 2 662 144, la coiffe, la partie extérieure de la base et les éléments de la charnière (charnière film et éléments tendeurs) sont en une même matière rigide, du type polypropylène. Seule la partie centrale de la base de la capsule, qui comporte une jupe d'étanchéité, est constituée en une autre matière, de type élastomérique. La jonction entre les deux matières se fait à la périphérie du plateau supérieur de la base, dans une zone éloignée de la charnière, assez peu sollicitée mécaniquement.
Pour EP 0826 606, il s'agit d'améliorer le repérage et la manipulation de la zone de préhension, située en partie sur la coiffe et en partie sur la base de la capsule. On recouvre la surface de la partie de la base et de la partie de la coiffe - correspondant notamment à ladite zone de préhension - d'une couche en matériau élastomérique. Dans une telle configuration, l'élément tendeur qui relie ces deux parties est également entièrement en ce .• matériau élastomérique alors que l'autre partie de la coiffe, l'autre partie de la base et la charnière film qui les relie sont en une matière rigide, de type polypropylène.
Dans ces deux cas, il ne s'agit pas exactement d'une capsule-service composée de deux matériaux différents, l'un occupant entièrement la base, l'autre occupant entièrement la coiffe. Si l'on veut répondre à ce dernier objectif, il faut placer la frontière entre les deux matériaux au niveau de (s) la charnière(s)-film(s) et de P(des) élément(s) tendeur(s), c'est-à-dire au niveau des zones de la capsule les plus sollicitées mécaniquement. Il se pose donc un problème de tenue mécanique, notamment en fatigue, des éléments de la charnière qui se trouvent au niveau de la soudure entre les matières. PROBLEME POSE
La demanderesse a cherché à obtenir une capsule service ayant une base en une première matière plastique et une coiffe en une seconde matière plastique, la frontière entre les matières plastiques devant passer au niveau de la charnière séparant la base de la coiffe, sans que cela ait des conséquences sur la tenue mécanique de ladite charnière au cours de l'utilisation du tube.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un procédé de moulage par injection multi-matière , séquentielle permettant de fabriquer une pièce comportant au moins deux parties de formes complémentaires faites d'une matière plastique différente, mobiles l'une par rapport à l'autre par pivotement autour d'une charnière faisant la frontière entre ces deux pièces, ladite charnière pouvant être composée de plusieurs éléments travaillant en flexion ou en traction, caractérisé en ce que: !
- on utilise un outillage de moulage comportant un premier moule et un deuxième moule, dont les empreintes sont telles, qu'une fois les premier et deuxième moules assemblés et verrouillés, elles définissent la cavité de la pièce ouverte, les parties mobiles faisant entre elles un angle d'ouverture important, typiquement voisin de 180°, le premier moule comportant un logement dans lequel coulisse un élément mobile appelé écluse, ayant deux faces latérales et une face frontale, susceptible de bloquer lorsqu'il est en position fermée, l'écoulement de la première matière plastique, ladite écluse coulissant dans la cavité destinée à recevoir la seconde matière plastique;
- on injecte la première partie avec une première matière plastique, l'écluse étant en position basse et offrant, par une de ses faces latérales, un obstacle à l'écoulement de ladite première matière plastique au niveau des attaches des éléments de la charnière sur la deuxième pièce
- on déplace l'écluse de telle sorte que la seconde matière plastique puisse atteindre la première matière plastique - la première matière plastique étant encore chaude, on injecte la deuxième matière plastique dans la deuxième partie de la pièce.
Ce procédé permet notamment de mouler par injection multi-matière séquentielle une capsule service comprenant une base en une première matière plastique et une coiffe en une seconde matière plastique, la coiffe et la base étant séparées l'une de l'autre par une charnière comprenant au
- moins une charnière-film et au moins un élément tendeur.
Dans l'injection bi-matière séquentielle, deux matières différentes (par leur nature chimique et/ou par les additifs, couleurs, charges, etc.) sont injectées l'une après l'autre de telle sorte qu'elles sont combinées en une seule pièce, sans opération secondaire. Le dispositif choisi pour la réalisation de ces capsules-services comprend deux unités d'injection, et un outillage de moulage comportant deux parties principales: un premier et un deuxième moule. Un élément mobile, qui présente une paroi frontale et deux parois latérales, coulisse à l'intérieur du premier moule de telle sorte que sa paroi
. frontale se déplace dans la cavité de moulage. Cet élément mobile, appelé
"écluse", délimite ainsi les "zones des remplissages successifs. Dans une première position, cet élément mobile forme, par l'une de ses parois latérales, obstacle à l'écoulement de la première matière plastique et dans une deuxième position, il laisse passer la deuxième matière plastique qui peut ainsi entrer en contact avec la première matière plastique. L'outillage de moulage comprend un premier moule et un deuxième moule dont les empreintes réunies - lorsque les deux moules sont verrouillés l'un contre l'autre - forment une cavité occupant le volume de la capsule-service, coiffe largement ouverte, faisant typiquement un angle de 180° avec la base.
Le cycle de fabrication comprend: - l'injection de la première matière plastique dans la zone de la première partie de la capsule, la partie mobile en position de fermeture (écluse fermée)
- déplacement de la partie mobile jusqu'à ce que l'écluse soit ouverte
- de préférence après une courte stabilisation de la première matière plastique (de l'ordre de la seconde) , injection de la deuxième matière plastique dans la zone de la deuxième partie de la capsule.
La mise en place de. l'écluse doit répondre à un certain nombre de critères: en premier lieu, cette position détermine la frontière entre les deux matières et la configuration géométrique dans laquelle les deux matières vont entrer en contact. Même en choisissant deux matières compatibles en adhésion et/ou en température de fusion, il est préférable de viser une certaine interpénétration des matières pour favoriser l'adhésion. De plus, comme cela a été fait dans FR 2662 144 et EP 0826606, il est conseillé de placer cette frontière dans une zone peu sollicitée mécaniquement, notamment en fatigue.
Enfin, la partie mobile de l'outillage, l'écluse, doit pouvoir résister à la pression
- exercée par la première matière plastique quand celle-ci arrive à son contact.
Cette pression peut en effet atteindre plusieurs centaines de bars et l'écluse doit être guidée et soutenue pour pouvoir résister à l'effort qui tend à la déplacer. Pour que l'écluse ne perde pas son rôle d'obstacle à l'écoulement de la première matière plastique, on cherche en général à ce que, au niveau du front, les parois latérales de ladite écluse soient entourées sur une certaine hauteur par les parois de l'outillage. Lorsqu'on fait coulisser l'écluse dans une cavité longiligne, et que l'on veut empêcher l'écoulement de la matière plastique dans une cavité débouchant sur cette cavité longiligne, on fait coulisser l'écluse dans ladite cavité de telle sorte que sa paroi frontale arrive en amont du carrefour avec l'autre veine, à une distance au moins égale à l'épaisseur de la cavité à cet endroit.
La tenue à la fatigue de la charnière impose de ne pas mettre la frontière entre matières exactement dans la zone de flexion préférentielle de la charnière. Dans le procédé selon l'invention, la demanderesse a déplacé, sans que cela soit trop visible, la frontière entre les matières, du côté des attaches sur la coiffe de la (des) charnière(s) et de l'(des) élément(s) tendeur(s). Ainsi, chamière(s) et élément(s) tendeur(s) sont constitués, dans leurs zones de flexion préférentielle et de traction, de la matière plastique de la base -pie la capsule, qui est de préférence un matériau présentant des bonnes caractéristiques mécaniques, résistant notamment bien à la fatigue en flexions et en tractions alternées, typiquement du polypropylène.
Pour faciliter les conditions d'injection et simplifier la forme de l'outillage de moulage à réaliser, les cavités réunies du premier moule et du deuxième moule définissent, lorsque ceux-ci sont verrouillés l'un contre l'autre,- le volume de la capsule-service, coiffe ouverte à 180°. L'écluse est placée de telle sorte qu'elle puisse coulisser dans la cavité destinée au moulage de la paroi sensiblement verticale de la coiffe située à proximité de la base. La partie mobile coulisse verticalement dans le premier moule , en appui contre les parois dudit premier moule , et débouche dans la partie de la cavité correspondant à la paroi sensiblement verticale de la coiffe.
La matière plastique de la base ayant en général une température de fusion plus élevée que la matière plastique de la coiffe, il est naturel d'injecter d'abord la coiffe puis la base. La figure 1 illustre un premier essai hors invention où l'écluse, en position fermée, descend profondément (plus de cinq fois l'épaisseur) dans la cavité de la coiffe. La pression de remplissage est en effet de l'ordre de 300 bars lorsqu'on remplit la cavité, et, sous l'effet de l'effort s'exerçant sur le front de l'écluse, celle-ci pourrait, si elle n'était pas suffisamment soutenue, se déplacer, reculer et laisser la matière plastique de la coiffe remplir la cavité des éléments de la charnière.
5
Malheureusement ce choix, naturel, consistant à placer une écluse en profondeur dans la partie de la paroi verticale de la coiffe, ne produit pas l'effet recherché, car la frontière entre les matières plastiques n'est pas à l'endroit voulu: elle laisse la matière plastique de la base remonter largement ÎO dans une zone de la coiffe et ceci détruit l'impression recherchée de séparation nette entre base et coiffe. La figure 2 illustre l'aspect visuel ainsi obtenu.
Pour résoudre le problème, la demanderesse a inversé l'ordre des injections,
75 augmenté la surface des attaches des éléments de la charnière sur la coiffe et modifié la forme de l'écluse, celle-ci n'est plus un simple prisme épousant l'épaisseur de la paroi de la coiffe mais une pièce tridimensionnelle, ayant une hauteur, et éventuellement une épaisseur, différente(s) au niveau de l'élément tendeur de la charnière et au niveau de la charnière-film. La pente de la paroi 0 oblique du deuxième moule correspondant à la cavité de l'attache de la charnière-film et de l'élément tendeur sur la coiffe est augmentée sensiblement
' de telle sorte que cette attache ait une hauteur au moins double de l'épaisseur de l'élément tendeur.
5 L'écluse descend jusqu'à ce que son front arrive au niveau de l'attache de la charnière, affleurant la base de ladite paroi oblique du deuxième outillage. Elle n'est donc pas engagée en profondeur dans la cavité du moule correspondant à la paroi verticale de la coiffe. L'ordre des injections est inversé: on injecte d'abord la base avec la matière plastique ayant 0 habituellement une plus haute température de fusion. Cette matière arrive en contact avec une paroi latérale de l'écluse, qui, sous l'effet de la poussée peut s'appuyer avec son autre paroi latérale contre la paroi sensiblement verticale de la partie mâle du premier outillage destinée à réaliser l'intérieur de la coiffe. Ici, bien que l'écluse soit peu enfoncée dans la cavité, son soutien est efficace car l'appui est direct, sans porte-à-faux et l'entrefer, qui ne peut pas être supérieur au jeu latéral entre la pièce coulissante et le premier outillage, est trop faible pour que la première matière plastique puisse s'y introduire facilement.
Aussitôt après l'injection de la première matière plastique, l'écluse est relevée et on injecte la matière plastique de la coiffe. Cette deuxième matière plastique arrive en contact avec la première matière plastique encore chaude au niveau des attaches des éléments de la charnière, dont on a, selon l'invention, notablement augmenté la hauteur. Ainsi, la hauteur au niveau de l'attache de l'élément tendeur est égale à environ deux fois l'épaisseur moyenne de celui-ci. L'attache de la charnière film a une hauteur identique à celle de l'attache de l'élément tendeur, ce qui permet d'uniformiser les conditions d'interpénétration des matières plastiques en tout endroit de la charnière. Si l'augmentation de la hauteur de l'attache influe peu sur le comportement mécanique de la charnière-film, celle ci possédant déjà, c'est-à-dire avant la modification selon l'invention, une épaisseur non uniforme avec une zone de flexion préférentielle,
• il n'en est pas de même avec l'élément tendeur qui est nettement rigidifié à l'endroit de l'attache. Toutefois cet élément tendeur, malgré une plus grande rigidité au niveau de son attache sur la coiffe, continue à jouer son rôle moteur au cours de la rotation de la coiffe. La plus grande hauteur des attaches des éléments de la charnière sur la coiffe offre une configuration spatiale de la cavité plus large et plus favorable au mélange des deux matières plastiques, en diminuant le niveau du cisaillement nécessaire pour obtenir une bonne soudure desdites matières plastiques. Pour favoriser l'interpénétration des matières plastiques entre elles, le front de l'écluse a une hauteur non uniforme: lorsque l'écluse est montée en position ouverte, le front ne remonte pas à l'intérieur de l'outillage supérieur mais reste encore en légère saillie, ce qui permet d'avoir une transition moins brutale entre l'épaisseur relativement forte de la paroi sensiblement verticale de la coiffe et l'épaisseur de l'attache. Le fait de laisser l'écluse en légère saillie au niveau de la charnière permet de ménager la charnière: la partie de l'écluse restant en saillie occupe en effet la place d'une portion de coiffe épaisse, qui, si elle avait été formée avec la matière plastique injectée, aurait imposé au cours de son retrait une déformation importante de la charnière et de la base de la capsule, se traduisant par une surépaisseur de ladite base de capsule ; ayant pour conséquence d'empêcher la bonne fermeture de la coiffe sur la base.
Enfin, au niveau de l'élément tendeur, l'écluse à une hauteur telle qu'elle peut, en position de fermeture, obturer la cavité de l'attache. Il suffit que le front de l'écluse descende légèrement en dessous de l'attache puisque la poussée de la première matière plastique est latérale et que l'appui peut être assuré par l'autre paroi transversale, en appui direct contre le noyau du premier moule servant à réaliser l'intérieur de la coiffe.
. La deuxième matière plastique peut être une polyoléfine - typiquement du polyéthylène ou du polypropylène mélangé avec une charge différente de celle du polypropylène de la base - ou encore une matière thermoplastique de type élastomère ou ayant un comportement élastomérique ou un alliage thermoplastique à comportement élastomérique. Le fait que la deuxième matière plastique puisse avoir une température de fusion inférieure à celle de la première matière plastique n'empêche pas une bonne soudure entre matières, sans doute parce qu'il s'agit de deux injections successives rapprochées dans le temps. Le procédé selon l'invention décrit une injection bi-mαtière séquentielle. Il va de soi qu'il peut être transposé à une injection multi-matière séquentielle où le nombre de matières différentes à injecter est supérieur à 2 et où au moins une écluse est actionnée entre deux injections. D'autre part, l'objet pouvant être obtenu par l'invention peut être utilisé à d'autres fins qu'une capsule-service: il s'agit d'une pièce comportant deux parties faites d'une matière plastique différente et mobiles l'une par rapport à l'autre, pivotant autour d'une charnière faisant la frontière entre ces deux pièces.
La figure 1 illustre une coupe du détail de l'outillage de moulage -employé dans l'art antérieur pour réaliser une capsule-service, la coupe étant réalisée au niveau de la charnière-film qui relie la base (à droite) et la coiffe (à gauche). La technique classique employée en multi-injection multi-matière utilise un élément mobile prismatique faisant obstacle à l'écoulement de la première plastique qui remplit la coiffe.
La figure 2 illustre l'aspect de la capsule service bi-colore obtenue avec l'outillage de moulage de l'art antérieur illustré en figure 1.
La figure 3 illustre l'aspect de la capsule service bi-colore obtenue avec le procédé selon l'invention.
La figure 4 illustre une coupe du détail de l'outillage de moulage selon l'invention employé pour réaliser une capsule-service, la coupe étant effectuée au niveau de la charnière-film qui relie la base (à droite) et la coiffe (à gauche).
La figure 5 illustre une coupe du détail de l'outillage de moulage selon l'invention employé pour réaliser une capsule-service, la coupe étant effectuée au niveau de l'élément tendeur qui relie la base (à droite) et la coiffe (à gauche).
EXEMPLES
Exemple 1 (figures 1 et 2)
La capsule-service 1 bi-colore comporte une coiffe 3 en une première matière plastique et une base 2 en une seconde matière plastique, toutes deux étant reliées entre elles par les éléments de charnières suivants: deux charnières films 4 et un élément tendeur 5.
Dans le procédé classique employé pour réaliser cette capsule bi-colore, l'outillage de moulage comporte deux moules, le premier moule 21 et le deuxième moule 20. Au sein du premier moule 21, dans le prolongement de la partie sensiblement verticale de la cavité 23 servant au moulage de la coiffe, coulisse une pièce mobile, l'écluse 25, dont le front 27 doit descendre profondément dans la cavité 23, à plusieurs millimètres en dessous de la cavité 24 correspondant à la charnière, en laissant une zone 26 non remplie par la matière plastique de la coiffe.
Le procédé de bi-injection séquentielle utilisant un tel outillage de moulage et dans lequel la matière plastique (polypropylène transparent) de la coiffe est injectée avant le polypropylène opaque de la base, donne une zone de charnière où la frontière entre les deux matières plastiques "remonte" nettement au-dessus des charnières, laissant une zone 6 qui détruit l'impression recherchée de séparation franche entre base et coiffe. Exemple 2 (figures 3, 4 et 5)
La capsule-service 11 bi-colore comporte une base 12 en une première matière plastique et une coiffe 13 en une seconde matière plastique, toutes deux étant reliées entre elles par les éléments de charnière suivants: deux charnières films 14 et un élément tendeur 15.
Dans le procédé selon l'invention employé pour réaliser cette capsule bi-colore 11, l'outillage de moulage comporte deux moules, le premier moule 31 et le deuxième moule 30. On injecte d'abord la base, ensuite la coiffe.
- Au sein du premier moule 31, dans le prolongement de la partie sensiblement verticale de la cavité 33 servant au moulage de la coiffe, coulisse une pièce mobile, l'écluse 35, dont la paroi frontale 37 ne descend pas profondément dans la cavité 33. Les coupes des figures 4 et 5 effectuées respectivement suivant C-C et T-T, montrent que l'écluse 35 est plus épaisse au niveau de la charnière film qu'au niveau de l'élément tendeur. Les hauteurs des attaches des éléments de la charnière ont été augmentées et définies égales de façon à uniformiser les conditions de soudure des matières plastiques.
La pente de la paroi oblique 40 du deuxième moule 30 correspondant à la
. cavité de l'attache de la charnière-film et de l'élément tendeur 39 sur la coiffe est augmentée sensiblement de telle sorte que cette attache ait une hauteur au moins double de l'épaisseur de l'élément tendeur. La paroi frontale 37 de l'écluse 35 affleure la base de la paroi oblique 40 du deuxième moule 30 lorsque l'écluse est fermée. La première matière plastique arrive en butée contre la paroi latérale 41 et malgré la forte poussée, l'écluse ne peut pas se déplacer de plus que le jeu nécessaire au coulissement. En position ouverte, l'écluse ne remonte pas totalement, une partie 36 restant en saillie à l'intérieur de la cavité. Elle occupe la place d'une portion de coiffe qui, si elle avait été formée avec la matière plastique injectée, aurait été très épaisse et aurait imposé au cours de son retrait une déformation importante de la charnière et de la base de la capsule, se traduisant par une surépaisseur de ladite, base de capsule ayant pour conséquence d'empêcher la bonne fermeture de la coiffe sur la base.
La capsule obtenue donne une impression de séparation franche entre la coiffe et la base.
NOMENCLATURE DES ILLUSTRATIONS FIGURES 1. 2 , 3, 4 ET 5
1 : capsule service;
2: base; 3: coiffe; : charnière; : tendeur; : zone inesthétique 0,30: deuxième moule ; 1,31 : premier moule ; 2,32: cavité correspondant à la base; 3,33: cavité correspondant à la coiffe; 4, 34: cavité correspondant à la charnière film; 5, 35: écluse; 6: cavité correspondant à la zone inesthétique; 6: partie de l'écluse restant en saillie lorsque l'écluse est en position ouverte; 7:paroi frontale de l'écluse; 8: cavité correspondant à l'élément tendeur; 9: cavité correspondant à l'attache de l'élément tendeur 0: paroi oblique du deuxième moule correspondant à la cavité de l'attache des éléments de la charnière (charnière film et élément tendeur) sur la coiffe. 1 : paroi latérale de l'écluse offrant obstacle à l'écoulement de la première matière plastique

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de moulage par injection multi-matière séquentielle permettant de fabriquer une pièce comportant au moins deux parties de formes complémentaires faites d'une matière plastique différente, mobiles l'une par rapport à l'autre par pivotement autour d'une charnière faisant la frontière entre ces deux pièces, ladite charnière pouvant être composée de plusieurs éléments travaillant en flexion ou en traction, caractérisé en ce que:
- on utilise un outillage de moulage comportant un premier moule (31 ) et un deuxième moule (30), dont les empreintes sont telles, qu'une fois les moules assemblés et verrouillés, elles définissent la cavité (32, 34 et 33) de la pièce ouverte, les parties mobiles faisant entre elles un angle d'ouverture important, typiquement voisin de 180°, le premier moule (31 ) comportant un logement dans lequel coulisse un élément mobile appelé écluse (35), susceptible de bloquer lorsqu'il est en position fermée, l'écoulement de la première matière plastique, ladite écluse possédant deux parois latérales (41 , 42) et une . paroi frontale (37) qui se déplace dans la cavité (33) destinée à recevoir la seconde matière plastique;
- on injecte la première partie (32 et 34) avec une première matière plastique, l'écluse étant en position basse et offrant, par sa paroi latérale
(41 ), un obstacle à l'écoulement de ladite première matière plastique au niveau des attaches des éléments de la charnière sur la deuxième pièce
- on déplace l'écluse (35) de telle sorte que la seconde matière plastique puisse atteindre la première matière plastique - la première matière plastique étant encore chaude, on injecte la deuxième matière plastique dans la deuxième partie de la pièce.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la pièce est une capsule service destinée à être fixée sur la tête d'un tube souple, d'un flacon ou d'un flacon-tube, la première partie de la pièce étant sa base, la seconde partie étant la coiffe, la charnière reliant ladite base à ladite coiffe comprenant au moins une charnière-film et au moins un élément tendeur. l ( (
3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel l'attache sur la coiffe de l'élément tendeur a une hauteur correspondant à au moins deux fois l'épaisseur moyenne dudit élément tendeur.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel, au droit de la charnière-film, l'écluse, en position ouverte, reste en saillie dans la cavité de la deuxième pièce.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la première matière plastique appartient au groupe des polypropylènes.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la deuxième matière plastique appartient au groupe regroupant les polyoléfines et les alliages thermoplastiques à comportement élastomérique.
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