CH711883B1 - Process of impregnating a plastic part. - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un procédé d'imprégnation à cœur d'une pièce finie en matière plastique avec un additif, comprenant les étapes suivantes : – dissoudre l'additif dans un liquide support pour former une solution ; – placer à pression ambiante la pièce en matière plastique dans une enceinte pouvant être mise sous pression ; – fermer hermétiquement l'enceinte ; – imprégner la pièce en matière plastique de la solution au moyen de dioxyde de carbone dans des conditions proche de conditions supercritiques, c'est-à-dire à une pression légèrement inférieure à sa valeur critique de manière à obtenir un mélange liquide vapeur, dans l'enceinte à une pression de 4 MPa, et à une température comprise entre 50°C et 60°C pendant une durée comprise entre 5 min et 10 min; – relâcher la pression dans l'enceinte pour que le liquide support diffuse à l'extérieur de la pièce en matière plastique et pour piéger l'additif à l'intérieur de la pièce en matière plastique.The invention relates to a process for impregnating a finished plastic part through the core with an additive, comprising the following steps: - dissolving the additive in a carrier liquid to form a solution; - placing the plastic part at ambient pressure in an enclosure which can be pressurized; - hermetically close the enclosure; - impregnating the plastic part of the solution with carbon dioxide under conditions close to supercritical conditions, that is to say at a pressure slightly below its critical value so as to obtain a liquid vapor mixture, in the enclosure at a pressure of 4 MPa, and at a temperature between 50 ° C and 60 ° C for a period of between 5 min and 10 min; - Release the pressure in the chamber so that the carrier liquid diffuses outside the plastic part and to trap the additive inside the plastic part.
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
[0001] La présente invention concerne un procédé pour imprégner une pièce en matière plastique avec un additif à l'aide d'un fluide supercritique. Plus précisément, l'invention concerne un procédé d'imprégnation de pièces d'horlogerie, ainsi que les pièces obtenues. The present invention relates to a method for impregnating a plastic part with an additive using a supercritical fluid. More specifically, the invention relates to a process for impregnating timepieces, as well as the parts obtained.
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
[0002] Le CO2supercritique a des applications commerciales connues, telles que le nettoyage poussé de pièces industrielles ou encore l'extraction de la caféine du café. [0002] Supercritical CO2 has known commercial applications, such as the thorough cleaning of industrial parts or the extraction of caffeine from coffee.
[0003] De nombreux procédés d'imprégnation à l'aide d'un fluide supercritique ont fait l'objet de brevets et sont connus pour leur rapidité et leurs moindres coûts. Le dioxyde de carbone est souvent utilisé pour son faible coût et les risques très faibles lors de sa manipulation. [0003] Many impregnation processes using a supercritical fluid have been the subject of patents and are known for their speed and their lower costs. Carbon dioxide is often used for its low cost and the very low risks when handling it.
[0004] Ainsi, il est connu du document EP 0 200 197 d'imprégner des pièces en matériau polymère thermoplastique d'un matériau odorant à l'aide d'un fluide dans ou proche des conditions supercritiques de température et de pression. Dans ce document l'imprégnation est réalisée à une pression de 17 MPa et à une température comprise entre 25°C et 60°C pour des polymères tels que le polypropylène, le polyéthylène, les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle (EVA) et les copolymères d'acrylate d'éthyle d'éthylène. [0004] Thus, it is known from document EP 0 200 197 to impregnate parts made of thermoplastic polymer material with an odorous material using a fluid in or near supercritical conditions of temperature and pressure. In this document, the impregnation is carried out at a pressure of 17 MPa and at a temperature between 25 ° C and 60 ° C for polymers such as polypropylene, polyethylene, ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymers and ethylene ethyl acrylate copolymers.
[0005] Il est également connu du document EP 0 683 804 un procédé d'imprégnation d'un substrat polymérique avec un additif au moyen d'un fluide supercritique. Dans ce document l'imprégnation est réalisée à une pression comprise de préférence entre 7 MPa et 30 MPa et à une température comprise entre 30°C et 60°C pour des polymères tels que les polyoléfines, les polyamides, les polyuréthanes, les silicones, l'albumine, les polymères d'acide lactique et glycolique, et les combinaisons de ceux-ci. [0005] Document EP 0 683 804 also discloses a process for impregnating a polymeric substrate with an additive by means of a supercritical fluid. In this document, the impregnation is carried out at a pressure of preferably between 7 MPa and 30 MPa and at a temperature of between 30 ° C and 60 ° C for polymers such as polyolefins, polyamides, polyurethanes, silicones, albumin, polymers of lactic and glycolic acid, and combinations thereof.
[0006] Ainsi, des procédés d'imprégnation utilisant le CO2supercritique ont déjà été décrits dans l'art antérieur. Toutefois aucun d'entre eux ne décrit un procédé rapide, facile à mettre en œuvre et utilisable quel que soit le type de matériaux polymères à imprégner. En effet, les procédés décrits sont relativement longs, deux heures ou plus, et la pression utilisée est très élevée, entre 7 MPa et 30 MPa. [0006] Thus, impregnation processes using supercritical CO 2 have already been described in the prior art. However, none of them describes a rapid process, easy to implement and usable regardless of the type of polymer materials to be impregnated. Indeed, the methods described are relatively long, two hours or more, and the pressure used is very high, between 7 MPa and 30 MPa.
[0007] D'après les constatations de l'inventeur ces procédés en particulier ne permettent pas de réaliser l'imprégnation de pièces d'horlogerie fabriquées à partir de matières polymères tout en conservant une qualité satisfaisante de ces pièces pour l'industrie horlogère (tolérances dimensionnelles fines, qualité de surface et qualité de la coloration), et cela plus spécifiquement pour les matériaux en copolymère tels que le méthylméthacrylate-acrylonitrile-butadiène-styrène (M-ABS) et les matériaux en polyuréthane thermoplastique (TPU). [0007] According to the findings of the inventor, these processes in particular do not allow impregnation of timepieces made from polymeric materials while maintaining a satisfactory quality of these parts for the watch industry ( fine dimensional tolerances, surface quality and color quality), and more specifically for copolymer materials such as methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene (M-ABS) and thermoplastic polyurethane (TPU) materials.
[0008] En effet, après expérimentations l'inventeur a constaté que les paramètres de pression et température utilisés dans l'art antérieur pour imprégner certains matériaux conduisaient à de nombreux défauts dans les matières, voire des déformations importantes ou un moussage de la pièce, ce qui est particulièrement gênant pour la fabrication de pièces d'horlogerie en matière plastique par exemple. [0008] In fact, after experiments, the inventor observed that the pressure and temperature parameters used in the prior art to impregnate certain materials led to numerous defects in the materials, even significant deformations or foaming of the part, which is particularly troublesome for the manufacture of plastic timepieces for example.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0009] L'invention a notamment pour objectif de pallier les différents inconvénients de ces techniques connues pour une application dans le monde horloger ou joaillier. [0009] The object of the invention is in particular to overcome the various drawbacks of these known techniques for application in the watchmaking or jewelery world.
[0010] Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un procédé permettant d'imprégner à cœur rapidement des pièces finies en matière plastique avec un additif qui serait trop sensible à la température ou au cisaillement pour être ajouté lors d'un processus classique de mélangeage ou de moulage. Un tel procédé permet également de gagner en flexibilité pour la production. On peut avec un tel procédé facilement mettre en place par modèle le moulage d'une seule référence de couleur blanche ou transparente sans additif. Cette référence est ensuite colorée ou fonctionnalisée (c'est-à-dire pourvue d'une nouvelle propriété) par le procédé selon les besoins du marché. [0010] More precisely, an objective of the invention is to provide a method making it possible to rapidly impregnate finished plastic parts with an additive which would be too sensitive to temperature or to shear to be added during a classic mixing or molding process. Such a process also makes it possible to gain flexibility for production. With such a process, one can easily set up by model the molding of a single reference of white or transparent color without additive. This reference is then colored or functionalized (that is to say provided with a new property) by the process according to the needs of the market.
[0011] Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé permettant de réduire les temps et les coûts de fabrication de montres en matière plastique. Another objective of the invention is to provide a method making it possible to reduce the times and costs of manufacturing plastic watches.
[0012] Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé d'imprégnation à cœur d'une pièce finie en matière plastique avec au moins un additif. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : <tb>–<SEP>dissoudre au moins un additif dans un liquide support pour former une solution ; <tb>–<SEP>placer à pression ambiante la pièce en matière plastique dans une enceinte pouvant être mise sous pression ; <tb>–<SEP>fermer hermétiquement l'enceinte ; <tb>–<SEP>imprégner la pièce en matière plastique de la solution au moyen de dioxyde de carbone dans des conditions proche de conditions supercritiques, c'est-à-dire à une pression légèrement inférieure à sa valeur critique de manière à obtenir un mélange liquide vapeur, dans l'enceinte à une pression comprise entre 4 MPa et 6 MPa, et à une température comprise entre 50°C et 60°C pendant une durée comprise entre 5 min et 10 min; <tb>–<SEP>relâcher la pression dans l'enceinte pour que le liquide support diffuse à l'extérieur de la pièce en matière plastique et pour piéger au moins une partie de l'additif à l'intérieur de la pièce en matière plastique.[0012] These objectives, as well as others which will emerge more clearly below, are achieved according to the invention using a process for impregnating to the heart of a finished plastic part with at least one additive. According to the invention, the method comprises the following steps: <tb> - <SEP> dissolving at least one additive in a carrier liquid to form a solution; <tb> - <SEP> placing the plastic part at ambient pressure in an enclosure which can be pressurized; <tb> - <SEP> hermetically close the enclosure; <tb> - <SEP> impregnate the plastic part of the solution with carbon dioxide under conditions close to supercritical conditions, that is to say at a pressure slightly below its critical value so as to obtain a liquid vapor mixture, in the chamber at a pressure of between 4 MPa and 6 MPa, and at a temperature of between 50 ° C and 60 ° C for a period of between 5 min and 10 min; <tb> - <SEP> release the pressure in the enclosure so that the carrier liquid diffuses outside the plastic part and to trap at least part of the additive inside the material part plastic.
[0013] Conformément à d'autres variantes avantageuses du procédé selon l'invention : <tb>–<SEP>le matériau est choisi parmi les polyuréthanes thermoplastiques, les polyamides, les méthyl acrylonitrile butadiène styrène ou les polymétacrylates de méthyle ; <tb>–<SEP>le liquide support est choisi parmi l'hexane, l'isopropanol, le D-limonène ; <tb>–<SEP>l'additif est choisi parmi des colorants, des agents anti-odeurs, des fragrances, des additifs actifs cosmétiques ; <tb>–<SEP>on imprègne la matière plastique avec une combinaison d'au moins deux additifs ; <tb>–<SEP>l'imprégnation est réalisée sous flux constant ; <tb>–<SEP>le procédé comprend une étape de lavage de la pièce en matière plastique après avoir relâché la pression dans l'enceinte pour éliminer les résidus ; <tb>–<SEP>l'étape de lavage est effectuée à l'eau claire et au moyen d'une brosse ou similaire.[0013] According to other advantageous variants of the method according to the invention: <tb> - <SEP> the material is chosen from thermoplastic polyurethanes, polyamides, methyl acrylonitrile butadiene styrene or polymethyl metacrylates; <tb> - <SEP> the carrier liquid is chosen from hexane, isopropanol, D-limonene; <tb> - <SEP> the additive is chosen from colorants, anti-odor agents, fragrances, cosmetic active additives; <tb> - <SEP> the plastic material is impregnated with a combination of at least two additives; <tb> - <SEP> the impregnation is carried out under constant flow; <tb> - <SEP> the method comprises a step of washing the plastic part after releasing the pressure in the chamber to remove the residues; <tb> - <SEP> the washing step is carried out with clean water and by means of a brush or the like.
[0014] L'invention concerne aussi toutes pièces d'horlogerie et joaillerie en matériau copolymère obtenu par le procédé conforme à l'invention. The invention also relates to all timepieces and jewelry made of copolymer material obtained by the process according to the invention.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des figures annexées, parmi lesquelles : <tb>–<SEP>la figure 1 est une photo de pièces d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un premier test ; <tb>–<SEP>la figure 2 est une photo de pièces d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un deuxième test ; <tb>–<SEP>la figure 3 est une photo d'une coupe d'une pièce d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un troisième test ; <tb>–<SEP>la figure 4 est une photo d'une pièce d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un quatrième test ; <tb>–<SEP>la figure 5 est une photo d'une pièce d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un cinquième test ; <tb>–<SEP>la figure 6 est une photo d'une pièce d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un sixième test ; <tb>–<SEP>la figure 7 est une photo de pièces d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un septième test. <tb>–<SEP>la figure 8 est une photo d'une pièce d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un huitième test ; <tb>–<SEP>La figure 9 est une photo d'une pièce d'horlogerie en matière plastique illustrant les résultats d'un neuvième test.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description of a particular embodiment of the invention, given by way of simple illustrative and non-limiting example, and the appended figures , among : <tb> - <SEP> FIG. 1 is a photo of plastic timepieces illustrating the results of a first test; <tb> - <SEP> FIG. 2 is a photo of plastic timepieces illustrating the results of a second test; <tb> - <SEP> FIG. 3 is a photo of a section of a plastic timepiece illustrating the results of a third test; <tb> - <SEP> FIG. 4 is a photo of a plastic timepiece illustrating the results of a fourth test; <tb> - <SEP> Figure 5 is a photo of a plastic timepiece illustrating the results of a fifth test; <tb> - <SEP> FIG. 6 is a photo of a plastic timepiece illustrating the results of a sixth test; <tb> - <SEP> Figure 7 is a photo of plastic timepieces illustrating the results of a seventh test. <tb> - <SEP> FIG. 8 is a photo of a plastic timepiece illustrating the results of an eighth test; <tb> - <SEP> Figure 9 is a photo of a plastic timepiece showing the results of a ninth test.
Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed description of the preferred embodiments
[0016] L'invention concerne un procédé d'imprégnation à cœur d'une pièce finie en matière plastique avec au moins un additif. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : <tb>–<SEP>dissoudre au moins un additif dans un liquide support pour former une solution ; <tb>–<SEP>placer à pression ambiante la pièce en matière plastique dans une enceinte pouvant être mise sous pression ; <tb>–<SEP>fermer hermétiquement l'enceinte ; <tb>–<SEP>imprégner la pièce en matière plastique de la solution au moyen de dioxyde de carbone dans des conditions proche de conditions supercritiques, c'est-à-dire à une pression légèrement inférieure à sa valeur critique de manière à obtenir un mélange liquide vapeur, dans l'enceinte à une pression de 4 MPa , et à une température comprise entre 50°C et 60°C pendant une durée comprise entre 5 min et 10 min; <tb>–<SEP>relâcher la pression dans l'enceinte pour que le liquide support diffuse à l'extérieur de la pièce en matière plastique et pour piéger l'au moins un additif à l'intérieur de la pièce en matière plastique.The invention relates to a process for impregnating a finished piece of plastic material with at least one additive. According to the invention, the method comprises the following steps: <tb> - <SEP> dissolving at least one additive in a carrier liquid to form a solution; <tb> - <SEP> placing the plastic part at ambient pressure in an enclosure which can be pressurized; <tb> - <SEP> hermetically close the enclosure; <tb> - <SEP> impregnate the plastic part of the solution with carbon dioxide under conditions close to supercritical conditions, that is to say at a pressure slightly below its critical value so as to obtain a liquid vapor mixture, in the chamber at a pressure of 4 MPa, and at a temperature between 50 ° C and 60 ° C for a period of between 5 min and 10 min; <tb> - <SEP> release the pressure in the enclosure so that the support liquid diffuses outside the plastic part and to trap the at least one additive inside the plastic part.
[0017] Par fluide dans des conditions supercritiques, ou fluide supercritique, on entend au sens de la présente invention un fluide utilisé à une température et une pression supérieure à sa valeur critique de manière à le placer dans son état supercritique et ainsi le disperser plus facilement dans un matériau, comme les polymères, les copolymères ou encore les élastomères. By fluid under supercritical conditions, or supercritical fluid, is meant within the meaning of the present invention a fluid used at a temperature and a pressure above its critical value so as to place it in its supercritical state and thus disperse it more easily in a material, such as polymers, copolymers or elastomers.
[0018] Par fluide proche des conditions supercritiques on entend au sens de la présente invention un fluide utilisé à une pression légèrement inférieure à sa valeur critique de manière à obtenir un mélange liquide vapeur. By fluid close to supercritical conditions is meant within the meaning of the present invention a fluid used at a pressure slightly below its critical value so as to obtain a liquid vapor mixture.
[0019] Par imprégnation à cœur, on entend une pénétration de l'additif dans l'épaisseur de la matière de manière à avoir une coloration résistante à l'usure de la pièce. By core impregnation is meant penetration of the additive into the thickness of the material so as to have a wear-resistant coloring of the part.
[0020] Par pièce finie, on entend toute pièce usinée provenant par exemple d'une opération d'injection, d'extrusion, de thermoformage, de moulage, et prête à être assemblée. By finished part is meant any machined part originating for example from an operation of injection, extrusion, thermoforming, molding, and ready to be assembled.
[0021] Il existe de nombreux fluides supercritiques pour imprégner des matériaux, et on utilisera de préférence un fluide supercritique non réactif et non toxique tel que le CO2d'une part pour éviter d'altérer certains additifs et, d'autre part, pour traiter les matériaux destinés à être en contact avec la peau et éviter des réactions cutanées. There are many supercritical fluids to impregnate materials, and preferably a non-reactive and non-toxic supercritical fluid such as CO2 will be used, on the one hand to avoid altering certain additives and, on the other hand, to treat materials intended to be in contact with the skin and to prevent skin reactions.
[0022] Le CO2permet également de limiter les coûts de l'opération d'imprégnation de par sa température et sa pression pour atteindre l'état supercritique. The CO 2 also makes it possible to limit the costs of the impregnation operation by virtue of its temperature and its pressure to reach the supercritical state.
[0023] La pression est comprise entre 3 MPa et 6 MPa, et la température est comprise entre 25°C et 65°C. The pressure is between 3 MPa and 6 MPa, and the temperature is between 25 ° C and 65 ° C.
[0024] L'inventeur a constaté qu'au-delà de ces paramètres de nombreux défauts étaient présents dans la matière de la pièce en matière plastique suivant les polymères utilisés, et notamment pour les thermoplastiques suivants qui sont couramment utilisés pour réaliser des montres en matière plastique : les polyuréthanes thermoplastiques, les polyamides, les méthyl acrylonitrile butadiène styrène, les polymétacrylates de méthyle. The inventor has found that beyond these parameters many defects were present in the material of the plastic part depending on the polymers used, and in particular for the following thermoplastics which are commonly used to make watches in plastic: thermoplastic polyurethanes, polyamides, methyl acrylonitrile butadiene styrene, polymethyl methacrylates.
[0025] Par additif, on entend au sens de la présente invention, tout additif organique ou inorganique, de densité inférieure à 3 et de taille de particules inférieure à 50 micromètres, qu'il soit soluble ou peu soluble dans un milieu liquide. Ce procédé n'est donc pas limité aux additifs solubles dans un milieu liquide. For the purposes of the present invention, the term “additive” is understood to mean any organic or inorganic additive with a density of less than 3 and with a particle size of less than 50 micrometers, whether it is soluble or sparingly soluble in a liquid medium. This process is therefore not limited to additives soluble in a liquid medium.
[0026] Selon un mode de réalisation de l'invention, l'additif peut être un colorant ou un pigment (organique ou inorganique). On peut citer à titre d'exemple les colorants azoïques. [0026] According to one embodiment of the invention, the additive can be a dye or a pigment (organic or inorganic). Mention may be made, by way of example, of azo dyes.
[0027] L'additif peut également être une substance active de la cosmétique, on peut citer à titre d'exemple l'acide hyaluronique ou les céramides. [0027] The additive can also be an active substance in cosmetics, for example hyaluronic acid or ceramides may be mentioned.
[0028] L'additif peut aussi être un agent anti-odeurs tel que le zinc pyrithium ou bien une fragrance comme les huiles essentielles par exemple. [0028] The additive can also be an anti-odor agent such as zinc pyrithium or else a fragrance such as essential oils for example.
[0029] Selon l'invention, la matière plastique peut être imprégnée d'une combinaison d'additifs. On peut par exemple imprégner la matière plastique d'un colorant et d'un agent anti-odeurs. [0029] According to the invention, the plastic material can be impregnated with a combination of additives. The plastic material can, for example, be impregnated with a dye and an anti-odor agent.
[0030] Par liquide support, on entend au sens de la présente invention, un co-solvant tel que l'hexane, l'isopropanol ou encore le D-limonène. By carrier liquid is meant within the meaning of the present invention, a co-solvent such as hexane, isopropanol or even D-limonene.
[0031] Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le procédé est mis en œuvre sous flux constant de CO2supercritique, c'est-à-dire que tous les réactifs sont mis simultanément en présence et on injecte le CO2supercritique pendant une durée déterminée. Par exemple, dans la quatrième étape de l'invention, on injecte du CO2supercritique pendant un temps prédéterminé dans l'enceinte recevant le mélange obtenu lors de la première étape et la pièce en matière plastique à imprégner. According to a preferred embodiment of the invention, the method is implemented under a constant flow of supercritical CO 2, that is to say that all the reagents are brought together simultaneously and the supercritical CO 2 is injected for a period of time determined. For example, in the fourth step of the invention, supercritical CO 2 is injected for a predetermined time into the chamber receiving the mixture obtained during the first step and the plastic part to be impregnated.
[0032] Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau à imprégner est choisi parmi la famille des acrylates ou des polyuréthanes. [0032] According to one embodiment of the invention, the material to be impregnated is chosen from the family of acrylates or polyurethanes.
[0033] La première étape du procédé selon l'invention permet de réaliser le mélange intime de l'additif et du co-solvant avant l'étape de diffusion. Par mélange intime on entend un mélange dans lequel l'additif et le co-solvant se retrouvent uniformément répartis (soit une dispersion, soit une dissolution) au sein du mélange obtenu. La première étape permet donc d'optimiser l'imprégnation et d'obtenir de meilleurs résultats. Le mélange obtenu à la fin de la première étape est donc de préférence un mélange liquide de manière à diminuer le temps d'imprégnation lors de la quatrième étape. Les trois premières étapes du procédé sont réalisées à la température et à la pression ambiante. The first step of the process according to the invention allows for the intimate mixture of the additive and the co-solvent before the diffusion step. By intimate mixture is meant a mixture in which the additive and the co-solvent are found uniformly distributed (either a dispersion or a dissolution) within the mixture obtained. The first step therefore makes it possible to optimize the impregnation and obtain better results. The mixture obtained at the end of the first step is therefore preferably a liquid mixture so as to reduce the impregnation time during the fourth step. The first three steps of the process are carried out at room temperature and pressure.
[0034] La quatrième étape du procédé selon l'invention permet d'imprégner le matériau avec l'additif. La quatrième étape est réalisée dans une enceinte fermée hermétiquement. Le mélange obtenu lors de la première étape est introduit dans une enceinte avec la pièce en matière plastique à imprégner, avant de fermer l'enceinte hermétiquement. Lors de la troisième et de la quatrième étape du procédé, l'enceinte est fermée, mise sous pression et portée à la température désirée pendant le temps nécessaire pour que le CO2alors sous forme proche-supercritique permette l'imprégnation de la pièce en matière plastique par l'additif à la teneur souhaitée. Plus le traitement est long, et plus la pièce en matière plastique sera imprégnée avec toutefois un phénomène de saturation lorsque les porosités de la pièce en matière plastique sont comblées. The fourth step of the process according to the invention makes it possible to impregnate the material with the additive. The fourth step is carried out in a hermetically sealed enclosure. The mixture obtained during the first step is introduced into an enclosure with the plastic part to be impregnated, before closing the enclosure hermetically. During the third and fourth step of the process, the enclosure is closed, pressurized and brought to the desired temperature for the time necessary for the CO2 then in near-supercritical form to allow the plastic part to be impregnated. with the additive at the desired content. The longer the treatment, the more the plastic part will be impregnated with, however, a saturation phenomenon when the porosities of the plastic part are filled.
[0035] Durant la quatrième étape, la pièce en matière plastique à imprégner reste sous forme solide. La température lors de la quatrième étape est comprise entre 25 et 65°C. De telles températures permettent d'éviter une détérioration de la matière plastique lors de l'imprégnation. During the fourth step, the plastic part to be impregnated remains in solid form. The temperature during the fourth stage is between 25 and 65 ° C. Such temperatures make it possible to prevent deterioration of the plastic material during impregnation.
[0036] La pression au cours de la quatrième étape est comprise entre 3 MPa et 6 MPa, par exemple égale à 4 MPa. De telles pressions ont pour avantage de pouvoir utiliser des infrastructures peu onéreuses par rapport à l'état de l'art. The pressure during the fourth step is between 3 MPa and 6 MPa, for example equal to 4 MPa. Such pressures have the advantage of being able to use inexpensive infrastructures compared to the state of the art.
[0037] Dans un mode de réalisation particulier, le temps de contact au cours de la quatrième étape est compris de préférence entre une minute et quinze minutes, et plus préférentiellement entre une minute et dix minutes, par exemple égal à cinq minutes. Un tel temps de traitement permet d'imprégner rapidement les pièces en matière plastique et donc de traiter une plus grande quantité de pièces. In a particular embodiment, the contact time during the fourth step is preferably between one minute and fifteen minutes, and more preferably between one minute and ten minutes, for example equal to five minutes. Such a processing time makes it possible to rapidly impregnate the plastic parts and therefore to process a larger quantity of parts.
[0038] En fonction de la coloration souhaitée, le temps d'imprégnation ou la pression peuvent être ajustés de manière à obtenir une coloration plus claire ou plus foncée. Depending on the desired coloring, the impregnation time or the pressure can be adjusted so as to obtain a lighter or darker coloring.
[0039] La cinquième étape permet de récupérer et d'isoler la pièce en matière plastique imprégnée obtenue suite à la quatrième étape et éventuellement de séparer l'additif qui n'a pas imprégné la pièce en matière plastique. Pour cela, l'enceinte utilisée est dépressurisée et refroidie progressivement. Elle est ensuite maintenue à pression ambiante pendant 2 minutes. The fifth step makes it possible to recover and isolate the impregnated plastic part obtained following the fourth step and optionally to separate the additive which has not impregnated the plastic part. For this, the enclosure used is depressurized and gradually cooled. It is then maintained at ambient pressure for 2 minutes.
[0040] Selon l'invention, le procédé peut comprendre une étape de lavage de la pièce en matière plastique, après avoir relâché la pression dans l'enceinte, pour éliminer les résidus restant en surface comme un surplus de colorant par exemple. According to the invention, the method may include a step of washing the plastic part, after releasing the pressure in the chamber, to remove the residues remaining on the surface such as a surplus of dye for example.
[0041] Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'étape de lavage est effectuée de préférence à l'eau claire et au moyen d'une brosse ou équivalent. On pourrait également utiliser des jets d'eau basse pression ou encore passer les pièces imprégnées dans un bain. L'agitation du bain peut aussi être prévue et adaptée au nettoyage nécessaire. [0041] According to a preferred embodiment of the invention, the washing step is preferably carried out with clean water and by means of a brush or equivalent. One could also use low pressure water jets or pass the impregnated parts in a bath. The agitation of the bath can also be provided and adapted to the necessary cleaning.
[0042] La pièce en matière plastique imprégnée par l'additif peut être utilisée dans la fabrication de pièce d'horlogerie ou de joaillerie, et plus particulièrement les pièces d'horlogerie ou de joaillerie en plastique. En particulier, le procédé peut être utilisé dans la fabrication de boites de montre, de bracelets, de lunettes, de couronnes, de cadrans, de poussoirs, de glaces, de boucles, ou encore toute pièce en plastique faisant partie d'une montre ou d'un bijou. La présente invention concerne en outre une pièce d'horlogerie ou de joaillerie en matière plastique, sous forme solide, et imprégnée par un additif par le procédé selon la présente invention tel que décrit ci-dessus. The plastic part impregnated with the additive can be used in the manufacture of timepiece or jewelry, and more particularly plastic timepieces or jewelry. In particular, the process can be used in the manufacture of watch cases, bracelets, bezels, crowns, dials, pushers, crystals, buckles, or even any plastic part forming part of a watch or of a jewel. The present invention also relates to a piece of timepiece or jewelry made of plastic, in solid form, and impregnated with an additive by the process according to the present invention as described above.
[0043] Ainsi, les composants horlogers ou joailliers en plastique déjà moulés ou usinés peuvent être imprégnés par ce procédé tout en conservant les propriétés initiales du composant, notamment les dimensions et les caractéristiques mécaniques. [0043] Thus, the watch or jewelery components in plastic already molded or machined can be impregnated by this process while retaining the initial properties of the component, in particular the dimensions and the mechanical characteristics.
[0044] Les exemples suivants sont donnés à titre indicatif et non limitatif. Les traitements de coloration et d'imprégnation ont été réalisés sur des boites de montres injectées dans les matières indiquées. The following examples are given as an indication and are not limiting. The coloring and impregnation treatments were carried out on watch cases injected into the materials indicated.
Tableau 1 :Table 1:
[0045] <tb>Test 1<SEP>Acrylonitrile Butadiene Styrene<SEP>8.3<SEP>60<SEP>45<SEP>10<SEP>aucun<SEP>Moussage de la pièce <tb>Test 2<SEP>Thermoplastique polyurethane (base polyether) 65shore A<SEP>7.6<SEP>50<SEP>30<SEP>10<SEP>6.6% hexane<SEP>Moussage de la pièce <tb>Test 3<SEP>Acrylonitrile Butadiene Styrene<SEP>6.2<SEP>55<SEP>10<SEP>2<SEP>1.6% hexane<SEP>Moussage de la pièce <tb>Test 4<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene<SEP>5.5<SEP>35<SEP>10<SEP>2<SEP>1.6% hexane<SEP>Moussage de la pièce <tb>Test 5<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene<SEP>4<SEP>35<SEP>10<SEP>2<SEP>1.6% hexane<SEP>Coloration uniquement sur 100 micromètres dans l'épaisseur <tb>Test 6<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene<SEP>1.5 puis 5.5<SEP>45<SEP>5 puis 10<SEP>2<SEP>1.6% in hexane<SEP>Coloration non complète dans l'épaisseur[0045] <tb> Test 1 <SEP> Acrylonitrile Butadiene Styrene <SEP> 8.3 <SEP> 60 <SEP> 45 <SEP> 10 <SEP> none <SEP> Foaming of the part <tb> Test 2 <SEP> Thermoplastic polyurethane (polyether base) 65shore A <SEP> 7.6 <SEP> 50 <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> 6.6% hexane <SEP> Foaming of the part <tb> Test 3 <SEP> Acrylonitrile Butadiene Styrene <SEP> 6.2 <SEP> 55 <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Foaming of the part <tb> Test 4 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene <SEP> 5.5 <SEP> 35 <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Foaming of the part <tb> Test 5 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene <SEP> 4 <SEP> 35 <SEP> 10 <SEP> 2 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Coloring only on 100 micrometers in the thickness <tb> Test 6 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene <SEP> 1.5 then 5.5 <SEP> 45 <SEP> 5 then 10 <SEP> 2 <SEP> 1.6% in hexane <SEP> Incomplete coloring in the thickness
Tableau 2 :Table 2:
[0046] <tb>Test 7<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene<SEP>5.5<SEP>60<SEP>13<SEP>2<SEP>1.6% hexane<SEP>Léger moussage donnant un aspect blanchatre <tb>Test 8<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene<SEP>4<SEP>100<SEP>10<SEP>10<SEP>1.6% hexane<SEP>Moussage très important <tb>Test 9<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene<SEP>4<SEP>60<SEP>10<SEP>10<SEP>1.6% hexane<SEP>Belle coloration, mais très léger blanchiment en surface <tb>Test 10<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene / Thermoplastique polyurethane<SEP>4<SEP>50<SEP>10<SEP>10<SEP>1.6% hexane<SEP>Coloration homogène sans moussage, mais léger blanchiment en surface <tb>Test 11<SEP>Methylmetacrylate Butadiene Styrene<SEP>4<SEP>50<SEP>5<SEP>5<SEP>1.6% hexane<SEP>Coloration homogène légèrement plus claire <tb>Test 12<SEP>Thermoplastique polyurethane (base polyether) 65shore A<SEP>4<SEP>50<SEP>5<SEP>5<SEP>1.6% hexane<SEP>Coloration homogène[0046] <tb> Test 7 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene <SEP> 5.5 <SEP> 60 <SEP> 13 <SEP> 2 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Light foaming giving a whitish appearance <tb> Test 8 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene <SEP> 4 <SEP> 100 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Very significant foaming <tb> Test 9 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene <SEP> 4 <SEP> 60 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Nice color, but very light bleaching on the surface <tb> Test 10 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene / Thermoplastic polyurethane <SEP> 4 <SEP> 50 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Homogeneous color without foaming, but slight bleaching on the surface <tb> Test 11 <SEP> Methylmetacrylate Butadiene Styrene <SEP> 4 <SEP> 50 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Homogeneous color slightly lighter <tb> Test 12 <SEP> Thermoplastic polyurethane (polyether base) 65shore A <SEP> 4 <SEP> 50 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 1.6% hexane <SEP> Homogeneous color
[0047] Dans ces deux tableaux, les mêmes additifs ont été utilisés, à savoir un colorant azoïque, le chromophtal®, et un hydrocarbure aromatique, l'anthraquinone (oracet®). Un seul co-solvant est utilisé, l'hexane, et trois matières plastiques ont été testées, l'Acrylonitrile Butadiène Styrène, le thermoplastique polyuréthane (base polyéther) et le méthylmétacrylate butadiène styrène. In these two tables, the same additives were used, namely an azo dye, chromophtal®, and an aromatic hydrocarbon, anthraquinone (oracet®). A single co-solvent is used, hexane, and three plastics have been tested, acrylonitrile butadiene styrene, thermoplastic polyurethane (polyether base) and methylmetacrylate butadiene styrene.
[0048] Sur la figure 1 correspondant aux tests 1 et 2, on peut observer une déformation complète de la pièce due à un moussage ainsi qu'une coloration non-uniforme. On observe ces mêmes résultats à la figure 2 pour les tests 3 et 4 ; des déformations sont visibles sur les pièces. In Figure 1 corresponding to tests 1 and 2, we can observe a complete deformation of the part due to foaming and non-uniform coloring. These same results are observed in FIG. 2 for tests 3 and 4; deformations are visible on the parts.
[0049] Sur la figure 3 correspondant au test 5, on observe que la pièce n'est colorée qu'en surface et sur une très faible profondeur ; le colorant n'a pas pénétré suffisamment en profondeur pour fournir une coloration correcte et pérenne dans le temps malgré l'usure. In Figure 3 corresponding to test 5, it is observed that the part is colored only on the surface and to a very shallow depth; the dye did not penetrate deep enough to provide correct and lasting coloration over time despite wear.
[0050] Sur la figure 4, correspondant au test 7, on observe un blanchiment de la pièce après imprégnation, ce qui n'est pas acceptable. In Figure 4, corresponding to test 7, there is a bleaching of the part after impregnation, which is not acceptable.
[0051] Sur la figure 5 correspondant au test 8, on observe un moussage important de la pièce après imprégnation qui la rend inutilisable. In Figure 5 corresponding to test 8, there is significant foaming of the part after impregnation which makes it unusable.
[0052] La figure 6 illustre le résultat du test 9, un léger est observé à la surface de la pièce suite à l'imprégnation dû à la migration de cires utilisées dans le plastique MABS comme agent de mise en œuvre, cependant la coloration est satisfaisante. Figure 6 illustrates the result of test 9, a slight is observed on the surface of the part following the impregnation due to the migration of waxes used in the MABS plastic as a processing agent, however the coloring is satisfactory.
[0053] La figure 7 illustre des pièces colorées selon les conditions du test 10. On observe une coloration homogène de bonne qualité sans aucune déformation des pièces en matière plastique. Néanmoins un très léger voile blanc est visible en surface, indiquant un début de migration de certains additifs plastiques. FIG. 7 illustrates parts colored according to the conditions of test 10. A homogeneous coloring of good quality is observed without any deformation of the plastic parts. However, a very slight white veil is visible on the surface, indicating the start of migration of certain plastic additives.
[0054] La figure 8 illustre deux pièces en méthacrylate butadiène styrène correspondant au test 11. On observe une coloration homogène sans déformation et sans blanchiment. FIG. 8 illustrates two parts of styrene butadiene methacrylate corresponding to test 11. A homogeneous coloring is observed without deformation and without bleaching.
[0055] La figure 9 illustre deux pièces en polyuréthane thermoplastique correspondant au test 12. On observe une coloration homogène sans déformation et sans blanchiment. FIG. 9 illustrates two thermoplastic polyurethane parts corresponding to test 12. A homogeneous coloring is observed without deformation and without bleaching.
[0056] Bien entendu, la présente invention définie par les revendications ne se limite pas à l'exemple illustré et est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. Of course, the present invention defined by the claims is not limited to the example illustrated and is susceptible of various variants and modifications which will appear to those skilled in the art.
Claims (9)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01787/15A CH711883B1 (en) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Process of impregnating a plastic part. |
Applications Claiming Priority (1)
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CH01787/15A CH711883B1 (en) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Process of impregnating a plastic part. |
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CH711883A2 CH711883A2 (en) | 2017-06-15 |
CH711883B1 true CH711883B1 (en) | 2020-07-15 |
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ID=59030668
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CH01787/15A CH711883B1 (en) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Process of impregnating a plastic part. |
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CH (1) | CH711883B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB201811764D0 (en) * | 2018-07-18 | 2018-08-29 | Flaherty Michael John | Polymer composition |
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2015
- 2015-12-08 CH CH01787/15A patent/CH711883B1/en unknown
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Publication number | Publication date |
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CH711883A2 (en) | 2017-06-15 |
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