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BREVET D'INVENTION "Procédé de fabrication d'objets moulés par compression".
On a déjà proposé de traiter des matières moulables à chaud sous pression, qui renferment comme liant des résines artificielles duroissables, pour donner des pièces ayant la forme désirée, d'après le procédé par injection, c'est-à-dire en refoulant la masse plastique par une buse ou organe analo- gue dans l'espace creux des moules. Ces propositions sont res tées sans résultat car, jusqu'ici on n'a pas réussi à fabriquer d'objets moulés par compression par un procédé par injection, en partant de matières moulables à chaud sous pression, qui renfermaient comme liant des résines artificielles duroissa- bles.
Or, on a constaté que l'on pouvait fabriquer dès objets de grande valeur, moulés par compression, de façon satisfai-
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sante au point de vue industriel et économique, lorsque, con formément à l'invention,on procède de la fagon indiquée ci- dessous. On peut ainsi obtenir, de la façon la plus simple et avec un travail ultérieur très faible, les moulages les plus compliqués que l'on ne peut absolument pas obtenir ou que l'on ne peut obtenir qu'avec un travail ultérieur difficile, avec le mode de travail courant, c'est-à-dire sans employer le pro- cédé par injection, en utilisant simultanément la pression et la chaleur.
D'après le présent procédé, il est possible de noyer, . lors du moulage, des parties métalliques, ce qui était absolu- mentxx impossible avec le mode de travail pratiqué jusqu'à pré- sent..Ainsi, on peut noyer dans les pièces moulées, par exemple, des parties métalliques en tôles minces, sans avoir à craindre de dégâts dans la fabrication des pièces moulées. En outre, on peut faire, sans difficulté, des pièces moulées dans lesquelles les pièces métalliques noyées doivent faire saillie des deux côtés.
Les matières moulables à chaud sous pression, qui servent pour la mise en oeuvre de l'invention, peuvent avoir me compo- sition quelconque telle que celles qui sont utilisées dans le procédé connu, sous pression et à chaude En première ligne, on peut envisager came mélanges moulables sous pression, ceux ren- -fermant, à côté des matières de remplissage habituelles, fibreu- ses ou non, les liants constitués par les liants durcissables à base de résine, c'est-à-dire en premier lieu les résines phé-
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noi-formaldéhyde, puis les résines urée-formaldéhyd.e, uréethiourée-formaldéhyde, Utée-fiénol-fOrma1dmyde,e%a... , ou leurs mélanges.
Les résines durcissables phénol-formaldéhyde ainsi que les autres résines peuvent être obtenues par condensation, en une seule opération, ou en deux étapes, en partant de résines non duroissables et d'agents de durcissement. En outre des ma- tières de remplissage et des résines, les mélanges moulables sous pression renferment les additions habituelles, par exemple, co-
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lorants, plastifiants, agents de lubrification, accélérateurs de durcissement qui peuvent être acides ou alcalins, résines artificielles non duroissables, résines naturelles, duroissa- bles ou non, etc.*., ou des mélanges de ces additions. On va indiquer ci-dessous quelques compositions appropriées pour des mélanges moulables sous pression.
Mélange à la farine de bois. - 50 kg. de farine de bois, 50 kg. de novolaque, 6 kg d'hexaméthylène tétramine, 2 kg. de nigrosine, 1 kg. d'oxyde de magnésium et 1,5 kg d'acide stéari- que.
Mélange à l'amiante. - 60 kg. d'amiante, 40 kg. de résine de résole solide, 1,6 kg. d'oxyde de magnésium, 2 kg. d'acide s té ari que.
Ces deux mélanges peuvent être fabriqués à la façon habi- tuelle, par exemple par mélange sur une calandre chauffée et concassage subséquent.
Mélange à la résine d' urée-thiourée-formaldéhyde. - 60 kg. d'urée, 76 kg. de thiourée, 70 kg. de paraformaldéhyde, 50 kg. de cellulose et 0,1-1 kg. d'acide citrique, avec addition de colorant et de lubrifiant, aux dosages usuels, sont condensés simultanément dans une machine à malaxer chauffée ou sur une calandre chauffée et :sent mélangés ensuite pour donner une mas- se homogène et travaillés à la façon habituelle pour damer un mélange moulable sous pression.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la masse moulable sous pression se trouve dans un pot à injection chauffé, de façon appropriée et elle est chauffée jusqu'à, ce qu'elle devienne suffisamment fluide pour être @@@@ injectée dans le moule. Par exemple, on peut chauffer la masse dans le pot à injection à 80-100. Naturellement, suivant la compo- sition des masses moulables sous pression, la température à la- quelle elles sont chauffées dans le pot à injection peut varier.
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La masse moulable sous pression chaude et refoulée du pot à. injection à. pression élevée, par exemple, avee des mélanges habituels phénol-formaldéhyde, à environ 1.000 kg. par cm2, ou plus, dans la buse d'injection reliée au pot à injection, buse qui n'est pas trop étroite et qui est chauffée, et, de là, la masse passe dans le moule de compression. Ayant l'in- troduction de la masse moulable sous pression, le moule doit être chauffé environ à la température de compression ou plus, de telle sorte que, par exemple avec des masses de résine phé- nol-formaldéhyde, la paroi du moule soit à une température d'environ 160-180 .
On peut obtenir des très bons résultats arec ces masses moulables sous pression même dans des moules qui sent chauffés à 200-210 . Pendant l'introduction de la masse dans le moule, l'air s'échappe de celui-ci..Après rem- plissage du moule, on madntient pendant un certain temps une pression élevée et il se produit alors très rapidement une cer- taine solidification de la masse dans le canal d'amenée du mou- le, en dessous de labuse d'injection, de sorte que, dans ce canal d'amenée, il se forme un bouahon de fermeture semi-solide le fermant étroitement. Au bout d'un certain temps,
on suppri- me la pression exercée sur le moule. La pièce comprimée y res- te encore pendant un peu% de temps, suivant la grandeur et l'épaisseur des pièces, 10 secondes ou davantage, et la pièce peut alors être retirée de façon appropriée. La pression à l'intérieur du moule est plusieurs fois celle qui règle dans le pot à injection grâce à me sorte de transformation de pres- sion hydraulique au moyen d'un corps intercalaire semi-eolide qui est constitué par le bouchon dans le canal d'amenée du moule.
De façon à empêcher que la masse contenuedans le pot à injection ne subisse un durcissement prématuré, on exerce une pression plus faible sur la masse qui se trouve dans le pot, après qu'en a cessé d'exercer la pression élevée, la matière qui se trouve dans le pot à injection pouvant s'écouler lente-
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ment, avec interoalation d'une bague de support sous le pot.
La matière qui s'écoule alors est de nouveau utilisable. Après éjeotion, les pièces coulées et comprimées peuvent subir un nouveau durcissement dans un four; cependant ceci n'est en général pas nécessaire.
Il est essentiel pour l'invention que les conditions de travail indiquées soient remplies. On doit donc chauffer suf- fisamment la masse dans le pot à injection, en outre chauffer la buse d'injection et le canal du moule et enfin le moule lui-même doit être chauffé à la température de compression, ou davantage. L'introduction de la masse dans le moule doit se faire à la pression élevée indiquée et le durcissement de la pièce moulée doit s'effectuer sous une pression encore plus élevée ce qui, conformément à l'invention, et comme cela a été indiqué,s'obtient du fait que la pression exercée sur le moule est maintenue encore un certain temps après le remplissage de ce moule.
Sur les dessins annexés, on a représenté, sur les fig.l à 5, à @@@@@ titre d'exemple, un dispositif servant à la mise en oeuvre de l'invention.
La fig.l montre ce dispositif dans la position dans la- quelle la masse à comprimer P est introduite dans le pot T, tandis que le moule en deux parties W avec la partie oreuse F, dont le remplissage donne l'objet moulé, se trouve déjà dans l'enveloppe M.
La fig. 2 représente le même dispositif dans lequel la masse à comprimer P est refoulée légèrement par le poinçon S dans le pot T, avec Intercalation d'une bague R, dans la direc- tion du moule W, jusqu'à ce que l'on ait constaté, par le fait que la masse à comprimer commence à s'écouler hors du canal de la buse D du pot, que la masse est dans l'état voulu pour s'é- couler. La masse qui s'est ainsi écoulée peut être remise dans le pot pour servir ultérieurement.
La section de la buse est
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d'environ 30 mm2 ou plus;
La fig. 3 représente le même dispositif, après enlèvement de la bague intercalaire R, dans la position dans laquelle, à. l'aide du poinçon S, la masse à comprimer P est refoulée dans le creux F du moule W, par le canal de la buse D et par le car- nal K du moule W;
La fig. 4 montre le même dispositif une fois que le poin- çon S a été retiré du pot T, que S et D ont été écartés de W et que W a été sorti par l'éjecteur A de l'enveloppe M du moule, suffisamment pour que l'objet moulé F puisse être enlevé.
Le soulèvement du pot T par rapport au moule W se fait une fois que la masse à comprimer s'est solidifiée dans le canal K;
Sur la fig. 5, on a représenté une presse avec dispositif d'injection. La position représentée correspond à la fig. 4.
Le pot T se trouve dans une traverse qui est guidée sur les montants de la presse. La traverse est prolongée suffisamment pour que le poinçon S puisse être retiré du pot T, après que la traverse a buté sur les anneaux de réglage qui se trouvent sur les tiges extérieures.
On peut de la façon décrite ci-dessus, comprimer également des résines sans addition de matière de remplissage, par exem- ple des produits plus ou moins condensés et encore susceptibles de couler, qui peuvent être des résoles ou des résines durcis- salbes, en partant de résines non duroissables et d'agents de durcissement, éventuellement en mélange avec des colorants, des plastifiants, des lubrifiants, des accélérateurs de dur- cissement, d'autres résines artificielles ou naturelles, durcis- sables ou non.
Les pressions élevées utilisées pour la mise en oeuvre du procédé décrit, sont obtenues, conformément à. l'invention, de façon simple, grâce à ce que l'on utilise, pour l'obtention des pièces moulées, des moules de forme conique, qui sent. re- présentés de façon visible sur les figures, et qui se logent
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dans une enveloppe de forme conique correspondant.e.L t éect1on
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des pièces canprimées se fait, comme on le voit également sur les figures, dans la direction du déplacement du piston d'in- jection.
On a constaté, en outre, qu'à l'aide du procédé décrit, on peut fabriquer, de façon avantageuse, des pièces moulées de valeur, même en partant de masses dites moulables froides qui renferment des résines duroissables et en outre, en par- tant de masses moulables à chaud, qui renferment comme liant des produits non duroissables.
Ainsi qu'on le sait, les masses moulables à froid sont les masses plastiques qui, déjà à la température ordinaire, c'est-à-dire par exemple à 15-25 , et éventuellement sous pression élevée, sont plastiques* Comne liants, les masses moulables à froid peuvent renfermer des résines duroissables/ quelconques ou des produits non durcis- sables tels que, par exxmple, du brai de goudron de houille, du brai de goudron de lignite, ou des résines quelconques na- turelles ou artificielles,-non duroissables. Les liants peuvent être fluides à la température ordinaire ou peuvent être des mélanges de liants solides à la température ordinaire avec des liquides ou des solvants.
Pour l'obtention d'un mélange moulable à froid, on mélan- ge, par exemple, 22 parties en poids de résine fluide phénol- formaldéhyde (résple), 42 parties en poids de poudre de marbre et 36 parties en poids d'amiante, dans une machine à malaxer, à la température ambiante, et on sèche soit dans la machine à malaxer elle-même, soit dans une étuve de séchage jusqu'à ce que le mélange puisse encore se mettre en boule à. la main. Le mélange est, de préférence, broyé avant de le travailler. La quantité de résine artificielle fluide dans le mélange peut varier entre de grandes limites. Au lieu d'amiante, on peut utiliser de l'asbestine, et au lieu de poudre de marbre, du talc, du kaolin, ou autre matière minérale pulvérulente.
On peut aussi ajouter au mélange d'autres additions telles que, par exemple, des colorants, des plastifiants, des ignifuges,
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etc... Pour fixer les phénols libres qui se trouvent encore dans la résine artificielle liquide, ainsi que d'autres consti- tuants de la résine susceptibles de réagir et non condensés, on peut ajouter des oxydes métalliques'qui agissent en même temps pour accélérer le durcissement et fixer l'eau. En utili- sant des résines phénolformaldéhydes, solides à la température ordinaire, on dissout par exemple 50 kilos de oes résines dans
50 kilos d'alcool et 40 kilos de cette solution sont mélangés avec 30 kilos d'amiante et 40 kilos de poudre de marbre dans une machine à. malaxer, à la température ambiante, pendant envi- ron 1 heure.
Le mélange est séché à l'air et moulu.
Lorsque l'en utilise du brai dur de goudron de houille, on mélange par exemple 70 kilos de brai dur avec 30 kilos d'hui- le d'anthraoène à chaud. On travaille 22 kilos du mélange ob- tenu dans une machine à malaxar, chauffée, avec 35 kilos d'a- miante et 50 kilos de poudre d'ardoise pendant environ 1 heure.
Ge mélange est également moulu avant de le mouler.
Du fait de la plasticité des mélanges moulables à froid, déjà à la température ambiante, la température dans le pot à injection ainsi que celle du moule n'ont pas besoin d'être plus élevées que la température ambiante. Si, cependant, un mélange moulable à froid devait perdre sa faculté de couler, par exem- ple du fait qu'il serait resté longtemps 9 en dépôt, ou de l'é- vaporation de constituants volatils, on chaufferait légèrement le mélange dans le pot à injection, par exemple à 30-40 . Le passage de la matière du pot à injection dans le moule se fait à pression élevée, par exemple 1.200 kilos par cm2 dans le pot à injection. La pression utilisée doit, en général, être plus élevée que dans le traitement de masses moulables à chaud.
Il est, en outre, nécessaire que la section de la buse soit un peu plus grande, par exemple 50 mm2. Après remplissage du moule avec la matière, la. pression est encore maintenue pendant un certain temps et en ce cas, il se forme encore dans le oanal du
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moule un bouchon de fermeture semi-solide. Après'cessation de
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la pression et immédiatement ou peu de temps après, on éjecte 1 objet moulé et on continue à le durcir. Ce durcissement sub- séquent s'effectue de façon connue par chauffage avec augmen- tation progressive de la température.
La température finale du durcissement subséquent s'élève avec des masses renfermant une résine phénolformaldéhyde, par exemple à environ 160-180 et, avec des masses de brai, du genre indiqué, à environ 210 . du @@@@@@@
La durée dépend del'épaisseur de paroi et de la grandeur de la pièce moulée. Le durcissement peut se faire à la pression ordinaire dans unfour, mais également dans un récipient sous pression.
On peut utiliser, pour la mise en oeuvre du procédé, le dispositif décrit. Cependant, lorsque l'on utilise des masses moulables à froid, il n'est pas nécessaire de laisser s'écouler, de la façon représentée sur la fig. 2, un peu de la masàe à comprimer sous pression plus faible en intercalant une bague.
Dans le traitement de masses moulables à chaud, non dur- oissables, avec une stabilité à la chaleur de 65-100 Martens, on travaille à une pression de 1. 000 kilos par cm3 ou plus, et la section des buses doit être d'au moins 12 mm2. Ces masses plastiques renferment, canne liants, des résines non duroissa- bles, naturelles ou artificielles. Un mélange de résine naturel- le renferme par exemple 30 kilos de oopal, 10 kilos de brai dur de goudron de houille, 40 kilos d'amiante et 10 kilos de pouire de marbre. Après fusion du brai et du copal dans la machine à malaxer chauffée, on ajoute l'amiante et la poudre de marbre et l'on malaxe lemélange, par exemple pendant une heure.
Des mélanges de brai renferment, par exemple,30 kilos de brai dur de gcudron de houille, 40 kilos d'amiante et 20 kilos de poudre d'ardoise. Le brai est fendu dans la machine à malaxer chauffée, puis l'on ajoute l'amiante et la poudre d'ardoise et l'en mala- xe, par exemple pendant une heure. Ce mélange sort de la machi- ne à malaxer il. l'état de morceaux grossiers et après refroidis- sement, il est moulu à l 'état de sable ou de poudre. La tempé-
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rature du pot à injection est choisie de façon que le mélange soit chauffé à une température plus élevée que la température de coulée. On chauffe les mélanges à la résine naturelle,, par exemple, dans le pot à injection à/environ 220-240 , les mé- langes aubrai à 130-140 .
La température du moule s'élève pour les mélanges à la ré@ine naturelle à 100-150 et pour les mélanges au brai à 50-60 . Les mélanges sont done surehauf- fés dans les deux cas dans le pot à injection et injectés dans le moule relativement plus froid, de sorte qu'il se produit rapidement une solidification. Pendant que l'on maintient la pression après le remplissage du moule, il se forme également avec cette masse, dans le canal du moule, un bouchon semi- solide qui dcnne une augmentation de pression sensible à l'in- térieur du moule. Les pièces moulées peuvent être retirées du moule quelques secondes après la formation du bouchon semi- solide.
Même avec cette masse, il n'est pas nécessaire de lais- ser s'écculer hors du pot à injection un peu de la matière à comprimer, scus pression plus faible, de la façon représentée sur la fig.2, en intercalant une bague ou dispositif analogue.