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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite : N. V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIF.KEN. Procédé de fabrication de pièces moulées en résine synthétique durcissable.
L'invention concerne un procédé de fabrication de pièces moulées en résine synthétique durcissable, à base de phénolformaldéhyde et d'aminoformaldéhyde par exemple, dans lequel la résine est chauffée avant son introduction dans le moule.
On sait que la pression et l'accroissement de température utilisés pour comprimer dans un moule une poudre ou une tablette pressée à froid provoquent, en grandes lignes, les phénomènes suivants: la matière comprimée devient plastique, la substance plastique remplit entièrement les divers creux du moule, et enfin la masse comprimée subit une transformation chimique qui entraîne le durcissement. Ces phénomènes sont partiellement successifs et partiellement simultanés.
Afin de réduire le temps de moulage, c'est-à-dire le temps pendant lequel la masse doit séjourner dans le moule pour acquérir sa forme et être durcie, et de permettre ainsi une utilisation économique du moule, on a proposé de réaliser le premier de ces processus, à savoir rendre la masse plastique, partiellement en dehors du moule. A cet effet, la masse est préchauffée immédiatement avant son introduction dans le moule (voir l'article de K. Brandenburger dans "Kunststoffe" 32 (1942), 46).
Binvention concerne un procédé de fabrication de pièces moulées, dans lequel non seulement la masse à comprimer est portée, avant son introduction dans le moule, à un degré de plasticité beaucoup plus élevé que précédemment, mais une notable partie du troisième des phénomènes spécifiés, à savoir le durcissement, est provoqué en dehors du moule. L'invention permet donc de réduire encore notablement la durée du moulage.
Pour expliquer l'invention, il y a-lieu de mentionner que lors de la préparation de la masse à mouler obtenue par le mélange d'une résine synthétique et de substances de remplissage ou matières analogues, préparation qui s'effectue en général à température élevée, par exemple sur des cylindres chauds, il se produit toujours un durcissement.Aussi part-on toujours d'une résine synthétique à un stade de durcissement tel que, même après le durcissement, produit lors du mélange, la masse ne soit pas encore durcie au point qu'il en résulterait des difficultés lors de la compression. Le degré de durcissement admissible de la masse à comprimer dépend de plusieurs facteurs.
C'est ainsi que lors de la fabrication d'une petite pièce moulée de forme simple, à
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parois minces, l'ao11sse.nent de la masse et le temps requis pour le remplissage du moule sont en gênerai plus courts que dan:
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le cas d'une grande pièce moi-11,1>; de forme compliquée et à parois épaisses.Aussi le durcissement de la masse pendant son introduction dans les creux du moule est-il moindre que dans le cas des pièces moulées à parois épaisses, de sorte que la masse à comprimer peut se trouver à un stade de durcissement plus avancé.
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Lorsque la masse 3. COi]] )rLI0T' est préchauffée, le temps requis pour l' éC01J 1.e nent de 1,ce matière dans Les creux du moule est plus court. La masse introduite dans le moule peut donc se trouver à un stade de durcissement plus avance. Le degré de durcissement de La ,Parse immédiatement avant son introduction dan
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le moule, est déter'liné par le degrf- de durcissement de la résine initiale, par le temos de mé1enge avec des matières de remplissag ou de substances analogues et par le temos de préchauffage.
Une difficulté de ce précnauffage e&t .1).0 le durcissement peut différer notablement dans les diverses oarties de la masse à comprimer. Si le 1>réchauffage est irreui i rr, les parties in- térieurs de La masse à comprimer sont chauffées moins longtemps et moins intensément que les parties extérieures; au moment où les parties intérieures deviennent plastiques, les parties ex-
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térieures ont séjourné plus longt0l11os une température élevée, et leur durcissement est trop prononcé. Aussi faut-il. cesser le préchauffage avant qu'il n'ait suffisaient gi en d'autres en- ,
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droits, de sorte qu'iL n'est nas possible de o01)rsuivre le chauffage jusqu'à une plasticité telle Auc le ()FJr:1Pt trn it. un chauffage rigoursuse'l1ent uni.f()!':a8.
On s'est efforce d'Fvi,ter 1'1n'(f'1)18L'itc" 4iir Le durcissement, en faisant en sorte que lue 0rchquff8g agisse aussi rapidement que possible sur boutas les parties àe la natière moulée. A cet effet, le chauffage dans un .four est rei1-ilaci par un chauffage entre des claques .métalliques chauffées neu eSY1Flcé es (demandes de brevets néerlandais No 51007 et 51638). Cc:)cnd2nt, même dans ce cas, le chauffage est irrégulier.
Un chauffage plus uniforme est obtenu par un champ élec-
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trique à haute fréquence. Dans le cas de Chp1Jffage à haute fréquence, 11:1 chaleur est engendrée dans In n-ti,rr elle-méiue par les pertes diélectriques. Le chauffage sa nroduit donc dans toute la masse a la Té<ne vitesRe, de sorte eue le rl2ncr de chauffage trop intense ou trop long en certains endroits est pratiquement éliminé.
L'inventi.on fait usage de ce irocédé de chauffage; elle
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est basée sur l'idée \.U8 l'uti U s[1ticn de champs à haute fréquence permet de pousser le orF;ch8uffAge à une température plus élevée que ce ne fut lecas jusqu'à présent.
Suivant l'invention, le orechauffage de la masse à mouler s'effectue dans un champ électrique à haute fréquence d'intensité telle que la temprature de la masse à couler s'élève de 120 C au moins en la minute et,
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de 0rférence, de 140 C au îioiiis en L minute.
Le préchauffage rapide et jusqu',3 des températures élevées, conforme à l'invention, permet non seulement d'atteindre un degré de plasticité élevé dans toute la masse à mouler, de sorte que l'écoulement de la .'nasse dans le moule ne requiert que peu de temps; vais aussi d'utiliser une masse à mouler déjà fortement durcie, (le sorte que la ,nasse peut séjourner moins longtemps dans le poule pour acquérir la dureté finale requise. '
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Ceci permet de rÓ.1Ürr- notablement le temps de moulage; celui-ci peut être ramené jusqu'à 1/5 de .La durée normale. @
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Dans les procédés connus, on ne chauffait pas toute la masse à mouler a une température de 120 C, voire plus.
Lorsque la masse à mouler était chauffée dans l'air chaud ou entre des plaques de chauffage, l'air ou les plaques atteignaient des températures supérieures a 120 C, mais le chauffage n'était pas suffisamment long pour que l'intérieur de la masse à mouler atteigne cette te.apérature. Les descriptions de procédés de chauffage à haute fréquence ne font pas mention d'un chauffage à une température déoassant celle obtenue dans des fours ou entre des plaques chaudes (voir la demande de brevet allemand n 715,632, p.2. lignes 59-74). Le préchauffage conforme à l'invention présente encore un autre avantage: il permet l'utilisation de tablettes.
De plus, contrairement à ce qui se passe lors d'un chauffage de l'extérieur vers l'intérieur par rayonnement ou par conduction, la surface extérieure de la masse à mouler n'atteint pas une température telle qu'elle colle à la couche sur laquelle elle appuie. On évite en particulier cet inconvénient lorsque la masse a mouler repose sur une couche de matière à faibles pertes, par exemple de la porcelaine à haute fréquence.
L'invention est particulièrement intéressante pour la fabrication de pièces moulées à parois épaisses, par exemple à parois d'une épaisseur de 1 cm, environ, voire plus, en résine à base d'aminoformaldéhyde. Ce genre de résine présente en effet la difficulté que la résine synthétique durcie se décompose à tem- pérature assez basse. Pendant la compression de pièces moulées parois épaisses dans une matrice chauffée, la surface extérieure - qui durcit la première - peut déjà se décomposer avant que l'intérieur de la p.ièce moulée soit suffisamment chauffé. Aussi, jusqu'à présent, là fabrication de pièces moulées en résine à base d'aminoformaldéhyde était-elle impossible., la surface ex- térieure était, pratiquement, toujours crevassée.
L'invention permet de fabriquer de telles pièces moulées.
Il va de soi que, lors de l'exécution de l'invention, il faut éviter que le durcissement obtenu pendant le préchauffage soit trop poussé. L'application du chauffage à haute fréquence permet cependant de faire varier entre de'très'larges limites la durée du préchauffage par un choix judicieux des dimensions, de la puissance,de la longueur d'onde etc. de l'appareil de chauf- fage à haute fréquence, qui permet de chauffer la masse suffisam- ment vite pour qu'elle devienne rapidement très plastique sans qu'il se produise de durcissement gênant.
De préférence, on utilise une longueur d'onde inférieure à 20 m. D'excellents résultats ont été .btenus à l'aide d'appareils à haute fréquence à longueur d'onde de 6 m. environ, longueur d'onde particuLièrement indiquée du point de vue fabrication des appareils a haute fréquence. La durée du préchauffage doit être aussi courte que possible, sans être cependant si courte que la reproductibilité en soit affectée. Une durée de préchauffage inférieure à 3/2 minute présente encore l'avantage d'être du même ordre de grandeur que le temps de moulage, de sorte que, dans un dispositif de moulage manoeuvré oar un seul ouvrier, ce dernier peut effectuer le pré- chauffage à haute fréquence pendant le séjour de la masse à mouler dans la presse.
Le chauffage peut être interrompu.au moment re- quis par une minuterie automatique montée sur l'appareillage à haute fréquence, minuterie qui interrompt le champ à haute fré- quence a.près un temps de préchauffage déterminé par voie expéri- mentale. Eventuellement, l'appareillage peut comporter un disposi- tif de signalisation qui entre en fonctionnement dès que le temps de préchauffage est écoulé, de sorte que la masse peut être intro- duite dans le moule immédiatement après le fonctionnement du signal.