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La présente invention concerna un procédé et un appareil perfectionnés de moulage, permettant de fabriquer des pièces moulées de diverses sortes à partir de résines sensiblement liquides du type thermodurcissabie et en particulier de résines de ce typa obtenues par addition.
Un procédé connu de moulage des résines liquides du
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type obtenu par addition consiste à remplir les diverses cavités de la partie inférieure d'un moule avec des quantités dosées de résine, puis à poser sur ces cavités remplies une feuille d'ester de cellulose ou autre matière cellulo- sique pour permettre à l'air emprisonné de s'échapper plus facilement au moment où l'on ferme la moule, en déposant un excès de résine suffisant dans et autour de ces cavités pour remplir les cavités complémentaires,. situées en face de la partie supérieure du moule (lorsqu'elles existent) et tenir compte des bavures.
Mais ce procédé ne donne pastoute satisfaction dans la pratique pour plusieufs raisons; En premier lieu, lorsque la résine est de nature fluide, des bulles d'air sont susceptibles d'être retenues dans les masses de résine au moment où on les verse dans les cavités et il n'est pas possible dans la pratique d'attendre que cesbulles soient venues à la surface de la résine relativement visqueuse. Lorsque les résines sont moins fluides ou semi-liquides, il est difficile de mesurer les quantités exactes et en outre l'air risque fort de s'emprisonner entre la masse de résine et les parois des cavités, ce risque augmentant avec la complexité des formes des cavités. Il en résulte qu'une forte proportion des pièces moulées est défectueuse à causa de l'air emprisonné.
De plus, il est généralement difficile d'éjecter les pièces moulées des cavités inférieures, et comme les résines restent visqueuses presque jusqu'au moment où elles sont complètement cuites, il ne peut être question d'augmenter la production d'un moule en chauffant la résine à une température juste supérieure à sa température de prise en gel, en démoulant les pièces qui ne sont que partiellement cuites et en complétant la cuisson en dehors du moule.
L'invention se propose d'une manière générale de fournir un procédé et un appareil perfectionnés de moulage
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de résines liquides ou liquéfiables, du typa obtenu par. addition, d'une manière plus simple et plus économique., et plus spécialement : un procédé et un appareil de moulage qui facilitent le, démoulage de la ou des places moulées de la ou des cavités, qui permettent de mouler simultanément un grand nombre de pièces dans un moale à cavités mutiples sans qu'il soit nécessaire de @@strer séparément la quantité de résine convenant à cha@@ne de ces cavités séparées ; par lesquels on empêcha à peu près complètement las bulles d'air de rester emprisonnées dans les pièces moulées;
qui permettent de charger en vrac une masse détins composition résineuse thermodurcissable ,liquide ou semi-liquide, mesurée en une seule fois, dans un moula à cavités multiples, pour obtenir un grand nombre de pièces en réduisant au minimum les pertes par bavures et autres; qui permet de démouler la ou les pièces incomplètement* cuites, même lorsqu'elles sont encore à l'état plus ou moins visqueux et fragile, et de terminer la cuisson en dehors du moula
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui en est donnée ci-après.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, une opération da moulage de résines liquides, semi-liquides ou liquéfiées, du typa obtenu par addition (et désignées ciaprès d'une manière générale sous le nom de "résines liqui- des" ou da "résinas sensiblement liquidas") s'effectue de la maniera suivante :
1) On dépose une pellicule extensible sur la partie inférieure d'un moula à une ou plusieurs cavités, dont la .surface à l'état non étiré est suffisante pour se prolonger une courte distance au-delà de la surface de moulage
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de tous les côtés.
2) Puis on posa la résine liquide/sur la pellicule extensibla en quantité suffisante pour remplir toutes les cavités du moule avec un léger excès pour les bavures. Il suffit à cat effet d'une seule mesure ou pesée quel que soit le nombre de cavités, qui peut atteindre plusieurs centaines.
3) On pose ensuite sur la masse de résine une seconde pellicule dont les dimensions sont sensiblement les marnes que celles de la première, de sorte que la résine est interc aléa entre les deux pellicules.
4) On ferme alors les deux parties du moule, qui est chauffé. Le moule comporte un élément annulaire de retenue poussé par un ressort et serrant les deux pellicules sui- vant leur périphérie de façon à empêcher la résine de s'é- chapper,tout en permettant à l'air de sortir de l'espace entre les deux pellicules.
5) Au bout d'un temps suffisant pour permettre à la résine de cuire en partie ou en totalité, on ouvre le moule et on en retire les deux pellicules avec les pièces moulées entre elles. Il est évident que les pellicules elles-mmes assurent elles-mêmes l'enlèvement des pièces de la cavité du moule, qui restent propres et exemptes de résidus de rés ine.
6) Si les pièces moulées ne sont que partiellement cuites, on leur fait subir un autre traitement thermique de façon à les cuire complètement, ce qu'on peut effectuer en introduisant les pellicules avec les pièces moulées entre elles dans une étuve chauffée à une température appropriée ou en les plongeant dans l'eau chaude, bouillante ou mme surchauffée (sous pression). Lorsque les pellicules sont en alcool polyvinylique, ainsi qu'on le verra plus loin en détail, le traitement par l'eau a pour effeten mme temps de dissoudre la pellicule ot de séparer ainsi
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les pièces des pellicules.
Il n'est pas nécessaire d'assembler les pellicules et la résine dans le moule. Cette opération peut s'effectuer sur une table séparée et on peut rouler la résine entre les pellicules} si on le désire, sous forme de couche plus ou moins uniforme} et introduire le tout dans la moule,
Suivant une variante de l'invention, on forme un sac avec une pellicule extensible et on ferme le sac après y avoir introduitune quantité de résine de moulage suffisan- te pour remplir toutes les cavités, ainsi qu'il est décrit plus loin en détail.
L'invention est décrite en détail ci-après avec les dessins ci-joints à l'appui qui représentent à titre d'exem- ple un appareil de moulage approprié convenant à l'applica- tion du procédé de l'invention, et sur lesquels ': la fige 1 est une coupe verticale passant par l'axe d'un appareil de moulage construit suivant les principes de l'invention, la fig. 2 est une vue en plan par-dessous de la plaqua flottante de la fig. 1, la fig. 3 est une coupe d'un type de moule plus sim- ple, qui donne .toute satisfaction dans la pratique et compor- te un sac formé par une pellicule extensible, mais qui peut aussi servir avec les pellicules séparées de la fig.l, la fige 4 est une vue en plan par-dessous de la par- tie supérieure du moule de la fig.
3, et les fige 5 et 6 sont des coupes partielles représen- tant des détails d'une forme modifiée de moule.
Etant donné que l'invention est particulièrement des- tinée à mouler simultanément un grand nombre de petites piè- ces, les moules représentés sont destinés à mouler des bou- tons et l'invention est décrite ci-après en tant que s'ap-
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pliquant à la fabrication de ces pièces.
La moitié supérieure du moule (fig. 1 et 2) comporte une plaque d'anveloppe à ressort 50, décrite en détail plus loin, disposas et fixée entre une plaque de chauffage 51 et une plaqua de retenue 52 qui comporte les matrices de moulage ou "cavités" 53. Catts dernière plaqua comporte à titre d'exemple des évidements ou cavités de forme convenant au moulage de boutons de chemisa.La plaqua de chauffage 51 est crusse et contient , d'une manière connue, un fluide de chauffage appropriée tel que la vapeur ou l'halle chauffée qui arrive par une tubulure 54 et sort par une tubulure 55.
La vapeur, l'huile ou autre fluide chauffé parent être remplacés par des éléments de chauffate électriques disposés dans la plaque 51. Etant 'donné que les dispositifs de chauffage ne font pas partie de l'invention, ils ne sont pas représentés. Pour rapprocher la source de chaleur de la plaque de retenue 52, la plaque d'enveloppe à ressort 50 peut comporter une cavité centrale et la plaque 51. un prolongement central qui se logedans la cavité 56.
Les plaques 50, 51 et sont de forme carrée mais peuvent avoir toute autre forme appropriée. Des chevilles de guidage 58 sa dirigent vers le bas au voisinage des angles de la plaque 52 et remplissent la fonction décrite brièvement ci-après. Une plaque "flottante" 52. est percée de trous appropriés dans lesquels passent les chevilles de guidage 58 et peut coulisser librement sur ces chevilles.
Le mouvement de descente de la plaque flottante peut être limité par des goujons 60 dont les extrémités intérieures pénètrent dans des rainures verticales 61 des chevilles de guidage qui se terminent à peu de distance de l'extrémité intérieure des chevilles de guidage. Des tiges 62, en nombre
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relativement gra@@ disposées à une certaine distance de la périphérie de la plaque flottante 59, se terminent par des plaques de portée circulaires 63 pour des ressorts 64 qui se logent dans des trous ou chambres 65 de la plaque d'en- valoppe à ressort 50. Les extrémités inférieures des tiges 62 se logent dans des évidements 66 de la plaque 59.
Mais elles peuvent se visser dans des évidements filetés 66 auquel cas on pour aupp les goujons 60 et les rainures 61. ¯
Il doit être bien entendu qu'un grand nombre de matrices ou "cavités" 53 sont fixées dans la plaque de retenue 52. La plaque flottante comporte en face des matrices 53 un nombre correspondant de trous 67 qui y pénètrent sans jeu.
Il est facile de voir d'après ce qui précède que les mouvements verticaux de la plaque flottante 59 sont guidés par les chevilles de guidage 58 et que cette plaque peut monter pour permettre aux matrices 63 de pénétrer dans les trous 67 à l'encontre de la résistance opposée par les ressorts 64. Les matrices 53 (fig.l) viennent en saillie audelà de la surface inférieure de la plaque 52 et l'épaisseur de la plaque flottante n'est pas supérieure et de préférence est légèrement inférieure à la hauteur de la portion en saillie des matrices, de sorte que lorsque la plaque 59 s'applique directement contre la plaque 52, les portions de bout 68 des matrices sont découvertes.
La moitié inférieure du moule consiste en une plaque chauffée à la vapeur ou de toute autre manière, fixée ar une plaqua de retenue 70 qui porte des matrices ou cavités 71 avec portions de bout en saillie 72. Les matrices 21 comportent des cavités complémentaires correspondant aux matrices 59. Des trous passant dans les plaques 69 et 70 dans leurs angles reçoivent sans jeu les chevilles do guidage 58 de la partie supérieure du moule lorsqu'on fait
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monter la partie inférieure contre la partie supérieure du moule, ou inversement, pour le fermer.
L'opération de moulage?'effectue de préférence de la manière suivante.
On pose la composition résineuse liquide désaérée obtenue par addition, contenant une proportion appropriée de catalyseur et si on le déire d'une charge, d'un pigment, d'essence de nacre, ou analogue entre deux pellicules ou feuilles 74 et 75 susceptibles de s'étirer, la composi- tion résineuse étant désignée par 76. La quantité de résine est suffisante pour remplir toutes les cavités du moule, plus un léger excès. Si l'on opère comme l'indique la fig.l, la résine liquide s'étale plus ou moins uniformément entre les deux pellicules, de sorte qu'une fois introduite dans le moule, elle arrive jusqu'au bord de la rangée extérieure de cavités.
On peut arriver à ce résultat par compression entre deux plateaux d'une presse hydraulique ou pneumati- que, en disposant une garniture ou paroi empêchant la résine de s'écouler en dehors et fa@ prendre à la résine e@@@lés la forme et surface désirées. La surface des pellicules est suffisante pour qu'elles se prolongent à une distança considérable au-delà des cavités extérieures dans tous les sens. Puis on pose dans la partie inférieure du moule la résine ainsi intercalée entre les deux pellicules.
On ferme alors rapidement le moule chauffé, par exemple en soulevant la partie inférieure d'une manière connue. La résine est écrasée d'abord entre la partie inférieure du moule et la plaque flottante 59. Il en résulte qu'elle est refoulée dans les trous 67 da la plaque flottante 59 et de son côté force la pellicule supérieure à s'étirer dans ces trous da façon à former des portions en saillie de résine liquide recouvertes de pellicule.
Pendant que le moule continue à se fermer et que la plaque flottante 59
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monte par rapport à la plaque de retenue 52, la poussée exercée par los ressorts sur la plaque 59 augmenta, un supplément de résine est refoulé dans les trous de la plaqua flottante et il n'en reste qu'une très faible quantité sur les surfaces entra les cavités (où se forment normalement les bavures).En même temps, les matrices ou cavités supé- rieures pénètrent de haut en bas dans les trous de la plaqua flottante;
les savités supérieures viennent an contact avec la pellicule: Lire et commencent à comprimer la résina liquide avec ses pellicules pour lui faire prendre la forme des cavités supérieures et dans les cavités inférieures, tandis qu'en même temps la pellicule inférieure étant en même temps étirée et refoulée contre les parois des cavités inférieures.
Etant donné que chaque-trou de la plaque flottante contient un léger excès de résine, lorsque la presse arrive au voisinage de la position de fermeture compléta) dans laquelle les plaques 52 et sont en contact et le s faces de bout des cavités supérieures et inférieures sernnt des surfaces séparées des pellicules étirées, l'excès de résine est refoulé en dehors en formant une bavure entre la plaque flottante et la moitié inférieure du moule et autour de ces surfaces ainsi serrées. Les pièces sont ainsi complètement moulées.
On ouvre le moule une fois la composition résineuse cuite ou gélifiée et une fois dépassé le point où des bulles se forment dans le polymère. La plaque flottante 59, dans son mouvement par rapport aux matrices 53 sous l'action des ressorts 64 pendant que le moule s'ouvre, a pour effet de détacher la pellicule supérieure des matrices, et on démoule la charge entière de boutons moulés sous forme mono bloc, une fois le moule complètement ouvert et en détachant les pellicules, avec les pièces moulées entre allas, de la partie inférieure 70 du moule.
On déchire les pellicules pour les
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ouvrir et on recueille les pièces dans unrécipient appro- prié. Si les pièces ne sont pas complètement otites; on pout leur faire subir un autre traitement thermique,ainsi qu'il a déjà été dit tandis qu'elles sont encore disposées entre les pellicules.
Pour empocher qu'il se forme une bavure excessive et que les cavités des matrices se remplissent incomplètement dans les deux parties du moule, on choisit l'épaisseur de la plaque flottante de 'façon que lorsque le moule est fermé la surface inférieure de la plaque soit séparée de la surfole supérieure de la plaque de retenue 70 par un intervalle qui ne soit pas sensiblement supérieur à l'épaisseur des deux pellicules à l'état comprimé. Il en résulte que la résistance à l'écoulement de la masse de résine est plus grande dans le sens horizontal et dans la direction de l'extérieur de la surface du moule que dans la sens vertical dans les cavités du moule, La forte pression refoulant l'excès de résine éventuel ne s'exerce que très peu de temps avant que le moule soit fermé, mais seulement au moment où les cavités des matrices sont remplies.
Les matrices supérieures doivent pénétrer exactement dans les trous de la plaque flottante avec le moins de jeu possible, pour empêcher éventuellement les pellicules et la résine d'être refoulées antre les parois des trous de la plaque flottante et les côtés des matrices supérieures qui y pénètrent lorsque la pression augmente.
On a constaté que si la fermeture finale du moule s'effectue assez rapidement, la résine n'est pratiquement pas écrasée au delà de la surface de moulage en quantité supérieure à l'excès effectivement prévu. Mais on peut prévoir, si on le désire, des dispositifs empêchant le refoulement latéral sous pression de la résine, tout en permettant à l'excès de résine de s'échapper lorsque la pression
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est sur le point d'atteindre son maximum. Ce résultat peut être obtenu au moyen d'une garniture compressible, en caut- chouc ou autre matière.
Un autre moyen d'empêcher la résine de s'échapper entr@les pellicules supérieure et inférieure
74 et 75 consiste à disposer sur la plaque flottante une nervure ou saillie métallique 77 qui fait le tour de la sur- face da moulage et pénètre dans une rainure de la plaque inférieure 70 au moment où le moule se ferme. Bien entendu, la largeur de la rainure doit être suffisamment supérieure à celle de la nervure 77 pour que les portions des bords des pellicules supérieure et inférieure puissent pénétrer dans la rainure sous l'action de la nervure 77. On peut empê- cher les pellicules de se couper en arrondissant les bords de la nervure et de la rainure ou en en biseautant légère- ment les parois, ou par ces deux moyens.
Un des problèmes qui se posent à propos des opérations de moulage des résines liquides consiste à expulser l'air dès cavités de moulage au moment où le moule se ferme. L'air éventuellement emprisonné forme dans les pièces moulées des bulles qui en diminuent la valeur commerciale ou les rendent inutilisables. Lorsqu'on verse directement la résine liquide ans les cavités inférieures, non seulement il est indispen- sable que la composition résineuse soit extrêmement fluide, mais encore il est extrêmement difficile d'empêcher l'air d'y être emprisonné, de sorte que de nombreuses pièces mou- lées comportent des défauts sous forme de bulles d'air.
Si l'on emploie les deux pellicules plastiques suivant l'inven- tion, on peut poser une quantité de résine mesurée une fois pour toutes et suffisante pour remplir toutes les cavités des matrices (plus un léger excès) entre les deux pellicules sur une surface plane en dehors du moule et comprimer la ré- sine entre los doux pellicules pour expulser la totalité de l'air et étaler la résise entra les pellicules. Puis on
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peut poser l'ensemble de la pellicule-résine-pellicule com- plètement désaéré sur la moitié inférieure du moule, puis fermer le moule de la manière décrite ci-dessus.
Il est donc possible) par le procédé de l'invention, de mouler jusqu'à 441 boutons et même davantage en diminuant notablement les bavures ou les pertes et le nombre de produits défectueux par rapport aux procédés de moulage antérieurs.
Cependant, il n'est pas nécessaire d'étaler la résine entre les pellicules- supérieure et inférieure avant de com- mencer à fermer le moule, car on peut faire en sorte que la résine s'étale dans le moule lui-même. On peut donc poser la pellicule inférieure sur les portions inférieures du moule de façon à en recouvrir la totalité des cavitéset poser la quantité dosée de la composition résineuse sur la pellicule.
Puis on pose la pellicule supérieure sur la résine et on rè- gle le mouvement de fermeture du moule de façon que la rési- ne s'étale entre les pellicules avant d'exercer une forte pression dans le moule. Quoique cette opération puisse s'ef- fectuer dans le moule du type des fige 1 et 2, on préfère l'effectuer dans un moula du type de la fig. 3, sa? lequel les éléments correspondants à ceux de la forme de construc- tion des fig. 1 et 2 sont désignés par les marnes références.
Le moule se compose comme précédemment de deux parties 80 et 81, dont la partie supérieure comporte une plaque 52 de retenue des matrices dans laquelle est monté un grand nombre de matrices 53, dont une seule est représentée. La plaque de chauffage 51 est chauffée de toute manière appropriée et la plaque d'enveloppe à ressort 50 et une plaque de guidage 82 sont disposées entre les plaques 51 et 52. Un cadre con- tinu 83 entoure les matrices 53 et, lorsqu'il s'agit d'un moule carré, a lui-même une forme plus ou moins carrée. Le cadre 83 coulisse dans un évidement 84 disposé entre les plaques 50 et 52 ou dans l'une d'entre elles. La plaqua 50 comporte un nombre relativement grand de trous ou chambres
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65 uniformésnt répartis le long du cadre 83.
Ces chambres logent des ressorts de compression 64 qui s'appliquent chacun sur une plaque 63 de forme circulaire et pouvant coulisser librement dans le sens vertical dans les chambres 65. Une tige de guidage Lest accouplée à chacune des pla- ques 63 et les extrémités supérieures de ces tiges pénètrent dans des trous de guidage 86 de la plaque 82. Les extrémi- tés inférieures des tiges se prolongent au-dessous des pla- ques 63 et sont fixées de toute manière appropriée sur le cadre 83. Il est évident que le cadre 83 ne peut monter qu'à rencontre de la poussée des ressorts 64.
La partie inférieure du moule comporte la plaque 70 de retenue des matrices dans laquelle sont montées les ma- trices complémentaires 71 (dont une seule est représentée) et qui correspondent aux matrices supérieures 53. Une plaque de chauffage 69 est représentée schématiquement. Des chevilles de guidage 58 fixées à peu près aux angles de la plaque 70 partent de cette plaque et pénètrent dans des trous de gui- dage 73 de la plaque 50.
Pour effectuer l'opération avec le moule de la fig.3, on pose la pellicule 74' extensible sur la partie inférieu- re 81 du moule de façon qu'elle recouvre toutes les matrices 71 et se prolonge au-delà du cadre 83..Puis on pose sur la pellicule 74' une quantité dosée d'une,composition résineu- se 76, suffisante pour remplir toutes les cavités avec un léger excès. Puis on pose sur la massede résine une pelli- cule 75' extensible ayant à peu près les'marnes dimensions que la pellicule 74'.On peut, si on le désire, lisser à la main la pellicule 75' sur la masse de résine ou faire passer sur elle un rouleau pour expulser l'air éventuellement em- prisonné.
Puis on soulève la partie inférieure 81 du moula de la manière décrite ci-dossus de façon à répartir la rési- ne et à gélifier ou cuire les pièces moulées. Si la composi-
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tion résineuse n'est pas assrz fluide pour couler facilement, on peut ralentir le mO!.1"3ment initial de la partie inférieure 81 de. moule on l:1'±Yil3 P i.r.:l:;err0.:}re dès que la pellicule ne vient en contact avec la p'=¯t pu3 de retenue 12e pour permettre à la résine de s'échauffer à une température suffisante pour lui faire acquérir la fluidité voulue.
Il est facile de voir que lorsque la masse de résine
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est comprimes contre li plaqua .2g, le cadre de retenue 8 vient en contact avec le bord extérieur de la pellicule snpérieure 7.5 * en faisant ainsi adhérer les deur: pellicules l'une sur l'autre. Mais, pendant que la partie 81 du moule
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continus à monter 0 que la pression su-c la massa de résina augmenta, l'air eventMilcnent emprisonne e-t l'excès de résine sont refoulés en dehors entre les deux pellicules et à rencontre de la résistance 2xercc par le rassort sur le cadre 33.
Le cadre 123. vient an- saillie norsialenent audessous de la surface de la plaque 26 sur Qn8 distance suffisante pour venir en contact avec la pelliculs supérieurs 75' avant qu'une forte pression s'exerce sur la masse de ré-
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sine, de sorte que le cadre!.c retenue ou de fermeture z exerce une action efficace avant que la résine comJ.1ence à s'étaler entre les pellicules. Do préférence} les ressorts 64 reçoivent une compression initiale d'environ 90 kg, de façon à former par chacun d'eux un joint efficace dès que
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la partie infériGl1rJ du moule 8*1, fait monter le cadra 3.
De même qu'avec le moule des fige 1 et 2, il est facile de retirer les pièces cuites partiellement ou en totalité des cavitésà l'aida des pellicules plastiques. Ainsi qu'il a déjà été dit, on peut achever la cuisson des pièces in-
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complu fanent cuites, dans une étuve, dans l'eau chaude, ou. dans un liquida chauffé d'un type quelconque, tel qu'une huila minérale, qui no dissout; pas la pellicule plastique ou qui, s'il la dissout, n'exerce aucune action suivante ni
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chimique sur la composition résineuse cuite.
La pression exercée par la presse du moule doit être suffisante pour refouler la résine dans les cavités pendant la durée réservés à cet; effet du cycle de moulage. Cette près, sion peut atteindre 190 tonnes ou davantage pour une surface de moulage de 50,8 x 50,8 cm. (66,5 kg/cm 2 ou davantage Mais cette pression peut ne pas dépasser environ 5,2 kg/cm2.
EE@ doit évidemment être beaucoup plus forte que la poussée exercée par les ressorts 64. Pour une surface de moulagedes dimensions précitées, on peut employer environ 21 ressorts exerçant chacun une poussée d'environ 270 kg lorsque lemoule est fermé.
Si l'on se sert d'un moule du type de la fige 3, la durée du cycle à partir du moment où lemoule commence à se fermer est d'environ 75 secondes pour cuire complètement des pièces de dimensions approximatives de boutons et formées par une résine de polyester. La fermeture du moule dure en viron 10 secondes. Ainsi qu'il a déjà. été dit, on peut encore abréger la durée du cycle en ne faisant cuire les pièces qu'incomplètement dans le moule.
Les extrémités de bout des matrices peuvent affleurer la surface des plaques de retenue ou se prolonger à une courte distance au-delà d'elles.. Les extrémités en saillie ont l'avantage de séparer, au moment où le moule se ferme, la masse de résina des cavités complémentaires de chaque paire de la bavure qui les entoure éventuellement, ainsi que l'indique la fig. 3 air laquelle les extrémités de bout 68 et 2,2- des matricesrespectives 53 et 71 serrent entre elles les pellicules 75' et 74' qui ont été refoulées dans les cavités des matrices et enferment la masse moulés de résine 76 dans les cavités.
La hauteur des extrémités an saillie 68 et 72 est à peu près égale à l'épaisseur dos pellicules non étirées et non comprimées, de sorts qu'il ne
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se forme dans les surfaces entourant-,les extrémités en saillie, c'est-à-dire dans les régions situées entrât les matrices, qu'une bavure très mince 88, mais qui sedétache de? la masse de résine 76. Les extrémités en saillia comprotent un biseau 87 (fig.5).
Onenvisage suivant l'invention le moulage de diverses sortes de pièces, telles que des pièces d'assez grande épaisseur ou de forme relativement compliquée, telles que des boutons à tige ou mme de forme encore plus irrégulière.
Par suite, les pellicules 74 et 75 doivent pouvoir subir un étirage ou allongement considérable sans se rompre au moment où elles sont tirées dans la cavité du moule par la résine en mouvement et s'appliquent contre les parois des cavités. Dans certaines applications, on obtient des résultats satisfaisants avec une pellicule qui-ne subit qu'un allongement d'environ 100 % dans toutes les directions, mais s'il s'agit de pièces plus épaisses ou de formes plus com- pliquées, il est préférable que cet allongement atteigne ou dépasse même 400 à 600 %.
On a constaté que les pellicules en alcool polyvinylique conviennent parfaitement au procédé de l'invention, car elles possèdent une forte résistance mécanique et à la chaleur et sont susceptibles d'un allongement considérable.
Les pellicules en alcool polyvinylique résistent à la tempé- rature@u procédé de l'invention et se caractérisent par un allongement atteignant et même dépassant 400 à 600 % et par suite permettent de mouler des pièces de forme très compliquée. L'allongement des pellicules en acétate, acéto-butyrate et triacétate de cellulose est suffisant pour fabriquer diverses pièces par le procédé de l'invention et il en est de marne d'une manière générale pour les esters de cellulose.
On a constaté à la suite d'essais que la "Cellophane" ne convient pas au moulage de pièces de forte épaisseur, car son allongement avant rupture est insuffisant à cet effet.
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On peut cependant la choisir lorsque la cavité se trouva complètement dans une partie du moule, tandis que l'autre partie du moule comporte une surface sensiblement plana, la "Cellophane" pouvant servir contre cette surface plane.
On emploierait alors avec cette feuille de "Cellophane" une pellicule susceptible de subir un étirages environ 100% au moins, telle qu'une pellicule en alcool polyvinylique,qu'on poserait contre la partie du moule qui comporte les cavités ou les cavités les plus profondes.
Pour fabriquer des petits boutons à tige, l'épaisseur de la pellicule en alcool polyvinylique peut être comprise entre 0,038 et 0,075 mm et pour des boutons de chemise plats @tre 0,025 et 0,05 mm. En général, les pellicules les plus épaisses servent à fabriquer les pièces pour lesquelles les pellicules doivent être tirées plus profondément.
Ainsi qu'il a déjà été dit, les compositions de moulage du procédé de l'invention sont des résines thermodurcissables liquides ou semi-liquides du type obtenu par addition, c'est-à-dire des résines polymérisables ou mélanges de condensats résineux et de monomères qui ne mettent pas en liberté d'eau de condensation ou d'autres vapeurs ou gaz en se gelifiant ou se polymérisant. Les résines thermodurcissables du type obtenu par addition qui conviennent sont les résines connues de polyesters et époxy, dont diverses sortes peuvent être trouvées dans le commerce. On a obtenu des résultats très satisfaisants avec les "Laminac" 4120 et 4134 fabriqués par la "Amarican Cyanamid Co". On obtient avec la première de ces résines un produit rigide et avec la seconde des pièces souples.
On peut employer des mélanges de ces compositions, par exemple de 85% à 97% de Laminac 4120 et de 15% à 3% de Laminac 4134. Un autre groupe de résines qu'on trouve dans le commerce et qui peut être choisi est celui des résines vendues sous le nom de la marque déposée "Selectron" par la "Pittsburgh Plate Glass Co", dont
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le, n 5027 donne des produits relativement rigides et le n
5124 des produite relativement souples. On peut employer comme avec les résines Laminac des mélanges de résines Selectron, ainsi que des mélanges de résines Laminac et Seleotron suivant la combinaison de propriétés qu'on désire obtenir dans les pièces moulées.
Les-compositions résineuses peu- vent être de força pâteuse à la température ambiante, surtout après qu'on y a ajouté des charges ou des pigments.
Parmi lesrésines du type époxy qu'on peut choisir, on peut citer celles qui sont vendues par "Ciba" sous le nom de la marque déposée "Araldite" et par la "Shell Chemical Co" sous le nom de la marque déposée "Epon". Lorsque la durée de vie en stock des résines catalysées est courte, on ajoute le catalyseur peu de temps avant moulage.,
Lorsque les résines sont très solides à la température ambiante, telle que certaines résines époxy, on peut les faire fondre à une température voisine de la température de gélification, puis on y ajoute le ou les catalyseurs connus appropriés et on pose sur une pellicule le mélangeencore chaud immédiatement avant de le mouler.
Lorsqu'il s'agit de mouler des résines Laminac, la température de la partie inférieure du moule doit être maintenue en permanence à 107 C environ, tandis que celle de la partie supérieure est d'environ 90 C, mais peut être beaucoup plus élevée et comprise par exemple entre 118 et 127 C suivant la nature et la qualité du catalyseur et le type de résine choisi. La réaction est de nature exothermique, de sorte que pour mouler des pièces de plus grandes dimensions, la température du moule lui-même peut être plus basse. La proportion de catalyseur contenu dans la résine se détermine par la période du cycle de l'opération de moulage, qui elle-même dépend des dimensions ou de l'épaisseur de la pièce moulée.
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L'invention convient particulièrement à la fabrication de boutons d'aspect nacré ou perle. A cet effet on incorpore à la résine une certaine proportion d'essence de- nacre, tel- le que des écailles de poisson ou autres substances artifi- cielles connues, telles que des paillettes irisées. Le pro- cédé de l'invention a pour effet de faire couler notablement la résine,de sorte que les écailles de poisson ou autres substances permettant de lui donner l'aspect perle s'orien- tent convenablement et donnent aux. pièces un très bel aspect perle. On peut aussi ajouter à la résina d'autres substances connues qui en modifient l'aspect de surface, telles que des pigments et des colorants,ainsi que diverses charges inertes.
Les exemples suivants de compositions de moulage sont donnés à titre d'exemple} mais ne doivent pas être considé- rés comme limitant l'invention.
Exemple 1 - La composition suivante convient au mou- lage de boutons en polyester doht l'effeperlé fait partie intégrante du produit moulé, les parties étant des parties en poids :
Laminac 4120 95
Laminac 4134 5
Essence de nacre 2
Luperco ATC (catalyseur) 2
Les résines de Laminac sont des résines de polyesters, ainsi qu'il a déjà été dit, le n 4120 étant du type rigide et le n 4134 du type souple. Le "Luperco ATC" est un mélan- ge par parties égales de peroxyde- de benzoyle et de phospha- te de tricré syle et sert de catalyseur des résines de poly- esters.
On mélange la résina rigide de Laminac n 4120 avec le catalyseur Luperco ATC dans un mélangeur du type à pâte.
On mélange l'essence de nacre avec la résine souple Laminac n 4134 dans un mélangeur du type à turbine. Il faut avoir soin dans ce dernier cas de ne pas détruire les paillettes
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parlées. Puis on ajoute la proportion nécessaire du mélange d'essence de nacre et de résine souple au mélange de résine rigide et de catalyseur dans le mélangeur à pâte et on continue à mélanger jusqu'à ce que le mélange soit homogène.
La viscosité du mélange ainsi obtenu est de 14.000 centipoises à 24 C et sa durée de vie en stock est de plus de deux semaines, si on le conserve à la température ambiante normale.
Puis on désaère la résine en faisant agir le vide ou en laissant reposer le mélange au calme à la température ambiante jusqu'à ce que la totalité de l'air s'échappe par la surface. Dans les deux cas, la durée de la désaération dépend de la température du mélange, de la grosseur et de la quantité de bulles d'air introduite au cours de l'opération de mélange et de la hauteur de la couche de liquide à désa- érer. Quatre heures suffisent généralement à la désaération par le vide, à la température ambiante de 24 C, tandis qu'il suffit de laisser reposer le mélange pendant la nuit pour que la désaération se fasse naturellement.
Si l'on fait agir le vide, la pression réduite ne doit pas être inférieure à la tension de vapeur d'un constituant volatil quelconque, tel que le styrène monomère de rétification, à la température du mélange.
Puis on dose la résine désaérée sur une pellicule d'alcool polyvinylique d'une épaisseur de 0,05 mm. On pose une seconde pellicule sur la masse de résine et on effectue le moulage de la manière décrite ci-dessus à une température de 115 à 121 C pendant 75 à 80 secondes, à une pression de
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17s5 à 70 kglm2.
Exemple 2 - On peut faire varier les proportions des constituants de la composition pour modifier les propriétés et l'aspect de surface des produits, et un exemple d'une composition modifiée est le suivant, les partios étant des
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parties en po'ds:
Laminac 4120 93 Laminac 4134 7
Essence de nacre naturelle (écailles de poisson) 1
Luperco ATC 1
La période du cycle de cette composition est un peu plus longue à cause de la proportion plus faible de cataly- seul'.
Exemple 3 - La composition suivante est une composi- tion connue, à base d'une résina époxy du type obtenu par addition, les parties étant des parties en poids: Aralditd 6010 (Ciba) 100
Araldite HN 951 (Ciba) 12 L'Araldite HN 951 est un agent de durcissement (cata- lyseur) du type d'une aminé, qui provoque la durcissement à 100 C en 10 à 30 minâtes, suivant les dimensions de la pièce moulée, mais à une température plus élevée les pério- des du cycle qui conviennent sont notablement plus courtes.
Pour appliquer le procédé de l'invention avec un mou- le à boutons à 441 cavités, on prend environ 200 g de la composition de résine,comportant un excès d'environ 10 à 20 g pour la bavure. On peut réduire la proportion de cet excès, mais il convient de prévoir toujoursune certaine quantité de bavure à cause da la difficulté de mesurer exac- tement la quantité d'un liquide visqueux ou même d'une com- position résineuse pâteuse.
Le procédé à doux pellicules décrit ci-dessus peut être modifié de diverses manières. Par exemple, il n'est pas absolument nécessaire que les deux pellicules soient formées par deux feuilles séparées, mais on peut les former en repliant une feuille unique. En réalité, les deux pelli- cules peuvent être réunies sur un, deux ou trois côtes, en laissant le ou les autres cotas ouverts pour permettre à l'air de s'échapper jusqu'à ce qu'ils soient fermés par l'action de serrage exercée par le moule. L'excès de résina
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qui s'échappe peut faire éclater les bords réunis entre eux sans exercer d'influence nuisible sur l'opération de moulage.
Suivant une autre variante de l'invention, on fait Usage d'un sac A (fig.3) qu'on remplit avec une quantité dosée de la composition résineuse liquide ou semi-liquide et qu'on ferme ensuite. Comme précédemment, la quantité de résine est suffisante pour remplir la totalité des cavités, avec un léger excès pour la bavure. Le sac est formé par un? pellicule plastique, très extensible, comme la pellicule d'alcool polyvinylique précitée. Le sac (fig. 3) est formé par des pellicules 74' et 75' qui adhèrent entre elles le long de leur périphérie, à part une ouverture servant à introduire la résine.
On introduit dans le sac ouvert une quantité dosée d'une composition résineuse, qui peut être l'une des compositions décrites ci-dessus, de préférence désaérée de la manière déjà indiquée, puis on ferme l'ouver- ture. Cette fermeture peut s'effectuer à dhaud au moyen d'une colle ou électroniquement. On fait sortir l'air éventuellement emprisonné dans le sac au moment où on le ferme en introduisant dans le sac une aiguille à injections hypodermiques reliée à une pompe à vide. Une fois l'air éliminé, on ferma le trou percé par l'aiguille au moyen d'un ruban sensible à la pression ou par la chaleur, puis on pose le sac sur la partie inférieure 8 du moule, de façon qu'il recouvre la totalité de la surface de moulage.
Les bords extérieurs du sac se prolongent de préférence légèrement au-delà du cadre 83. Puis on ferme le moule et on fait subir à la composition résineuse l'action d'une température da 115 C pendant environ 80 secondes, sous-une pression de 17,5 kg/cm2 dans le cas de la composition de l'exemple 1.
La résine comprimée fait pénétrer les pellicules extensibles 74' et 75' dans les cavités du moule et contre les parois
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de ces cavités, da sorte qu'uns fois le moulage terminé on petit démouler sous forme monobloc les articles moulés, tels que des boutons, avec le sac. Puis on déchire le sac pour l'ouvrir et on en retire les pièces moulées. On fait sortir facilement la sac des cavités en le tirant et le moule reste ainsi en bon état de propreté, prêt au cycle de chauffage suivant.
Les pellicules 74' et 75' sont de préférence en alcool polyvinylique d'une épaisseur de 0,05 mm. Le sac formé par une pellicule de ce type peut être fermé à chaud après qu'on y a introduit la quantité dosée de résine.
Pour permettra à l'excès de résine de s'échapper et rendre ainsi aussi faible que possible l'épaisseur de la bavure entre les cavités du moule, on peut découper des petites rainures ou orifices dans le cadre de retenue 83 pour permettre à l'excès de résine de s'échapper si la résistance exercée par le cadre devient trop forte. Mais, à ce moment, toutes les cavités du moule ont été remplies par la résine contenue dans le sac formé par la pellicule étirée. On peut remplacer le cadre da retenue par une garniture compressi- ble, en caoutchouc ou autre matière, qui peut également comporter des orifices d'échappement de l'excès de résine sous la pression maximum du moule.
Les ressorts qui agissent sur le cadre de retenue peuvent être remplacés par une pression pneumatique ou hydraulique.
Lorsque la température de moulage est élevée et qu'il est facile de faire prendre sa forme à la pellicule du sac, on peut supprimer le mécanisme de retenue, car la résistance des parois du sac elles-mêmes et celle du joint qui en réunit les pellicules peut servir à retenir la résine jusqu'à ce que toutes les cavités soient remplies. La pression qui est nécessaire pour appliquer la pellicule souple et facilement extensible du sac contre les parois des cavités
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est très fai ble en raison de la température élevée du moule et le sac ne risque pas de se rompre jusqu'à ce que les cavités du moule soient complètement remplies.
Le chargement de la résine dans un sac plastique a encore l'avantage de permettre de suspendre l'ensemble de la résine et du sac au-dessus de la surface de moulage et entre les parties supérieure et inférieure du moule, avant que le moule commence à se fermer. Les côtés opposés de la masse de résine sont ainsi chauffés uniformément par les deux moitiés du moule et on évite toute surchauffe locale et cuisson irrégulière. On obtient ainsi des pièces plus uniformes et on règle mieux le retrait des produits finalement cuits.
Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, le sac souple et plastique empêche la résine de venir en .contact avec les éléments du moule. Le moule lui-même ainsi que les matrices, peuvent donc être en une matière quelconque appropriée, sans avoir à se préoccuper de .l'action exercée éventuellement par le métal sur la résine et inversement. Etant donné que la résine ne vient jamais en contact avec les éléments du moule, l'opération est très propre et le moule est prêt au cycle suivant dès que les pellicules et les pièces moulées entre elles en ont été démoulées.
Le sac plastique-contenant la résine peut subir un préchauffage, à l'état qu'on désire en dehors de la presse et être ainsi préparé au moulage. Ce préchauffage lui permet de prendre sa forme plus facilement et contribue à la bonne orientation des additifs, tels que les particules d'essence de/nacre, du fait que le chauffage en diminue la viscosité. De plus, on peut aussi diminuer la période du cycle de compression et augmenter ainsi la production de la presse à mouler. De même, la résine peut s'étaler uniformément entre les pellicules supérieure et inférieure
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du sac de façon à recouvrir une surface correspondant à la surface de moulage avant l'opération de moulage proprement dite et en dehors du moule lui-même..
On obtient ainsi une répartition uniforme de la composition résineuse, qui coule aussi peu que possible pendant l'opération/de moulage, ce qui peut être intéressant dans certains cas, par exemple lorsqu'il s'agit da mouler des pièces possédant un éclat dans la masse, où il est-nécessaire que la résine coula le moins possible pour obtenir certains effets avantageux. De même si la composition résineuse contient des charges ou pigments qui ne coulant pas aussi facilement que la résine, l'étale uniforme de la résine dans le sac avant,moulage' permet d'obtenir des pièces moulées plus uniformes. La résine étant ainsi étalée peut aussi être refroidie ou solidifiée pour la conserver en stock et pour obtenir certains effets avantageux par le moulage.
Ainsi qu'il est connu, l'augmentation du taux d'écoulement de la résine peut offrir des avantages importants en ce qui concerne l'orientation des paillettes perlées ou irisées, telles que celles de l'essence de nacre et analogie contenus dans la résine. Pour augmenter le taux d'écoulement de la résine on peut partager le sac en plusieurs canaux communiquant entre eux en le fermant de façon à faire suivre à la résine un trajet en labyrinthe, parexemple en zig-zag en travers de la surface du sac. Les joints recouvrent dans ce cas les surfaces qui séparent les rangées de cavités et les joints successifs partent alternativement des extrémités oppo,sées du sac et chaque ligne de joint se termine à peu de distance de l'autre extrémité du sac.
On introduit alors la résine en mélange avec diverses additions, telles quo le catalyseur, un accélérateur, un plastifiant, un colorant dos palliatives perlées, etc. dans
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un des canaux de terminaison et on régla la fermeture du moule de fagot). à faire couler la résine dans tous les canaux avant que le moule soit fermé. On peut ainsi obtenir par exemple avec l'essence de nacre de très beaux effets, qui n'en!: pu être obtenus jusqu'à présent.
Le procédé du sac suivant l'invention permet aussi de doser des compositions résineuses non catalysées dans le sac et d'ajouter ls catalyseur à la résine (puis fermer le sac) juste avant d'effectuer la moulage. Il est donc inutile de se préoccuper de la durée de vie en stock des résines.
Une fois le catalyseur ajouté avec ou sans accélérateur, on peut malaxer le mélange dans le sac pour mélanger la résina avec le catalyseur.
Une fois le mélange désaéré, on peut conserver le sac complètement fermé pendant des périodes de diverses durées, suivant la réactivité de la résine et du catalyseur, san-s que .'es bulles d'air risquent de passer dans la rési- ne. Si on le désire, on peut conserver les sacs dans un réfrigérateur jusqu'à ce qu'on en ait besoin.
Le procédé de l'invention permet aussi de faire apparaitre sur la totalité de la surface des pièces moulées des effets de surface spéciaux en une seule pièce avec la masse des pièces. Par exemple, les pièces moulées peuvent comporter une couche superficielle en une seule pièce avec la masse, d'une couleur,d'un dessin ou d'une texture quelconques à volonté, en appliquant sur la surface intérieure des pellicules supérieure..-'; inférieure une couche d'une composition qui fond avec la résina de moulage 76 en formant une masse résineuse monobloc. La couleur, la forme, les propriétés réfléchissantes de la lumière, la texture, etc. que les couches des deux pellicules font acquérir à la pièce soûlée peuvent êtreen aharmonie ou en contraste entre elles.
Les couches peuvent être appliquées sur les surfaces
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intérieures des pellicules par pulvérisation, à la brosse, au pochoir ou de toute autre maniera appropriée. Les couchas peuvent contenir une résine de même nature que la compositionde moulage ou d'un type différent se mélangeant avec la résina de moulage ou compatible avec elle. On peut gélifier ou conditionner la couche résineuse de toute manière appropriée sur les pellicules avant de former le sac.
On peut au si appliquer des couches donnant un effet spécial avec des dispositifs d'application à rouleaux renversés ou sous forme de solutio en évaporant ensuite le solvant et en chauffant la couche résineuse jusqu'à ce qu'on obtienne la consistance voulue, qui copendant doit correspondre de préférence à peu près à l'état final insoluble et infusible.
Si on gélifie les couches des pellicules avant l'opération de moulage, on empêche la résine de l'effet spécial de couler sensiblement dans la masse de la résine de moulage. Par contre, si on désire réaliser un certain mélange pour obtenir un effet plus irrégulier, on peut faire sécher à l'air la résine de l'effet spécial jusqu'à ce que sa surface ne soit presque plus collante. On peut gélifier la résine de l'effet spécial par la chaleur ou par un catalyseur de durcissement à froid, ou en combinant ces deux procédés.
Les résines des effets spéciaux peuvent être tfansparentes, translucides ou opaques, avec ou sans éclat interne et avec ou sans paillettes irisées ou perlée's. On peut obtenir des effets bigarrés au moyen de plusieurs couleurs. Les pellicules en alcool polyvinylique conviennent particulièrement à cet effet, car elles sont de nature hydrophile de aorte ; que la couche résineuse s'en détache facilement:.
Lorsque la ou les cavités se trouvent complètement dans la partie inférieure du moule et que la face de la partie supérieure est lissa et ne comporta pas de cavités (fig.
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5 et 6), il n'est pas nécessaire que la pellicule du coté de la partie supérieure du moule soit fortement extensible et elle peu!; consister en "Cellophane" ou même en papier, ou substance analogue. Si le papier est suffisamment poreux pour que la résine y pénètre, il n'en résulte généralement aucun inconvénient, car les pièces telles que les boutons sont tournées ou polies pour leur faire prendre leur forme définitive. Ceci est illustré sur les fige , et 6, sur lesquelles la pellicule,fortement extensible est désignée comme précédemment par 74, et la pellicule plus ou moins inextensible par 74a, tandis que la résine est désignée,par 76 et a la forme d'un bouton à tige (fig.6).
Lorsque toutes les cavités sont disposées dans la partie inférieure du moule et que la surface de l'autre partie est une surface plane continue, on peut réaliser certains avantages de l'invention au moyen d'une seule pellicule fortement extensible pourvu qu'elle soit intercalée entre la composition résineuse et les cavités. La seconde.pellicule peut alors être remplacée par une couche, appliquée à la tresse ou par pulvérisation sur la face de la partie supérieure du moule, d'un composé de séparation ou lubrifiant à l'égard duquel la résine est inerte. On pose ensuite la pellicule extensible sur les cavités, on dépose la résine sur la pellicule et la partie supérieure du moule ne comportant pas de cavités recouvertes de la couche directement en contact avec la résine.
Il y a lieu de disposer le cadre de retenue 83 poussé par les ressorts sur la partie du moule qui contient les cavités de façon à le protéger par la pellicule contre la résine qui, sous la pression exercée par le moule, serait refoulée dans les chambres 65 des ressorts.
Quoique l'invention ait été décrite en tant que s'appliquant à la fabrication des boutons, il est évident que
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le procédé de l'invention est susceptible de nombreuses applications da moulage d'un grand nombre de sortes de pièces et de dimentsions différentes, telles que des manches de couteaux, éléments de jeux et jouets, articles de bijouterie et autres objets décoratifs boites,.. coffrets de- diversinstruments, etc. On peut mouler des ébauches de boutons et autres par le procédé de l'invention à leur forme définitive an les posant sur la pellicule plastique inférieure 74 en face des cavités des matrices, puis en posant la pellicule sur elles.