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"Procédé de production d'articles moulés en mousse de résines thermoplastiques.0
La présente invention vise un procédé perfection- : né de production d'articles alvéolaires mis en forme ou moulés ainsi que des articles et des structures obtenus par ce procédé. ;
On sait qu'on peut produire des articles alvéolai- ; res à partir de substances résineuses qui contiennent des agents ' gonflants, comme des liquides hautement volatils, par chauffage ; de ces substances à une température à laquelle elles sont suf-
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fisamment ramollies et souples pour que la pression de l'agent gonflant se dilatant sous l'effet de la chaleur les transforme en articles ou structures alvéolaires cohérents désirés.
Dans une variante, les résines particulaires contenant l'agent gon- flant peuvent être soumises à des températures élevées dans des conditions dans lesquelles elles se dilatent mais conservent leur structure particulaire. Les particules "moussées" au pré- alable ainsi obtenues peuvent alors être agglomérées mutuelle- ment par l'application de la chaleur et être amenées ainsi à n'importe quelle forme désirée. De nombreuses variantes de ces procédés ont été conçues et mises en oeuvre ; parmicelles-ci, on cite le procédé appelé procédé cyclique de "moussage" qui permet le production de mousses extrêmement légères. Le dichlorodifluorométhane ou des composés similaires sont avanta- geusement utilisés comme agents gonflants dans le procédé cycli- que de "moussage".
Par ce procédé, on peat obtenir des mousses qui occupent jusqu'à 30 ou 40 fois, ou même 200 fois ou plus, le volume initial de la résine non alvéolaire.
L'énergie calorifique nécessaire pour le moussage de matières thermoplastiques était généralement fournie par le chauffage externe des substances, par exemple par la vapeur d'eau, chauffage par résistance électrique et chauffage aux in- frarouges. un a également proposé une cirulation interne de va- peur d'eau. Ces procédés donnent de bons résultats dans certai- nes applications. Toutefois, on a très souvent observé un manque d'uniformité et des irrégularités dans les structures alvéolai- res et des variations considérables de la densité des mousses dans la totalité de la section transversale, en particulier avec des articles dont l'épaisseur est relativement grande.
Les rési- nes thermoplastiques dilatées sont calorifuges et possèdent une conductibilité thermique relativement faible, ce qui rend sou- vent difficile d'obtenir une répartition uniforme de la tempé- rature dans l'opération de moussage.
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Pour les mêmes raisons, il est généralement diffi- cile ou impossible de chauffer au degré requis les structures qui doivent être obtenues par fusion de substances particulai- res "moussées" au préalable ou de corps moussés au préalable, qui doivent être agglomérés ensemble dans un moule ou une struc- ture similaire les emprisonnant, pour former un corps unitaire.
Dans ce cas encore, des portions des substances voisines de la source de chaleur se trouvent surchauffées ce qui entraîne un effondrement au moins partiel de la structure alvéolaire tandis que les parties internes peuvent recevoir une quantité de chaleur insuffisante pour déterminer une fusion appropriée des subs- tances.
Les difficultés sont encore accrues avec des matières moussées au préalable qui ont des densités extrêmement faibles, telles que celles qui ont une densité de 8 gr/litre ou moins . habituel
En outre, l'appareil/de production de mousse et de mise 60 forme ou de moulage des mousses est relativement compli- qué, est peu commode à manipuler et sa construction ainsi que sa mise en oeuvre sont coûteuses, souvent en raison de certaines caractéristiques incorporées qu'on a conçues pour faciliter le chauffage de la résine thermoplastique soumise à l'expansion.
On a proposé, pour obtenir l'expansion de mélanges d'un bicarbonate d'un métal alcalin et d'un copolymère de chlo- rure de vinylidène avec du chlorure de vinyle, de soumettre les mélanges à l'action d'un champ électrique à haute fréquence.
Toutefois, des polymères qui ont un facteur faible de pertes diélectriques ne peuvent pas être chauffés à des températures suffisamment élevées. Pour résoudre ce problème, on a proposé dans la technique antérieure, de soumettre les mélanges gonfla- bles de matières thermoplastiques, ayant un facteur faible de pertes diélectriques, à un chauffage à haute fréquence pendant que les substances sont logées dans un moule métallique. Dans cette application, le chauffage à haute fréquence agit principa- lement sur le moule. La chaleur engendrée dans le moule par le
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champ à haute fréquence est transmise dans la matière thermo- plastique par conduction.
Ainsi, dans ce procédé faisant appel à un moule métallique, le chauffage à haute fréquence est prin- cipalement destiné à remplacer le chauffage externe du moule par de la vapeur d'eau ou d'une autre manière avec les incon- vénients résultants qui ant été exposés ci-dessus.
La présente invention fait appel à un processus différent pour obtenir le chauffage sans rencontrer les diffi- cultes et les inconvénients des procédés de la technique an- térieure.
Des articles moussés et des structures moussées et moulées qui possèdent une qualité et une uniformité élevées peuvent être facilement préparés conformément à la présente in- vention, par moussage èt/ou fusion, à des températures élevées, de résine thermoplastiques "gonflables" ou de résines thermoplas tiques parauculaires moussées au préalable,et spécialement de . substances qui ont un facteur de pertes diélectriques faible.
On obtient l'expansion et/ou la fusion des substances par chauf- fage diélectrique des substances thermoplastiques en présence d'eau et dans un moule fait d'un matériau qui est sensiblement non conducteur de 1 'électricité. La substance thermoplastique gonflable ou moussée au préalable est avantageusement mouillée avant d'être soumise au chauffage diélectrique. L'eau peut con- tenir un agent tensio- actif ou d'autres additifs comme des al- cools ou des glycols. Selon la composition de la substance résineuse, le facteur de pertes diélectriques de la résine et/ou des autres constituants formant les masses résineuses gonflables moussée au préalable, l'épaisseur de la substance et d'autres facteurs, des quantités diverses d'eau sont nécessaires pour l'obtention de résultats optima.
Bien qu'une quantité inférieure à 10% en.poids d'eau, par rapport au poids de la résine thermo- , plastique, soit souvent suffisante, il est généralement désira- ble d'utiliser de 10% en poids jusqu'à 30% en poids d'eau, ou
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plus par rapport au poids de la composition thermoplastique.
Le nouveau procédé perfectionné de la présente invention peut être mis en oeuvre de façon particulièrement avan- tageuse avec des polyoléfines telles que le polyéthylène et les polymères alkényliques aromatiques ou leurs copolymères comme le polystyrène ou le vinyloiluène ou des copolymères de styrène ou de vinyltoluène, en particulier ceux qui contiennent au moins 50% en poids d'unités de styrène ou de vinyltoluène.
D'autres avantages découlent généralement de l'utilisation d'une résine thermoplastique qui soit capable d'être transfor- mée en pousse, ou qui a été transformée en Mous par l'effet d'un composé organique volatil qui constitue un non-solvant ou un solvant médiocre pour la résine thermoplastique et qui est contenu à l'intérieur de la résine.
Le procédé préféré de production de structures alvéolaire par expansion de substances résineuses thermoplasti- ques granulaires discrètes contenant un agent gonflant consiste à mouiller la masse de substance résineuse thermoplastique gon- falble avec de l'eau et à procéder au chauffage diélectrique de la masse mouillée, pour y engendrer une chaleur suffisante pour ta la ramollir de façon adéquate et provoquer la dilaion de l'a- gent gonflant dans les particules discrètes pour dilater la u masse et lui donner la stature d'une mousse tout en évaporant l'eau de cette masse. On continue à appliquer le chauffage di- électrique jusqu'à ce que le degré désiré de dilatation soit ob- tenu par la masse moussée.
Avantageusement, on peut faire mous- ser la masse humide pendant qu'elle est soumise au chauffage diélectrique à l'intérieur d'un moule. Plus avantageusement, on peut la faire mousser pendant qu'elle est soumise au chauffa- , ge diélectrique dans un moule qui peut se dilater élastiquement et qui est conçu pour soumettre la masse en cours d'expansion à une contrainte uniforme et continue pendant sa transformation en mousse.
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Les structures alvéolaires qui sont obtenues con- formément à la présente invention ont un degré d'uniformité élevé et, en particulier quand elles ont été dilatées dans un moule pouvant se dilater élastiquement, elles possèdent une structure unitaire qui est constituée essentiellement par des granules uniformément dilatée de la résine thermoplastique. On peut obtenir des structures alvéolaires ayant de telles carac- téristiques même quand elles ont été amenées à des formes telles que leurs dimensions en coupe transversale soient notables, di- mensions qui, par exemple, peuvent comprendre une épaisseur de 5 cm ou plus, si on le désire.
Le procédé de la présente invention permet également d'agglomérer ensemble par fusion des particules d'une substance résineuse particulaire moussée au préalable ou des corps mous- sés de matière plastique pour obtenir un article alvéolaire unitaire ou des structures alvéolaires unitaires.
Cette variante du procédé comprend, dans son mode de réalisation préféré, l'imprégnation de la masse de corps de mousse de matière plas- tique avec de l'eau, après quoi on place la masse hamide de mousse de matière plastique dans une forme de moulage ou bien ou la fait passer à travers cette forme qui peut se contracter, subir un retrait ou assurer un étranglement progressif, et on soumet la masse humide à un chauffage diélectrique pour engendrer dans la masse une chaleur suffisante pour la ramollir de façon adéquate et provoquer la fusion des particules dilatées de la masse sans que la structure de mousse s'effondre pendant qu'elle est comprimée ou resserrée dans ce moule pour unir de façon cohérente les corps en mousse particulaire tout en évaporant l'eau de la masse.
On continue le chauffage diélectrique jusqu' à ce que la masse soit sèche et que les corps en mousse plasti- que aient été parfaitement fondus et soudés les uns aux autres pour constituer la masse intégrale mise en forme désirée dans le moule. Avantageusement, on peut mettre en forme la masse hu-
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mide pendant qu'elle est chauffée diélectriquement à l'inté- rieur d'un moule pouvant être comprimé mécaniquement ou pendant qu'elle traverse un passage assurant un étranglement progressif ou une compression-progessive ou encore lorsqu'elle a traversé ce passage, par exemple en vue de former des feuilles, des plan- ches ou à amener à d'autres formes la mousse de matière plasti- que.
Dans beaucoup de cas, il peut être particulièrement avan- tageux qu'elloit mise en forme pendant qu'elle est chauffée diélectriquement dans une enveloppe formée d'une couche d'une matière pouvant se contracter, comme un enroulement en copoly- mères de polyvinylidène qui se rétrécit quand on le chauffe ou bien un tube ou autre élément en caoutchouc ou autre matière élastomère, dont le rôle est de restreindre la masse de façon uniforme et continue pendant sa fusion et sa transfor- mation en une sutrcture alvéolaire unitaire.
Ce procédé est particulièrement avantageux quand il est mis en oeuvre pour la fabrication d'articles moulés ou de masses gonflées ayant une densité inférieure à 8 gr/litre, par exemple comprise entre 3,2 gr/litre et environ 7,2 gr/li- tre. Les structures alvéolaires ainsi obtenues ont une unifor- mité élevée et, même quand elles sont fabriquées avec une mousse de densité extrêmement basse, elles possèdent une struc- ture alvéolaire unitaire qui est régulièrement et uniformément distribuée dans la masse mise en forme.
L'eau qui est utilisée pour mouiller les corps dilatés de résine thermoplastique dans le procédé de la présente invention facilite l'obtention de la température de moussage optimum pour gonfler la résine thermoplastique au moyen du chauffage diélectrique. On peut obtenir facilement des tempé- ratures dépassant 100 C grâce à l'effet de pression qui peut être obtenu avec divers types de moules assurant une retenue.
La présence de l'eau empêche en outre les effets nuisibles d'une surchauffe qui pourraient survenir dans la substance résineuse
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thermoplastique en cours de dilatation en raison ae l'applica- tion du chauffage diélectrique.
La quantité d'eau qui peut être utilisée pour mouiller la résine thermoplastique gonflable dépend à un cer- tain degré du chauffage nécessaire pour qu'une masse donnée de la substance puisse être portée à la température de fusion optimum pour l'article désiré, température qui est habituelle- ment voisine d'environ 95-125 C, en vue de déterminer l'aggle- mération par fusion dans la matière gonflée et ramollie de fa- çon adéquate par la chaleur, de manière à obtenir l'article dé- siré.
Quand on utilise des particules gonflables non moussées dans le procédé de la présente invention, on doit régler la quantité d'eau de manière à assurer l'obtention de la températu- re optimum de la mousse, qui est habituellement voisine d'au moins 85 à 88 C, La quantité d'eau nécessaire dépend également de la densité finale désirée de la mousse, étant donné que l'ap- plication de quantités relativement plus élevées de chaleur donne généralement des volumes plus élevés de la substance gonflée. On doit utiliser de l'eau en quantité suffisantepour obtenir un facteur de pertes diélectriques approprié dans la masse humide qui doit être soumise au chauffage diélectrique, de manière qu'un chauffage efficace et effectif puisse être obtenu.
Il doit/avoir suffisamment d'eau dans la matière pour absorber suffisamment de chaleur par vaporisation pendant la période requise de chauffage diélectrique afin que la substance résineuse thermoplastique gonflée ne puisse pas s' effondrer, d'abimer ou se décomposer. Certains types de résines thermoplastiquesigonflables couramment utilisés peuvent être soumises à ces diverses détériorations quand elles sont soumi- ses à des températures comprises par exemple entre 135 et 205 C.
Inversement, on doit éviter l'utilisation de quantités d'eau excessives pour empêcher une évaporation incomplète pendant la période de chauffage diélectrique de la quasi-totalité de l'eau
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contenue dans la structure alvéolaire obtenue.
Ordinairement, la quantité d'eau qui est utilisée ne doit pas dépasser une quantité suffisante pour obtenir environ 50% en poids d'eau dans la matière gonflée humide. Fré- quemment, il est approprié d'utiliser une quantité d'eau voi- sine d'environ 30% en poids des particules humides de résine thermoplastique gonflée en cours de fabrication ou de la résine thermoplastique gonflable humide, respectivement. Il est préfé- rable d'humidifier soigneusement et uniformément avec de l'eau la mousse de matière plastique cu la matière gonflable. Dans certains cas, il peut être commode de mélanger la masse de ma- tière gonflable et l'eau avant leur mise en place dans le mou- le. Dans une variante, on peut avantageusement mélanger la masse de matière gonflable avec l'eau, à l'intérieur du moule.
Il peut être souvent préféré d'utiliser un détergent ou un agent tensio-actif dans l'eau pour aider à l'imprégnation des corps en mousse de matière plastique qui doivent être transfor- més en masses de mousse unitaires et mises en forme. A ce su- jet, des solutions aqueses de glycols et d'autre matières non nuisibles qui élèvent le point d'ébullition de l'eau peuvent également être utilisée à la place de l'eau seule. De telles solutions - aqueuses peuvent avoir un bénéfice et un avantage particulier quand les corps en mousse de matière plas- tique qui sont constitués par des substances à points de fusion relativement élevés sont agglomérés ensemble et transformés en masses unitaires mises endorme.
Les corps en mousse de matière plastique qui sont utilisés pour la fabrication de masses unitaires peuvent avoir n'importe quelle configuration désirée y compris la forme de particules relativement grosses. Toutefois, il est préférable d'utiliser la mousse gonflée qui doit être transformée en arti- cle fabriqué quand elle est sous la forme de corps particulaires
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multiples qui, de façon désirable, peuvent avoir des formes granulaires comme des corps en mousse de matière plastique qu'on a obtenue par gonflement de perles ou de granules de résine thermoplastique gonflable. Des corps particulaires en mousse gonflée, spécialement ceux qui ont une dimension moyenne de 6 à 19 mm ou plus, peuvent être facilement et commodément mani- pulés, ce qui facilite leur mise en place dans le moule qui est utilisé.
On a constaté que des corps de mousse plastique obtenus par le procédé de moussage cyclique permettent d'obte- nir un avantage et un résultat except-ionnellement satisfai- sants dans la mise en oeuvre de la présente invention.
N'importe quelle résine thermoplastique pouvant être gonflée ou transformée en mousse par des techniques ordi- naires ou spéciales pour constituer des corps en mousse plas- tique peut être avantageusement utilisée pour former la mousse plastique mise en oeuvre dans la présente invention. De nom- breuses mousees plastiques obtenues à partir de diverses ré- sines thermoplastiques sont donc appropriées. Des polymères thermoplastiques gonflables, des copolymères et des interpoly- mères ou des polymères greffés du styrène, de l'alpha-méthyl styrène, de l'ar-méthyl styrène (vinyltoluène) du mono- et du dichlorostyrène et de l'ar-diméthyl styrène peuvent être utilisés de façon particulièrement avantageuse dans les mousses plasti- ques, ainsi que d'autres résines et composés alkényliques aro- matiques.
Ainsi qu'on le sait parfaitement dans la technique, les composés alkényliques aromatiques sont ceux qui contiennent au moins environ 50% en poids d'au moins un composé alkénylique aromatique ayant pour formule générale
G-CX - CH2 dans laquelle G est un radical aromatique et X est un atome d'hydrogène ou un radical méthyl. Les mousses plastiques d'au- tres résines thermoplastiques peuvent également être utilisées
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avantageusement, comme les polymères et les divers copolymères du méthacrylate de méthyle, de l'acrylate d'éthyle, etc, de l'acétate de vinyle, du vinyl butyral, etc, d'hydrocarbures polyoléfiniques comme le polyéthylène, etc, et de divers déri- vés thermoplastiques ou thermoplastifiés de la cellulose, comme le nitrate de cellulose et l'acétate de cellulose.
Les agents gonflants utilisés pour la préparation initiale des corps en résine thermoplastique gonflés peuvent être ceux qui sont cou- ramment utilisés, comme le dichlorodifluorométhane, l'anhydride carbonique, le pentane, etc, ainsi que d'autres substances appropriées comme des agents appropriés libérant des gaz.
Bien que des masses non emprisonnées puissent être gonflées conformément au procédé de l'invention, il est habi- tuellement avantageux d'utiliser des moules pour emprisonner et mettre en forme la masse en cours de gonflement formée de résines thermoplastiques. Il est généralement préférable d'uti- liser pour les moules des matériaux de construction qui sont électriquement isolants et non conducteurs de l'électricité.
On peut prévoir des parties métalliques dans les moules si on les conçoit de manière à éviter une mise hors circuit du champ à haute fréquence. Dans de tels cas, il est avan- tageux de chauffer la partie métallique du moule pour éviter une condensation à sa surface. Bien qu'on puisse utiliser des moules rigides, ils peuvent parfois avoir tendance à emprison- ner certaines portions de la masse en cours de gonflement plus étroitement que d'autres portions de cette masse.
L'utilisation des granules gonflés au préalable de la résine thermoplastique gonflable peut être utile pour ob- tenir une meilleure distribution au cours de la formation d'une structure alvéolaire dans des moules rigides. On obtient ce résultat du fait que la portion du volume du moule qui est occupée par des granules gonflés au préalable est supérieure à celle qui est occupée par des matières gonflables qui n'ont pas
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été transformées en mousse.
De façon plus avantageuse, on peut obtenir une distribution uniforme des granules individuels de la masse de résine thermoplastique en cours de gonflement en utilisant un pouvant se dilater élastiquement sans nécessiter l'utilisation moule/d'une substance gonflée au préalable. Ces moules assu- rent une distribution uniforme des granules individuels dans une masse gonflable pendant sa transformation en une struc- ture alvéolaire, du fait qu'ils tendent à maintenir la masse sous une pression ou .contrainte constantes et uniformes pendant son expansion. Les moules dilatables donnent des résultats su- périeurs quand ils sont sensiblement remplis de la masse gonfla- ble avant son expansion.
Ils constituent également un excellent moyen pour régler le fini de surface de la structure alvéolai- re moulée.
Ces moules peuvent être avantageusement faits en caoutchouc ou en matière élastomères analogues à du caoutchouc et pouvant être étirées élastiquement, matières qui peuvent se dilater et se prêter sous l'influence de la masse en cours de gonflement tout en la soumettant à une pression constante de contrainte. Ils pelvent avoir n'importe quelle configuration dé- sirée pour emprisonner la masse en cours de gonflement bien qu'une forme de sac ou une forme tubulaire soient fréquemment appropriées. Les moules élastiquement dilatables doivent commu- niquer de façon appropriée avec l'atmosphère pour que la vapeur d'eau puisse s'ééhapper de la masse gonflable humide pendant son chauffage diélectrique.
La position des évents dépend dans une grande mesure de la forme particulière du moule et des exigences individuelles pour obtenir sa mise en communication efficace avec l'atmosphère. La mise en communication du moule avec l'atmosphère, peut être opérée en continu pendant la période de chauffage diélectrique, ou bien peut être opérée à retardement, comme avec des évents sensibles à une pression, pour permettre l'obtention d'une pression désiré avant que la
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mise en communication avec l'atmopshère puisse s'effectuer. Une telle technique peut assurer une uniformité plus grande dans certains articles moulés.
En outre, il est souvent avantageux que certains moules, tels que ceux qui sont en bois ou autres matériaux ayant un faible facteur de pertes diélectriques et notable une perméabilité/à l'humidité, soient mouillés avant que la masse gonflable soit chauffée diélectriquement dans ces moules.
Ceci favorise l'obtention de moulages plus uniformes en per- mettant de chauffer uniformément le moule avec la pièce mou- lée et en l'empêchant en outre de se trouver brûlé pendant le chauffage diélectrique.
Même dans des cas où il peut être désirable que la structure de mousse possède la forme plus exacte d'un moule rigide, le procédé de la présente invention peut être mis en oeuvre avec les avantages supplémentaires qui résultent de l'utilisation d'un moule pouvant se dilater élastiquement. On peut obtenir ce résultat par un chauffage diélectrique de la masse humide de résine thermoplastique gonflable pendant qu' elle est logée dans un moule pouvant se dilater élastiquement qui est placé dans la cavité d'un moule rigide.
De cette maniè- re, la résine thermoplastique gonflable peut être transformée en une structure de mousse ayant une définition et un profil relativement plus précis que ceux qu'on peut habituellement ob- tenir avec un moule pouvant se dilater élastiquement seul, tout en conservant l'effet utile d'un moule élastiquement dilatable pour la structure alévolaire en cours de formation.
La fusion des particules moussées au préalable, en particulier de corps moussés en-matières thermoplastiques, est souvent facilité par l'utilisation de moules pouvant se con- tracter ou d'autres dispositifs de compression. Il est générale- ment préférable d'utiliser, pour les moules pouvant se contrac- ter ou d'autres dispositifs de compression, des matériaux de
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construction électriquement isolants ou non conducteurs.
Avantageusement, comme on l'a indiqué, on peut exercer une pression uniforme sur les particules individuelles de la masse gonflée de résine thermoplastique en utilisant comme moule une enveloppe pouvant se contracter, en matière plastique ou en caoutchouc, qui entoure les corps en mousse plastique. Les moules pouvant se contracter donnent de meilleure résultats quand ils sont chargés sensiblement entièrement de corps en mousse plastique qui doivent être agglomérés ou trans- formés en produit fabriqué.
Ces moules pouvant se contracter peuvent avanta- geusement être faits de pellicules de matière plastique pouvant ¯.de copolymères de polyvinylidène, qui peuvent se contracter se contracter comme des pellicules/ autour des corps en mousse plastique et les comprimer uniformément tandis qu'ils sont ag- glomérés les uns aux autres et transformés en produit fabriqué.
Ces moules pouvant se contracter peuvent avoir n'importe quelle configuration désirée pour comprimer la masse de mousse plas- tique, bien qu'un sac ou une forme tubulaire soient fréquemment appropriés. Les moules pouvant se contracter doivent être mis en communication avec l'atmosphère de façon adéquate afin que la vapeur d'eau puissé s'échapper de la masse gonflée humide pendent son chauffage diélectrique. La position des évents dé- pend dans une grande mesure de la forme particulière du moule et des exigences individuelles en vue de l'obtention de sa mise en communication efficace avec l'atmosphère.
L'évacuation de l'air du moule peut être continue pendant le chauffage dié- lectrique ou peut être retardée, par exemple comme avec des évents sensibles.à une pression, pour permettre d'atteindre une pression désirée avant l'évacuation dans l'atmosphère. Une telle technique peut assurer une uniformité plus grande dans certaine articles moulés. A ce sujet, l'application d'un vide positif sur un moule en caoutchouc rétrécissable pouvant se
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contracter est susceptible d'augmenter son aptitude à une con- traction de compression pendant la fabrication des corps en mousse plastique placés dans une enveloppe.' qui
L'appareil de chauffage diélectrique/est utilisé dans la mise en oeuvre de la présente invention peut être du type habituel qui fonctionne d'une manière ordinaire.
On peut utiliser des courants alternatifs provenant des sources appro- priées ayant des fréquences comprises entre environ 2 et 1000 mégacycles, bien que des fréquences comprises entre environ 6 et 100 mégacycles soient plus couramment utilisées. On peut utiliser toute tension désirée. Ordinairement, il est préféra- ble d'utiliser des tensions qui ne dépassent pas environ 25.000 volts. Comme on le sait couramment, la chaleur dégagée dans une substance diélectrique (comme une masse humide de corps en mous- se plastique) par un champ électrique variable dépend du facteur de pertes diélectriques de la masse particulière chauffée et est proportionnelle à la fréquence de la source électrique et au carré de la tension appliquée.
Par suite, on peut régler la vitesse de fusion et de fabrication en utilisant des combi- naisons désirées de fréquence et de tension, en prenant soin d'éviter l'utilisation de potentiels excessifs qui peuvent sou- mettre la substance en cours de gonflement à des surtensions mécaniques et perforer cette substance. Dans la plupart des cas, la masse particulaire de résine thermoplastique gonflée peut être rapidement transformée en une structure alvéolaire unitaire par le chauffage diélectrique. Une période de chauffa- ge de 1 minute ou à peu près 1 minut seulement est souvent suffisante pour permettre de fabriquer de façon appropriée une structure alvéolaire, même quand ses dimensions, y compris son épaisseur,sont relativement importantes.
EXEMPLE 1
On mélange parfaitement des volumes sensiblement égaux de corps en mousse plastique différents physiquement (ob- tenus par le procédé de poussage cyclique de granules gonfla-
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bles de polystyrène contenant environ 10% en poids de dichloro- difluorométhane) et on les mouille parfaitement avec environ
30% en poids d'eau dans laquelle est dissoute une faible pro- portion d'une matière tensio-active. Les corps en mousse plas- tique gonflée ont une forme approximativement granulaire. Les corps individuels constituant l'un des volumes qui sont mélan- gés ont une dimension maximum moyenne de 19 mm et une densité. apparente d'environ 3,2 gr/litre. Les corps de l'autre volume ont un diamètre moyen de 12 mm et une densité apparente de
16,5 gr/litre.
Ces deux genres de corps sont opbtenusopar le moussage cyclique de granules de polystyrène gonflables durant quatre cycles distincts de chauffage et de refroidissement, (chauffage jusqu'à 121 C et refroidissement à.la température ambiante) à des intervalles de 12 heures, pour obtenir des structures/alvéolaires fortement gonflées. On remplit complète- ment du mélange de corps gonflés humides un tube communiquant avec l'atmosphère par ses extrémités et formé de revêtements d'une pellicule de 0,4 mm d'un copolymère de 73% de chlorure de vinylidène et de 27% de chlorure de vinyle, et ayant une longueur de 15,2 cm et un diamètre de 7,6 cm. On rabat les extrémités du moule lorsqu'il est chargé.
On les fixe dans cet- avec ition avec te position avec un ruban opaque qui permet de faire commu- niquer le moule avec l'atmosphère lorsque la matière commence à fondre avec le chauffage diélectrique. Après avoir chargé le moule, on le place entre les électrodes d'un appareil de chauf- fage diélectrique ordinaire qui est mis en oeuvre avec une fré- quence d'environ 27 mégacycles et sous une tension appliquée d'environ 8.000 volts. A la fin d'une période de chauffage de
20 secondes, les corps en matière plastique sont agglomérés et forment un cyclindre de mousse unitaire et parfaitement agglo- méré ayant un diamètre légèrement plus petit.
Après refroidis- sement on l'enlève et on constate qu'il a la structure d'une mousse uniforme d'une densité de 5,5 gr/litre qui est parfai- tement sèche et exempte de quantités notables d'humidité. Par
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comparaison, les corps en matière plastique d'une charge simi- laire placée dans un moule ordinaire ne s'agglomèrent pas de façon satisfaisante et ne donnent pas un article moulé satis- faisant quand on utilise un chauffage par la vapeur.
EXEMPLE-2
Une masse de corps en mousse plastique (obtenue par moussage cyclique de granules de polystyrène gonflable con- tenant environ 5% en poids de pentane) est mélangée avec envi- ron 10% en poids d'eau dans laquelle on a dissous une faible quantité d'un agent tensio-actif. Les corps en mousse plasti- , que gonflée ont sensiblement une forme granulaire. Les corps individuels ont une dimension maximum moyenne de 10 mm et une densité apparente de 4 gr/litre. Les corps sont obtenus par le moussage cyclique de granules de polystyrène gonflable grâce à des cycles de chauffage et de refroidissement (chauffage jus- qu'à 110 C et refroidissement à la température ambiante) pour obtenir des structures alvéolaires fortement gonflées.
On rem- plit de corps gonflés humides un tube à extrémités en communi- cation avec l'atmosphère constitué par trois enroulements d'une pellicule de 0,4 mm d'un copolymère de 73% de chlorure de vinylidène et de 27% de chlorure de vinyle, perforés de trous de 1,6 mm avec des entre axes de 12,7 mm (répartition en carré) et ayant une longueur de 15,2 cm et un diamètre de 7,6 cm. On rabat les extrémités du moule après avoir chargé ce dernier.
On les fixe ensuite avec un ruban opaque. Après son chargement, on place le moule entre les électrodes d'un appareil de chauf- fage diélectrique ordinaire qu'on fait fonctionner avec une fréquence d'environ 27 mégacycles sous une tension appliquée d'environ 8.000 volts. A la fin d'une période de chauffage de 20 secondes, les corps en matière plastique sont agglomérés ensemble sous forme d'un cylindre de mousse unitaire et par- faitement aggloméré ayant un diamètre légèrement plus faible.
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Après refroidissement, on l'enlève et on constate qu'il possè- de la structure d'une mousse uniforme, d'une densité d'environ 4 kg/m3 qui est parfaitement sèche et exempte de quantités ap- préciables d'humidité. Par comparaison, une charge similaire de corps en matière plastique placée dans un mole ordinaire ne peut pas être agglomérée et transformée en produit conformé de façon satisfaisante ai on utilise un chauffage par la vapeur.
EXEMPLE 3
On répand une couche def,3 mm d'épaisseur, formée de granules de polystyrène gonflable absolument non moussé, sur le fond (d'une dimension de 4,8 x 12,7 cm) d'un moule en bois qui est obtenu avec une matière brute de 2,5 cm et a une cavité d'une profondeur de 4,4 cm. Les granules ont un diamètre moyen d'environ 1,4 mm et contiennent environ 13% en poids de dichlorodifluorométhane comme agent gonflant. Les granules non moussés sont humidifiés de manière qu'ils contiennent environ 30% en poids d'eau, par rapport au poids des granules humides.
On imprègne également l'intérieur du moule avec de l'eau avant d'y introduire la charge. Après l'introduction de la charge, on place le moule entre les électrodes d'un appareil de chauffa- ge diélectrique ordinaire qui est mis en oeuvre avec une fré- quence d'environ 27 mégacycles et sous une tension appliquée d'environ 8.000 volts. Après une période de chauffage de 1 mi- nute, le polystyrène gonfle au point de remplir complètement le moule. Après refroidissement, on l'enlève et on constate qu'il présente une structure de mousse uniforme d'une densité de 54,8 gr/litre qui est complètement sèche et exempte de quan- tités notables d'humidité.
Par comparaison, quand une charge similaire placée dans le moule est gonflée par de la vapeur d'eau dans un autoclave, le cycle de moulage nécessaire est plus long et on constate que la structure de la mousse retient environ 10% en poids d'humidité.
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A titre d'exemple supplémentaire, on remplit avec environ 38 gr de granules similaires de polystyrène gonflable humide, un tube en caoutchouc, à extrémités communiquant avec l'atmosphère, qui a une longueur de 15,2 cm, un diamètre inter- ne de 2,5 cm et une épaisseur de paroi de 3 mm, et on place le tube dans un appareil de chauffabe diélectrique mis en oeuvre dans les mêmes conditions pendant environ 2 minutes. On rabat les extrémités du moule en caoutchouc après y avoir introduit la charge. On les fixe dans cette position avec une bande d'ob- turation qui permet d'évacuer les vapeurs du moule lorsque la matière à commencé à gonfler pendant le chauffage diélectrique.
On constate que les granules ont gonflé de façon uniforme en constituant une structure de mousse agglomérée et cohérente dont l'uniformité est excellente en raison de l'action du mou- le en caoutchouc pouvant se dilater élastiquement. La structure de mousse qui a 22,9 cm de long et 5 cm de diamètre a une texture fine et un fini de surface lise et on constante qu'elle a une densité de 81,7 gr/litre.
On peut obtenir des résultats similaires avec des granules gonflables analogues de polyvinyltoluène.
REVENDICATIONS
1. Procédé de production d'articles alvéolaires par moulage à des températures élevées de résines thermoplasti- ques gonflables ou de résines thermoplastiques particulaires moussées au préalable, et spécialement de substances dont le facteur de pertes diélectriques est faible, caractérisé en ce qu'on obtient le gonflement ou la fusion de la substance, ou ces deux effets, par chauffage diélectrique des matières ther- moplastiques en présence d'eau et dans un moule fait d'un maté- riau sensiblement non conducteur de l'électricité.