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Procédé pour le moulage et le conditionnement de matière par changement d'état, machine pour la mise en oeuvre du procédé et produit obtenn La présente invention se rapporte aux procédés et aux machines pour le moulage et le conditionnement de matières. qui subissent un changement d'état physique, ainsi qu'aux produit* obtenu*.
Les matières traitées selon l'invention sont les matières thermofusibles, c'est-à-dire des matières qui passent de l'état solide à l'état liquide au-dessus d'une certaine température, les matières
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thermoplastiques, c'est-à-dire les matières qui passent progressi- vement de l'état solide à l'état plastique puis à l'état liquide dans une gamme de températures relativement grande, et les matières tixotropes, c'est-à-dire des matières qui, au repos, sont à l'état solide, et qui lorsqu'elles sont agitées, sont plus ou moins liquides.
L'invention a principalement pour but de faciliter les opérations de moulage et de conditionnement de ces matières et de présenter un produit qui puisse facilement être manipulé et utilisé.
Elle a principalement pour objet un procédé de moulage et de condi- tionnement en continu de matière par changement d'état, caractérisé par le fait qu'on amène la matière à mouler sous des conditions phy- siques correspondant à son état déformable dans des poches formées dans une matière souple en feuille , les poches adjacentes étant sé- parées par des pincements transversaux effectués avant ou juste après le remplissage des poches et fermant au moins partiellement la com- munication entre deux poches adjacentes.
Les conditions physiques qui permettent de manipuler la matière à son état déformable, peuvent être séparément ou en combinaison des conditions thermiques, de pression, d'agitation, suivant la nature de la matière. C'est ainsi que pour les matières thermofusibles ou thermoplastiques, on opérera à nne température pour laquelle les matières s'écoulent facilement, tandis que pour des matières tixotropes, la matière sera maintenue jusqu'à son injection dans le moule d
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à l'état agité.
Suivant une technique particulièrement avantageuse, la matière sera manipulée sous vide, qu'elle soit thermofusible, thermoplastique ou tixotrope , ce qui permet, suivant le cas, d'abais- ser la température de fusion, et par conséquent, d'économiser, d'une part les calories au chauffage et, d'autre part, du temps pour le refroidissement, de maintenir la matière fixotrope à l'état liquide ou plus ou moins pâteux pour un niveau d'agitation relativement faible.
Quant à la feuille proprement dite, ses caractéristiques physiques de résistance seront naturellement adaptées à la matière traitée, notam- ment en ce qui concerne sa résistance thermique,
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, relatifs à deux modes de réalisation préférés de l'invention.
La figure 1 du dessin, représente schématiquement une première forme d'exécution d'une machine selon l'invention, appliquant le procédé.
La figure 2 est une représentation schématique, d'autre forme d'exécution d'une machine selon l'invention.
La figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante.
La figure 4 montre un dispositif permettant d'opérer août vide..
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Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 la machine comporte une batterie de moules 1, 2, 3, disposés verticalement et cote à cote. Ces moules sont par exemple en tôle. Ils comportent à leurs parties réceptrices supérieures des goulottes 4 au-dessus desquelles est disposée au moins une buse d'injection 5 raccordées au système d'alimentation 6 Suivant le cas, on disposera d'une seule buse 5 déplaçable sélectivement au-dessus des gbulottes 4, ou bien de trois goulottes 5 fixes correspondant chacune à une goulotte.
A l'intérieur de chaque moule 1, 2, 3, on dispose une gaine déformable
7 en forme de poche fermée à sa partie inférieure et ouverte à sa partie supérieure, et destinée à recevoir la matière de moulage. Les < moules présentent en 8 des étranglements qui déterminent dans chaque moule des volumes partiellement séparés, par exemple trois volumes
9, 10 et 11 le volume 10 communiquant avec la goulotte 4 en 14.
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Ces étranglements, schématiquement représentés, sont de préférence constitués par des taquets mobiles qui, au début de l'opération de mou- lage sont en position écartée pour faciliter le passage de la matière du haut vers le bas de chaque moule, et qui, après l'opération d'injection, sont rapprochées dans la position. représentée.
En fonctionnement, la matière, maintenue dans un état physique tel qu'elle puisse être facilement déformable, est injectée à travers la buse 5, successivement dans chaque moule 1, 2,3. Par gravité, la matière s'écoule dans le moule qu'elle finit par remplir. S'il s'agit
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d'une matière thermofusible ou thermoplastique, la diminution du volume de matière contenue dans chacune des enceintes 9, 10, il est due à la conta'action thermique. Dans ce cas, c'est la surface extérieure de la matière qui commence à durcir tandis que les noyaux restent fondus ou au moins plastiques plus longtemps.
Par conséquent, en même temps que cette diminution de volume se pro- duit, elle est compensée par un apport de matière supérieur. S'il s'agit d'une matière tixotrope la diminution de volume est due sim- plement au durcissement et la compensation ie réalise de la même manière à cette différence près que la matière durcit uniformément.
En ce qui concerne la gaine, la matière dont elle est constituée sera choisie en fonction du produit a conditionner et, le cas échéant, du mode de retenue au niveau des étranglements. Parmi les paramètres, on citera notamment la résistance thermique de la gaine et sa ré- sistance mécanique.
Quant à la matière moulée, elle peut par exemple être de la para-. fine, des brais de pétrole ou de houille, ou encore dans le cas de matière tixotrope, des graisses.
Quant au mode de retenue de la gaine au niveau des étranglements, il peut se faire de toute manière voulue, par exemple par une soudure partielle, ménageant des cheminées de communication entre les brins, par agrafage sur la matière solidifiée, ou encore par piqûre.
Naturellement, les soudures ¯se feront avant l'introduction de la gaine d
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...... -; ... "- .... - - r - dans le moule tandis que les piqûres 'ou les agrafes se feront une fois le produit mouler
En ce qui concerne la machine elle-même, elle peut comporter des moules tels que ceux qui ont été représente mais disposés d'une manière différente. C'est ainsi qu'en utilisant une meul buse d'injec- tion 5, on pourrait répartir les moules suivant un manège se déplaçant sous la buse.
Dans le cas où l'on moule une matière thermofusible ou thermoplasti- que, elle peut se présenter soit sous une forme homogène, soit sous la forme de paillettes ou de granules quand elle subit au préalable un traitement mécanique. Dans ce dernier cas, la surface extérieure des grains est constituée par une croûte déjà durcie tandis que le noyau est encore à l'état liquide ou du moins pâteux; après l'injection dans un moule, il se crée un équilibre thermique entre les grains qui rede- viennent déformables et qui par gravité se tassent; dans ce cas, il se crée un important retrait volumique dù à la présence initiale d'air entre les grains. Ce retrait volumique est, comme on l'a vu, compense par apport de matière à partir des goulettes supérieures 4.
Le produit une fois terminé se présente sous la forme d'une succession de pains rigides, enveloppés dans une même gaine protectrice, qui sont reliés par des languettes de matière. Pour le stockage et le transe port, il suffit d'empiler les groupes de pains, trois pains par groupe dans l'exemple choisi après avoir cassé, coupé ou séparé de toute ma-
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niére la dernière languette supérieure qui reiait le pain du volunce
9 aux résidus de matière initialement contenus dans la Boulotte 4.
Sur la figure 2, on a représente en 21 une feuille déformable déli- vrée à partir d'un rouleau 22 les deux bord* longitudinaux 23 et 24 de cette feuille sont rapproche* mécaniquement en 25 puis soU- darisés en 26 par exemple par soudage.
En aval du point 26 on réalise en 27 un pincement de la gaine ainsi constituée ce qui peut se faire par exemple également par soudage partiel ou total. Ainsi. on constitue une poche entre les points 26 et 27.
Cette poche est alimentée par des moyens de distribution 28 en matière déformable à mouler ces moyens étant connectés aux systèmes d'aU- memtation
Quand on opère par soudage en 27, la soudure est suffisamment résis- tante pour qu'on puisse ne pas maintenir mécaniquement fermé le fond de la poche.
En aval du pent 27, on trouve donc des pains de matière tels que 29 séparés par des zones amincies telles que 30. Ces pains dont le contenu est acore à l'état déformable, ont une forme plus car moins brombée, comme représenté.
C'est pourquoi on peut les faire passer entre des éléments de formage tels que 31 qui, outre leur rôle de déterminer des faces planes sur les pains, peuvent être des plaques réfrigérantes, quand on a affaire
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à des matières thermoplastiques ou thermofusibles, pour refroidir rapidement les pains. Sur la figure 3, on a représenté de la même manière la feuille 21 délivrée à partir du rouleau 22 et dont les bords
23 et 24 sont solidaisés en 26. Cette fois, on n'opère pas par soudage mais par simple pincement mécanique partiel de la gaine.
Pour cela, on peut par exemple prévoir deux chaînes sans fin 32 com- portant des-dents-ou taquets extérieur? -33-en correspondance qui. - quand ils viennent pincer la gaine, déterminent le fond de la poche dans laquelle est injectée la matière.
La gaine n'étant pas fermée de manière définitive, il convient de main- tenir le fond de la poche en position fermée jusqu'à ce que la matière soit suffisamment solide pour qu'elle ne se déforme pas. Chaque paire de taquets correspondant reste donc en position rapprochée suffisam- ment longtemps pour que la matière ait le temps de se figer, qu'elle soit thermofusible, thermoplastique ou tixtrope Bien que l'on ne l'ait pas représenté, on peut réaliser à la sortie des chaînes 32 un maintien mécanique de la gaine sur les languettes de ma- tiére dans les zones amincies, par exemple par agrafage, par piqûres par moletage ou analogue.
En ce qui concerne les conditions d'alimentation, aussi bien pour la machine de la figure 2 que pour celle de la figure 3, on pourra opérer soit sous pression ambiante, soit en surpression, soit en basse pression. Quand on opère à la pression ambiante, la buse d'injection 28 est directement reliée à la réserve de matière à travers 1.:':le vanne 34
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quand la matière est injectée sous pression, il suffit d'interposer entre la vanne 34 et la réserve de matière une pompe ; enfin, si on maintient la matière sous vide, on peut utiliser un dispositif tel que celui représenté schématiquement 1 la figure 4.
Ce dispositif com- porte un réservoir 35 de matière sous basse pression, un doseur ou sas 36 connecté au réservoir 35 par une vanne 37 et enfin une autre vanne 38 débouchant dans la buse d'injection 28. Ce dispositif per- met de maintenir la matière en basse pression jusqu'à son injection dans la poche.
Les produits fournis par la machine de la figure 2 se présentent sous la forme de pains 32 reliés par des languettes souples 40 constituées uniquement par la gaine pincée. Au contraire, les produits obtenus avec la machine de la figure 3 sont constitués: par des pains 41 de forme identique aux pains 39 et séparés par des languettes 42 plus ou moins rigides puisqu'elles comportent une épaisseur de matière.
La matière injectée peut se présenter sous diverses fermes. s'il s'agit d'une matière tixotrope, elle est injectée sous forme de liquide, et s'il s'agit d'une matière thermofusible ou thermoplastique. elle peut Sire injectée soit sous forme homogène soit sous forme de paillettes ou de grains, suivant qu'on lui ait fait subir un traitement mécanique préalable ou