Procédé et appareil pour la fabrication de matières d'aspect perlé. Dans le brevet suisse N 107045 il a. été décrit un procédé général de fabrication de matières d'aspect nacré, perlé ou chatoyant, basé sur l'orientation systématique de par ticules de forme aplatie, capables de réflé chir la lumière, telles que l'essence d'orient par exemple, incorporées dans une masse de matière plastique transparente.
Il a été proposé dans ledit brevet diffé rents modes d'exécution, tels que: étirage, tor sion, boudinage, laminage, passage à travers une filière, ete., c'est-à-dire, en général tous moyens susceptibles de provoquer dans la masse la formation de courants ou veines fluides, parallèlement à l'axe desquels les particules s'orientent.
La présente invention a. pour objet un pro cédé de fabrication de matières plastiques d'aspect perlé, suivant lequel on produit une orientation systématique clé particules bril lantes, de forme aplatie, incluses dans la dite matière, en faisant subir à celle-ci un étirage d'une amplitude telle que le courant créé par cet étirage agit sur toutes les parti cules brillantes et les dispose parallèlement à la surface du solide formé par l'étirage.
Ce procédé est basé sur la constatation que, lorsque l'amplitude de l'étirage est suffi sante, celui-ci a pour effet de solliciter tou tes les particules brillantes en les redressant parallèlement' entre elles, ou tout au moins parallèlement à la surface du solide obtenu par étirage. 1 ï On obtient ainsi des masses qui offrent un aspect perlé, uniforme sur toute leur sur face, en raison de la régularité de l'orienta tion des particules incluses. Ces. masses peu vent avantageusement et moyennant quelques précautions ci-dessous décrites être utilisées comme éléments pour l'obtention de blocs clans une presse à bloc usuelle, blocs qui pourront être ultérieurement tranchés suivant la technique habituelle en feuilles d'épais seur convenable.
L'invention comprend aussi un appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé.
Au dessin ci-annexé les fig. 1 à 4 repré sentent deux presses à bloc usuelles et l'ef fet qu'elles produisent sur des masses plasti ques et les fig. 5 à. 11 représentent schémati- quement et à titre d'exemple, plusieurs for mes d'exécution de l'appareil suivant l'in vention. , Les fig. 1 et 2 sont des coupes verticales d'une presse à bloc contenant, pour la fig. 1, deux lames de matière plastique, orientées à plat, remplissant incomplètement l'intérieur de la presse; pour la fig. 2, les deux lames en question soudées en un seul bloc par l'ac tion d'une pression convenable sur le pis ton de la presse.
Les fig. 3 et 4 sont des coupes transver sales d'une autre presse à bloc. La fig. 3 re présente une masse .de matière plastique non encore orientée, placée sous le piston; la fig. 4, la même masse qui, après application de la pression, remplit complètement l'es pace disponible.
Les traits interrompus indiquent dans les différentes figures l'orientation générale des particules brillantes dans la masse.
La fig. 5 est une vue perspective, avec coupe verticale, d'une presse adaptée pour l'étirage de la masse plastique conformément au procédé suivant l'invention.
La masse plastique dont les particules solides ont une orientation quelconque, s'é chappe, sous l'influence de la compression, par la fente latérale. Il en résulte, en 5 la formation d'un courant d'écoulement qui oriente les particules parallèlement les unes aux autres en formant une lame 6.
La fig. 6 est une ivue en plan et en coupe d'une lame de matière plastique de section ovalaire, obtenue par étirage; la fig. 6 mon tre la disposition régulière et parallèle des particules brillantes qui y sont incorporées.
La fig. 7 montre l'effet de l'écrasement d'une lame de section ovalaire, obtenue par étirage selon le procédé, entre les deux pla teaux d'une presse, jusqu'à l'obtention d'une lame d'épaisseur uniforme; les particules fuyant sur les bords ne restent plus paral lèles entre elles, mais restent néanmoins pa- rallèles"à la surface.
Les fig. 8 à 11 concernent une seconde forme d'exécution suivant laquelle la matière plastique orientée est obtenue sous forme de tube avant d'être mise en lames par section de ce tube suivant sa longueur.
Ainsi qu'il a été exposé dans, le brevet 107045, il est possible d'obtenir un bloc de matière d'aspect perlé, nacré ou chatoyant, en entassant dans une presse à bloc les élé ments convenablement orientés et en les sou mettant à la chaleur et à la pression pour en constituer un bloc unique qui sera ulté rieurement tranché. Cependant, ainsi qu'on le voit à la fig. 1, des vides existent et il arrive que, lors de l'application de la pres sion, ces vides sont comblés par l'écoulement de la masse plastique comprimée et qu'il se forme ainsi des courants orientant les parti cules brillantes parallèlement à leur direc tion, c'est-à-dire dans un sens qui les rend: invisibles.
Le même phénomène se produirait d'ail leurs si, comme il est indiqué aux fig. 3 et 4, on cherchait à réaliser l'orientation par corn- pression d'une masse plastique, entre les deux plateaux d'une presse. L'écrasement ré sultant de cette opération ne produirait d'o rientation que sur une étendue réduite.
Pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention, on peut, comme déjà dit, em ployer un moyen très simple qui consiste a forcer la masse plastique, amenée par chauf fage au degré- voulu de plasticité, à passer par une fente d'où elle sort sous forme de lame.
On peut à cet effet employer une presse quelconque munie d'une filière appropriée. L'appareil particulièrement simple, dont la fig. 5 donne un schéma, consiste en une presse à bloc dans les parois de laquelle se trouve ménagé un orifice rectangulaire for mant fente ou filière. Cette fente ou filière peut avoir une largeur de 1 à 2 cm par exem ple ou plus si besoin. Quant à sa. longueur, il est bon qu'elle soit suffisante pour pro duire une lame d'une seule pièce susceptible d'être découpée en réctangles d'une surface suffisante pour remplir complètement la sec tion de la presse à bloc utilisée pour la con fection ultérieure du bloc destiné à. être tranché.
Comme la masse plastique s'échappe de la fente sous forme d'une lame continue, il faut, pour remplir cette condition, que la longueur de la fente soit au moins égale à la plus petite dimension de la presse à bloc, c'est-à-dire à sa largeur. Il a été expliqué ci- dessus d'ailleurs l'importance de cette pré caution pour éviter la désorientation margi nale de la masse plastique dans la presse à bloc (voir fig. 1 et 2). .
En exerçant sur le piston une pression convenable, on oblige la matière de sortir de l'appareil sous forme d'une lame dans la quelle, en raison du courant produit dans la masse, toutes les particules brillantes sont orientées de manière parfaitement parallèle à la surface de cette lame.
Il est à noter que pour obtenir une sur face d'aspect uniforme, il est nécessaire de prendre certaines précautions: a) Tout d'abord il est important de ne pas briser les particules et pour cela il con vient d'avoir une masse suffisamment plas tique, ce à quoi on parvient en élevant de fa çon suffisante la température.
La masse n'a. pas besoin, toutefois, d'être très molle, car les particules ne sont pas bri sées par une pression très élevée, mais bien par des mouvements trop brusque. On peut parfaitement étirer une masse très dure, sans briser les cristaux qui y sont inclus, à condition de faire un étirage suffisamment lent et sans à-coup, c'est-à-dire parfaitement régulier. Il n'est donc pas besoin de prévoir un excès de solvant qui, outre qu'il est coû teux, peut même être nuisible, car la lame 6 produite par l'écoulement de la, masse plasti que à. travers la fente 5 aurait tendance à se gondoler, à se déformer au cours de l'évapo ration du solvant.. Dans ce cas les particules brillantes pourraient être déplacées et on n'obtiendrait pas l'orientation uniforme qu'on se propose précisément de réaliser.
b) Il faut également éviter de faire pas ser la. matière à, travers une fente dont les bords .sont irréguliers, car ces irrégularités provoquent la formation de remous qui se traduisent dans la lame produite par des sil- lors rectilignes le long desquels les parti cules -sont orientées obliquement à la sur face. Ces sillons persistent indéfiniment, on les retrouverait sous forme de lignes droites non chatoyantes lors du tranchage d'un bloc constitué par de pareils éléments.
Pour cette raison, il faut donc prévoir une fente absolument polie et dont le profil lon gitudinal par ailleurs soit adapté au parfait écoulement de la matière, si l'on veut réa liser une veine fluide uniforme. On établira ce profil par l'expérience en s'inspirant de ce qu'on connaît des lois d'écoulement des flui des. A ce point de vue on pourra reproduire avec avantage le profil habituellement donné aux lances' d'arrosage pour obtenir un jet parfaitement régulier.
c) Enfin, là lame obtenue par étirage ne sera absolument uniforme que si la réparti tion de l'essence d'orient ou des autres parti cules brillantes incorporées dans la. masse plastique est bien régulière et si toute la masse se trouve, au moment du forçage à travers la filière, exactement au même degré de plasticité.
Dans le cas où les dimensions trop fai bles de la presse utilisée ne permettraient pas de produire d'emblée une lame ayant la largeur exacte du bloc, ce qui est indispen sable pour que les feuilles tranchées ne pré sentent pas de solution de continuité, on peut tout d'abord, avec une filière moins large, produire une lame plus étroite, mais plus épaisse et de section ovulaire par exemple. Cette lame encore chaude et par conséquent plastique sera soumise à l'action d'un lami- noir,-ou mieux d'une presse, afin de l'ame ner à la dimension exacte de la presse à bloc.
Cette compression exercée sur une lame dont toutes les particules sont orientées parallè lement au sens de l'étirage aura évidemment pour conséquence de les disposer obliquement par rapport au sens primitif d'étirage en raison des courants produits dans la masse, mais elles resteront néanmoins parallèles 'a la surface, ce qui est la condition essentielle pour obtenir une feuille présentant l'aspect perlé, c'est-à-dire sans ondulation apparente. Comme variante -du procédé d'étirage sous forme de lame, on peut envisager d'éti rer la masse plastique à travers un orifice de forme annulaire mais d'un diamètre tel que la circonférence dé ladite filière soit égale à la largeur du bloc que l'on se pro pose de constituer pour le trancher en feuil les.
Il suffit en effet de fendre ce tube sui vant une génératrice pour obtenir une lame orientée à plat.
La fig. 10 montre schématiquement com ment le tube 13 ainsi produit, coupé en 14 par un outil tranchant, non représenté, donne une lame l5.
Pratiquement, ce procédé présente quel ques inconvénients du fait que le tube de fort diamètre peut s'affaisser ou que sa pa roi peut se gondoler, ce qui entraînerait une désorientation des particules brillantes. Il peut arriver (voir fig. 11) que les tenons 18 maintenant le goujon central 17 provoquent la formation de remous qui se traduisent, sur le tube obtenu, par des lignes de dés orientation suivant les génératrices corres pondant aux tenons. Au niveau de ces lignes les particules brillantes sont disposées per pendiculairement à la surface du tube; elles sont donc invisibles. Il en résulte qu'elles se traduisent sur la lame développée par des trainées non chatoyantes.
Pour éviter cet inconvénient, on peut ou bien supprimer les tenons et maintenir le goujon central par un dispositif axial ou bien, plus simplement, donner aux tenons un profil fuyant évitant la formation de remous.
En dehors des moyens d'étirage ci-dessus décrits, d'exécution relativement ,simple, avec le matériel courant usité dans l'indus trie des matières plastiques légèrement mo difié,, on peut imaginer d'autres machines susceptibles de donner des résultats compa rables.
Il doit être entendu que le procédé de fa brication ci-dessus est applicable sans chan gement essentiel, quelles que soient les parti cules brillantes de forme aplatie utilisées: essence d'orient, mica ou autres cristaux na tures ou artificiels, poudres métalliques, d'a- luminium, de bronze, etc., et quelle que soit aussi la matière plastique mise en oeuvre: celluloïd, acétate de cellulose, produits con nus sous, les noms de galalith, bakelite, etc. ou analogues et succédanés.
A method and apparatus for making pearl-looking materials. In Swiss patent N 107045 he has. has been described a general process for the manufacture of materials of pearly, pearl or shimmering appearance, based on the systematic orientation of particles of flattened shape, capable of reflecting light, such as essence of the orient for example, incorporated in a mass of transparent plastic.
Various embodiments have been proposed in said patent, such as: stretching, twisting, extruding, rolling, passing through a die, ete., That is to say, in general any means capable of causing in the mass the formation of currents or fluid veins, parallel to the axis of which the particles are oriented.
The present invention a. for object a process for the manufacture of plastics with a pearly appearance, according to which a systematic orientation of shiny particles of flattened shape included in said material is produced by subjecting the latter to a stretching of an amplitude such that the current created by this stretching acts on all the shiny particles and arranges them parallel to the surface of the solid formed by the stretching.
This process is based on the finding that, when the amplitude of the stretching is sufficient, it has the effect of stressing all the shiny particles by straightening them parallel to each other, or at least parallel to the surface. of the solid obtained by stretching. 1 ï We thus obtain masses which offer a pearly appearance, uniform over their entire surface, due to the regularity of the orientation of the particles included. These. masses little wind advantageously and with some precautions described below to be used as elements for obtaining blocks clans a conventional block press, blocks which can be subsequently sliced using the usual technique in sheets of suitable thickness.
The invention also comprises an apparatus for carrying out said method.
In the accompanying drawing, figs. 1 to 4 represent two usual block presses and the effect they produce on plastic masses and figs. 5 to. 11 represent schematically and by way of example, several embodiments of the apparatus according to the invention. , Figs. 1 and 2 are vertical sections of a block press containing, for fig. 1, two plastic blades, oriented flat, incompletely filling the inside of the press; for fig. 2, the two blades in question welded into a single block by the action of a suitable pressure on the press udder.
Figs. 3 and 4 are dirty cross sections from another block press. Fig. 3 re has a mass .de plastic material not yet oriented, placed under the piston; fig. 4, the same mass which, after applying pressure, completely fills the available space.
The broken lines indicate in the various figures the general orientation of the shiny particles in the mass.
Fig. 5 is a perspective view, with vertical section, of a press suitable for stretching the plastic mass according to the process according to the invention.
The plastic mass whose solid particles have any orientation, escapes, under the influence of compression, through the side slit. This results in the formation of a flow stream which orients the particles parallel to each other forming a blade 6.
Fig. 6 is a view in plan and in section of a plastic blade of oval section, obtained by stretching; fig. 6 shows the regular and parallel arrangement of the shiny particles incorporated therein.
Fig. 7 shows the effect of crushing a blade of oval section, obtained by stretching according to the process, between the two plates of a press, until a blade of uniform thickness is obtained; particles escaping at the edges no longer remain parallel to each other, but nevertheless remain parallel "to the surface.
Figs. 8 to 11 relate to a second embodiment according to which the oriented plastic material is obtained in the form of a tube before being cut into strips by section of this tube along its length.
As has been explained in patent 107045, it is possible to obtain a block of material with a pearly, pearly or shimmering appearance, by piling the properly oriented elements in a block press and putting them under pressure. heat and pressure to form a single block which will later be sliced. However, as can be seen in FIG. 1, voids exist and it happens that, when the pressure is applied, these voids are filled by the flow of the compressed plastic mass and that currents are thus formed directing the shiny particles parallel to their direction, that is to say in a sense that makes them: invisible.
The same phenomenon would occur in other cases if, as indicated in figs. 3 and 4, an attempt was made to achieve orientation by compressing a plastic mass, between the two plates of a press. The crushing resulting from this operation would produce orientation only over a reduced extent.
To carry out the process according to the invention, it is possible, as already stated, to employ a very simple means which consists in forcing the plastic mass, brought by heating to the desired degree of plasticity, to pass through a slit. where it comes out as a blade.
Any press fitted with a suitable die can be used for this purpose. The particularly simple apparatus, of which FIG. 5 gives a diagram, consists of a block press in the walls of which is provided a rectangular orifice for mant slit or die. This slot or die may have a width of 1 to 2 cm, for example, or more if necessary. As for his. length, it is advisable that it be sufficient to produce a single piece blade capable of being cut into rectangles of sufficient area to completely fill the section of the block press used for the subsequent con fection of the block intended for. be sliced.
As the plastic mass escapes from the slot in the form of a continuous blade, it is necessary, to fulfill this condition, that the length of the slot is at least equal to the smallest dimension of the block press, it is that is, to its width. The importance of this precaution was explained above in order to avoid the marginal disorientation of the plastic mass in the block press (see fig. 1 and 2). .
By exerting a suitable pressure on the piston, the material is forced out of the apparatus in the form of a blade in which, due to the current produced in the mass, all the shiny particles are oriented perfectly parallel to the surface. surface of this blade.
It should be noted that to obtain a surface with a uniform appearance, it is necessary to take certain precautions: a) First of all, it is important not to break up the particles and for this it is advisable to have a sufficient mass. plastic, which is achieved by raising the temperature sufficiently.
The mass did. There is no need, however, to be very soft, because the particles are not broken by very high pressure, but by too sudden movements. It is perfectly possible to stretch a very hard mass, without breaking the crystals which are included therein, provided that a sufficiently slow and smooth stretching, that is to say perfectly regular, is carried out. There is therefore no need to provide an excess of solvent which, besides being expensive, can even be harmful, since the blade 6 produced by the flow of the plastic mass. through the slot 5 would tend to curl, to deform during the evaporation of the solvent. In this case the shiny particles could be displaced and one would not obtain the uniform orientation which one proposes precisely to achieve.
b) It is also necessary to avoid making the noise. material through a slit whose edges are irregular, because these irregularities cause the formation of eddies which result in the blade produced by rectilinear silences along which the particles are oriented obliquely to the surface. These furrows persist indefinitely, we would find them in the form of non-shimmering straight lines when slicing a block made up of such elements.
For this reason, it is therefore necessary to provide an absolutely polished slot and whose longitudinal longitudinal profile is moreover adapted to the perfect flow of the material, if one wants to achieve a uniform fluid stream. We will establish this profile by experience, taking inspiration from what we know about the laws of flow of fluids. From this point of view it is possible to reproduce with advantage the profile usually given to the sprinkler nozzles in order to obtain a perfectly regular jet.
c) Finally, the blade obtained by stretching will be absolutely uniform only if the distribution of the oriental essence or of the other shiny particles incorporated in the. plastic mass is very regular and if all the mass is, at the time of forcing through the die, at exactly the same degree of plasticity.
In the event that the too small dimensions of the press used do not make it possible to immediately produce a blade having the exact width of the block, which is essential so that the sliced sheets do not present a solution of continuity, we can firstly, with a narrower die, produce a narrower blade, but thicker and of ovular section for example. This still hot and therefore plastic blade will be subjected to the action of a black laminate, or better still a press, in order to bring it to the exact dimension of the block press.
This compression exerted on a blade of which all the particles are oriented parallel to the direction of stretching will obviously have the consequence of placing them obliquely with respect to the original direction of stretching due to the currents produced in the mass, but they will nevertheless remain parallel 'on the surface, which is the essential condition for obtaining a sheet having a pearly appearance, that is to say without apparent waviness. As a variant of the stretching process in the form of a blade, it is possible to envisage stretching the plastic mass through an orifice of annular shape but of a diameter such that the circumference of said die is equal to the width of the block that it is proposed to constitute in order to cut it into sheets.
It suffices in fact to split this tube following a generator to obtain a blade oriented flat.
Fig. 10 shows schematically how the tube 13 thus produced, cut at 14 by a sharp tool, not shown, results in a blade 15.
In practice, this process has some drawbacks due to the fact that the large diameter tube can collapse or that its pa king can warp, which would lead to disorientation of the shiny particles. It may happen (see fig. 11) that the tenons 18 holding the central stud 17 cause the formation of eddies which are reflected, on the tube obtained, by lines of orientation dice following the generatrices corresponding to the tenons. At the level of these lines, the shiny particles are arranged perpendicularly to the surface of the tube; they are therefore invisible. As a result, they are reflected on the developed blade by non-shimmering trails.
To avoid this drawback, it is possible either to eliminate the tenons and to maintain the central stud by an axial device or, more simply, to give the tenons a receding profile avoiding the formation of eddies.
Apart from the stretching means described above, of relatively simple execution, with the current equipment used in the plastics industry, slightly modified, one can imagine other machines capable of giving comparable results. rables.
It should be understood that the above manufacturing process is applicable without essential change, regardless of the shiny particles of flattened shape used: oriental essence, mica or other natural or artificial crystals, metallic powders, 'a- luminium, bronze, etc., and whatever the plastic material used: celluloid, cellulose acetate, products known under the names of galalith, bakelite, etc. or the like and substitutes.