Procédé de moulage. L'invention se rapporte à un procédé de moulage, à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et à un objet obtenu d'après ce procédé.
Dans plusieurs branches de l'industrie du moulage et tout particulièrement dans celle utilisant des matières plastiques à base de produits de condensation, tels que les ré sines synthétiques, par exemple, l'opération du remplissage des moules présente de gran des difficultés, surtout quand leurs orifices de coulée placés en haut sont de faible ouver ture ou à parois rapprochées, car la matière à, mouler se présente ordinairement sous la forme d'une masse de consistance sirupeuse ou visqueuse qui se fige rapidement.
Dès le début de l'opération, la matière obstrue l'ori fice de coulée, est refoulée par l'air qui tend à s'échapper du moule, et si à l'aide de la chaleur de la pression ou de la dépression on arrive à. l'y faire pénétrer, elle' entraîne tou- jours avec elle des bulles gazeuses, très dif ficiles à chasser par la suite, qui restent oc cluses dans la masse au détriment de la so lidité de l'objet moulé et de son aspect défi nitif, surtout s'il doit être obtenu transpa rent ou même translucide.
Le remplissage par un produit de con densation d'un simple tube de faible diamè tre fermé à un bout est presque impossible par les moyens ordinaires, et dans tous les cas nécessite un temps et une main-d'oeuvre qui rendent cette opération prohibitive en industrie.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention a pour but de supprimer complè tement les inconvénients et difficultés signa lés plus haut et de permettre le remplissage automatique, sans bulles et en quelques mi nutes, non pas seulement d'un seul moule, mais d'une série de moules dont le nombre n'est limité que par leurs dimensions pro- pres et celles du récipient destiné à les re cevoir.
Ce procédé consiste en ce que la ma tière à mouler placée au fond d'un récipient est refoulée de bas en haut à. travers un ori fice inférieur des moules sous la pression d'une masse liquide moins dense que la ma tière à mouler et amenée sur cette matière à l'extérieur des moules, ladite masse liquide étant portée à une température convenable pour rendre la matière à mouler suffisam ment fluide et permettre le remplissage des moules.
La masse liquide réchauffe d'abord les moules et la matière à mouler, ensuite, par la pression qu'elle exerce sur celle-ci elle l'o blige -de s'élever dans l'intérieur des moules jusqu'à la hauteur voulue, et elle la maintient en état d'équilibre jusqu'à la stabilisation ou solidification du produit moulé, de telle sorte que la pression de cette masse liquide peut alors être .supprimée sans que la matière mou lée s'écoule par l'orifice inférieur des mou les.
La fig. 1 du dessin ci-annexé, à titre d'exemple, représente en coupe verticale une forme d'exécution d'un dispositif de moulage pour la mise en oeuvre,du procédé; La fig. 2 montre une autre forme d'exé cution d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
Supposons qu'il s'agisse de fabriquer avec un produit de condensation à l'état sirupeux des baguettes ou joncs cylindriques d'un dia mètre de 3 à 5 mm et -d'une longueur de 50 cm. On -dispose à cet effet dans un bac,<B>1</B> (fig. 1), d'une profondeur ,de 75 cm environ, un faisceau de tubes 2 d'une longueur légè rement inférieure à la profondeur du bac; ces tubes ouverts à leurs deux extrémités sont maintenus dans la, position verticale par tout moyen approprié et reposent par leur extré mité inférieure sur le fond du bac.
Ils peuvent être aussi rapprochés que possible les uns des autres, et si leur paroi est mince, il est facile d'en placer une centaine par chaque décimètre carré de la surface du fond du bac.
L'orifice inférieur,de chaque tube doit ne pas être complètement obstrué par le fond du bac.
Les tubes une fois placés, on verse sur le fond du bac et autour d'eux la matière à mouler 3, dont la quantité en poids doit être légèrement supérieure au poids total -des ba- guet-tes que l'on veut obtenir. La matière se répand alors sur le fond -du bac, @débulle en partie entoure l'extrémité inférieure de cha que tube, mais ne pénètre que très faible ment à l'intérieur de chacun d'eux par suite de son refroidissement.
On chauffe alors par un système approprié le fond -du bac; la ma tière débulle complètement à l'extérieur des tubes et pénètre lentement dans ceux-ci. On fait ensuite arriver dans le récipient sur la. matière à. mouler et autour des tubes qu'il réchauffe un liquide 4 -de température déter minée, -de densité inférieure à ,celle -de la ma tière liquide qui exerce sur celle-ci une pres sion progressivement croissante qui la fait pénétrer à l'intérieur -des tubes jusqu'à la hauteur voulue.
La hauteur maximum que le liquide de pression doit ,atteindre dans le bac est -donnée par l'équation suivante:
EMI0002.0027
dans laquelle H représente la hauteur -du li quide de pression, d la densité -de ce liquide, <I>h</I> la hauteur des baguettes à obtenir et<I>D</I> la densité de la matière à mouler.
-Si l'opération a été bien menée, et les calculs bien établis, au moment où. la hau teur du liquide H atteint le maximum qu'elle ne doit pas dépasser, la presque totalité de la matière ià mouler a passé dans les tubes et il ne reste plus d'elle, à l'extérieur de ceux-ci, qu'une mince couche nécessaire et suffisante pour empêcher le passage à l'intérieur des tu bes @du liquide 4.
L'opération de remplissage étant terminée, il ne reste plus qu'à mainte nir constante la pression du liquide, c'est-à- dire sa hauteur, et à régler sa température pour arriver à la solidification de la matière moulée et, si l'on désire, achever la cuisson complète dans le bac même.
La cuioson effec tuée, il suffit de vidanger le bac et procéder au démoulage des tubes par des moyens ap- propriés. Les baguettes .ainsi produites sont toutes de même longueur, exemptes .de bulles, et si l'on s'est servi de tubes en verre, elles préqentent une surface admirablement polie.
Le mode opératoire qui vient d'être décrit pour la fabrication de minces baguettes, n'a rien d'exclusif, et peut être modifié sui vant la forme, les dimensions et le nombre des objets à fabriquer simultanément ou sé parément.
Ainsi, il peut y avoir intérêt dans cer tains cas à. verser, après remplissage des moules, dans le fond du récipient et sur la mince couche de matière en excédent qui n'a pas pénétré à l'intérieur des moules, un li quide de densité supérieure à celle de la ma tière, du mercure, par exemple, qui, par son poids, séparera nettement les objets coulés de l'excédent de matières non utilisées res tées à l'extérieur des moules. Cette adjonc tion, outre qu'elle assure une fermeture her métique de l'office inférieur du moule, peut faciliter considérablement l'opération de dé moulage.
D'autre part, il est loisible également au lieu de placer les moules et la matière direc tement sur le fond du bac de remplissage et de cuisson, de les placer d'abord à l'extérieur du bac dans un récipient approprié 5 (fig. 2) dans lequel peuvent être aménagés des alvéo les, canaux, etc., de forme appropriées et des tinées à recevoir les extrémités inférieures des moules, et ce, dans le but de réduire au minimum l'excédent de matière non utilisée.
Dans ce cas, on fait descendre ensuite pro gressivement le récipient 5 contenant les moules 2 et la matière 3, dans un bac 1 rem pli jusqu'à la hauteur nécessaire du liquide 4 destiné à produire respectivement par sa tem pérature et par son poids, d'abord le débul- lage de la matière, et ensuite son ascension dans les moules. . Le présent procédé n'exclut pas la solidi fication définitive du produit, en vas clos et sous une pression déterminée, de même que par refroidissement ou congélation.
La matière à couler pourra être homo gène ou non; par exemple, si l'on veut obte nir des produits d'apparence marbrée, on pourra verser dans le récipient 1 (fig. 1) ou dans celui 5 (fig. 2) des matières de même densité mais de couleurs différentes qui se trouveront plus on moins mélangées en pé nétrant dans les moules et formeront ainsi des veines irrégulières.
<B>Il</B> est possible aussi par ce procédé d'ob tenir des plaques de matière présentant des dessins quelconques, inscriptions, etc., enro bés dans la masse. A cet effet, il suffit de placer dans le moule, avant l'introduction de la matière plastique, un support ou âme sur lequel ces inscriptions, dessins, etc. auront été préalablement imprimés, en couleurs quelcon ques; s'il s'agit de mouler des plaques ou d'autres objets plats, ce support peut consti- ter par exemple en une mince feuille de ma tière flexible, telle que de la "cellophane", qui sera tendue parallèlement aux parois du moule et entre elles, et qui se trouvera finale ment enrobée entre deux couches de matière transparente ou translucide;
comme celle-ci s'élèvera dans le moule d'une manière pro gressive et calme, elle ne risquera pas de dé former cette feuille de cellophane malgré sa flexibilité.
Ce procédé permet de fabriquer par exem ple des plaques et jetons pour cercles et casi nos, des boutons imitant le cuir, l'écaille, etc., des articles de bimbeloterie, de mode, etc.
Molding process. The invention relates to a molding process, to a device for carrying out this process and to an object obtained by this process.
In several branches of the molding industry and especially in that using plastics based on condensation products, such as synthetic resins, for example, the operation of filling molds presents great difficulties, especially when their pouring holes placed at the top are narrowly opened or close-walled, since the material to be molded is usually in the form of a mass of syrupy or viscous consistency which sets quickly.
From the start of the operation, the material obstructs the pouring ori fice, is forced back by the air which tends to escape from the mold, and if using the heat of the pressure or the vacuum one arrive at. to make it penetrate there, it always carries with it gaseous bubbles, very difficult to expel subsequently, which remain occluded in the mass to the detriment of the solidity of the molded object and its challenging aspect. nitive, especially if it is to be obtained transparent or even translucent.
The filling with a product of condensation of a simple tube of small diameter closed at one end is almost impossible by ordinary means, and in any case requires time and manpower which make this operation prohibitive in industry.
The object of the method of the present invention is to completely eliminate the drawbacks and difficulties mentioned above and to allow automatic filling, without bubbles and in a few minutes, not only of a single mold, but a series of molds, the number of which is limited only by their own dimensions and those of the receptacle intended to receive them.
This process consists in that the molding material placed at the bottom of a container is forced from the bottom to the top. through a lower orifice of the molds under the pressure of a liquid mass less dense than the material to be molded and brought onto this material outside the molds, said liquid mass being brought to a suitable temperature to make the material to be molded sufficiently fluid and allow the molds to be filled.
The liquid mass first heats the molds and the material to be molded, then, by the pressure it exerts on it, it obliges it to rise in the interior of the molds to the desired height. , and it maintains it in a state of equilibrium until the stabilization or solidification of the molded product, so that the pressure of this liquid mass can then be removed without the soft material flowing through the lower orifice mussels.
Fig. 1 of the accompanying drawing, by way of example, shows in vertical section an embodiment of a molding device for carrying out the method; Fig. 2 shows another form of execution of a device for carrying out the method.
Let us suppose that it is a question of manufacturing with a product of condensation in the syrupy state cylindrical rods or rods with a diameter of 3 to 5 mm and a length of 50 cm. For this purpose, in a container, <B> 1 </B> (fig. 1), approximately 75 cm deep, a bundle of tubes 2 with a length slightly less than the depth of the bac; these tubes open at both ends are maintained in the vertical position by any suitable means and rest by their lower end on the bottom of the tank.
They can be as close to each other as possible, and if they have a thin wall, it is easy to place a hundred of them for every square decimetre of the bottom surface of the tank.
The lower opening of each tube must not be completely blocked by the bottom of the tank.
Once the tubes have been placed, the material to be molded 3 is poured onto the bottom of the tank and around them, the quantity of which by weight must be slightly greater than the total weight of the bars which is to be obtained. The material then spreads over the bottom of the tank, @ partially bubbling around the lower end of each tube, but only very weakly penetrates inside each of them as a result of its cooling.
The bottom of the tank is then heated by an appropriate system; the material completely bubbles outside the tubes and slowly penetrates them. We then arrive in the container on the. matter to. mold and around the tubes that it heats a liquid 4 - of a determined temperature, - of a density less than, that of the liquid material which exerts on it a progressively increasing pressure which makes it penetrate inside - tubes up to the desired height.
The maximum height that the pressure liquid must reach in the tank is given by the following equation:
EMI0002.0027
in which H represents the height -of the pressure liquid, d the density -of this liquid, <I> h </I> the height of the rods to be obtained and <I> D </I> the density of the material to mold.
-If the operation was well conducted, and the calculations well established, at the time. the height of the liquid H reaches the maximum that it must not exceed, almost all of the material to be molded has passed into the tubes and there is nothing left of it, outside them, except a thin layer necessary and sufficient to prevent the passage inside the tubes of liquid 4.
Once the filling operation is complete, all that remains is to keep the pressure of the liquid constant, that is to say its height, and to adjust its temperature in order to achieve solidification of the molded material and, if if desired, complete cooking in the same container.
Once the cooking is done, it suffices to empty the tank and to unmold the tubes by appropriate means. The rods thus produced are all the same length, free from bubbles, and if glass tubes have been used, they exhibit a beautifully polished surface.
The procedure which has just been described for the manufacture of thin rods is not exclusive, and can be modified according to the shape, the dimensions and the number of objects to be manufactured simultaneously or separately.
Thus, there may be an interest in certain cases. pour, after filling the molds, into the bottom of the receptacle and onto the thin layer of excess material which has not penetrated inside the molds, a liquid with a density greater than that of the material, mercury, for example, which, by its weight, will clearly separate the cast articles from the excess unused material left outside the molds. This addition, in addition to ensuring a hermetic closure of the lower mold office, can considerably facilitate the de-molding operation.
On the other hand, it is also possible, instead of placing the molds and the material directly on the bottom of the filling and cooking tank, to place them first outside the tank in a suitable container 5 (fig. 2) in which can be arranged cells, channels, etc., of suitable shape and tines to receive the lower ends of the molds, with the aim of minimizing the excess of unused material.
In this case, the receptacle 5 containing the molds 2 and the material 3 is then gradually lowered into a tank 1 filled to the necessary height of the liquid 4 intended to produce respectively by its temperature and by its weight, first the bubbling of the material, and then its ascent in the molds. . The present process does not exclude the final solidification of the product, in a closed vessel and under a determined pressure, as well as by cooling or freezing.
The material to be cast may or may not be homogeneous; for example, if you want to obtain products with a marbled appearance, you can pour into container 1 (fig. 1) or into that 5 (fig. 2) materials of the same density but of different colors which will be found the more or the less mixed by entering the molds and will thus form irregular veins.
<B> It </B> is also possible by this process to obtain material plates having any designs, inscriptions, etc., embedded in the mass. To this end, it suffices to place in the mold, before the introduction of the plastic material, a support or core on which these inscriptions, drawings, etc. will have been printed beforehand, in any colors; if it is a question of molding plates or other flat objects, this support can constitute for example a thin sheet of flexible material, such as "cellophane", which will be stretched parallel to the walls of the mold and between them, and which will be finally coated between two layers of transparent or translucent material;
as it will rise in the mold in a progressive and calm manner, it will not risk deforming this sheet of cellophane despite its flexibility.
This process makes it possible to manufacture, for example, plaques and tokens for circles and cases, buttons imitating leather, tortoiseshell, etc., articles of trinkets, fashion, etc.