MC982A1 - Procédé de préparation d'objets pointus moulés - Google Patents

Description

1

La présente invention se rapporte à la fabrication par moulage, d'objets pointus de section constante et qui peuvent être taillés, tels que des articles traçants, crayons, craies etc.

5 Les procédés et dispositifs utilisés jusqu'à présent pour cette fabrication ne permettent pas d'obtenir directement un moulage de tels objets dont la pointe soit de bonne qualité et dont l'homogénéité permette un pointage ultérieur. En effet, dans un procédé 10 conventionnel le moule se présente sous la forme d'une grande cavité vide dans laquelle la matière injectée se répand et se refroidit au contact des parois froides, et donne un objet qui n'est pas homogène d'où une fragilité de la pointe comme du corps. En outre, la surface extérieure 15 présente des irrégularités qui altèrent l'aspect et la géométrie des objets ainsi obtenus. Ceux-ci ne pourraient pas par exemple être marqués convenablement par estampage à chaud. On peut également utiliser un point d'injection dont le diamètre est voisin de celui de l'objet à mouler, mais 20 il est alors impossible de séparer la craie des canaux d'alimentation sans opération additionnelle.

En vue de remédier à cet inconvénient, la présente invention comprend un procédé de fabrication d'objets pointus de section constante selon lequel on 25 injecte une matière moulable dans un moule allongé de section appropriée dans lequel peut se déplacer un piston dont la face antérieure est creusée d'une cavité de forme complémentaire de celle de la pointe de l'objet à mouler, ce piston étant initialement situé au voisinage de l'extré-30 mité antérieure du moule par laquelle s'effectue l'injection, puis on laisse reculer le piston jusqu'à ce que l'objet ait atteint la longueur voulue.

Avantageusement, on ne permet le recul du piston qu'au bout d'un certain temps après le début 35 de l'injection et on exerce une contre-pression sur l'objet moulé au moyen du piston de façon que ledit objet présente la cohésion nécessaire.

La contre-prèssion est exercée sur le piston à l'aide de tout moyen approprié, par exemple par 40 un système hydraulique.

2

Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre de la manière suivante :

le piston étant placé au voisinage de l'extrémité antérieure du moule on injecte la matière 5 à mouler à l'aide de la buse, en maintenant sur le piston une contre-pression de l'ordre de 140 kg/cm par exemple,

sous l'effet de la pression d'injection, qui peut être par exemple de 350 à 420 kg/cm selon la matière injectée ;

puis le piston recule.

10 L'injection ne dure que quelques secondes au plus.

Pendant toute la durée de l'injection le moule est refroidi.

On laisse le refroidissement se poursuivre 15 après suppression de la pression et de la contre-pression pendant quelques secondes encore pour laisser l'objet durcir et pour permettre le retrait périphérique de la matière afin de faciliter le démoulage.

L'objet fini est alors éjecté après ouver-20 ture du moule, au moyen du piston.

Un cycle complet d'injection ne dure que quelques dizaines de secondes, en général de 25 à 30 secondes.

Le procédé de l'invention permet de fabriquer des objets pointus, en particulier des articles traçants, 25 crayons, craies, pastels etc..., à partir de mélanges à base de matières thermoplastiques.

Des mélanges utilisés de préférence selon le procédé de l'invention contiennent outre un ou plusieurs polymères d'olëfines, au moins un copolymère d'éthylène et 30 d'acétate de vinyle et au moins un ester à point d'êbullition élevé chacun d'eux à raison de 5 à 15 % en poids par rapport au total.

Dans ces mélanges les esters à point d'êbullition élevé sont rendus compatibles avec les poly-35 mères d'oléfines grâce aux copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle. Plus le taux de copolymères est élevé et plus on peut augmenter le taux d'esters à point d'êbullition élevé, dans le mélange. On utilise de préférence ces deux constituants en quantilës sensiblement égales. 2jq Les esters à point d'êbullition élevé per-

y*?

3

mettent d'obtenir un bon pouvoir traçant et empêchent les mélanges d'adhérer au support. Ainsi il suffit de frotter peu pour enlever sous forme de copeaux les pellicules écailleuses laissées sur le support, alors que les produits 5 connus ont tendance à s'étaler sous l'action d'un frottement.

Comme esters à point d'êbullition élevé on peut utiliser, en particulier,

- des esters de l'acide phtalique et d'alcools ayant au moins quatre atomes de carbone comme

10 par exemple les phtalates de mono-butyle, de mono-

cyclohexyle, de méthyl-cyclohexyle, de mono-octyle, de di-octyle, de dodécyle, etc...,

- des triphosphates d'alcools ayant au moins quatre atomes de carbone comme par exemple les

15 phosphates de tricrésyle, de tributyle, de triphényle,

etc••,

- ou encore d'autres esters ayant un nombre d'atomes de carbone élevé comme par exemple les adipates d'octyle, de cyclohexyle, etc..., le salicylate de butyle,

20 le tartrate de butyle et le stéarate d'octyle.

Les composés tels que le phtalate de di-octyle, le phosphate de tricrésyle et le stéarate d'octyle conviennent dans la majorité des applications.

Comme copolymères d'éthylène et d'acétate

25 de vinyle on utilise de préférence ceux dans lesquels 10 à 50 % du poids sont représentés par des motifs en provenance d'acétate de vinyle. Le copolymère est choisi en fonction de l'application envisagée et de la quantité d'ester à point d'êbullition élevé que l'on désire incorporer au mélange.

30 Un pourcentage élevé d'acétate de vinyle dans le copolymère permet d'incorporer une grande quantité d'ester. Cependant pour que les propriétés mécaniques des produits façonnés soient bonnes, le pourcentage d'acétate de vinyle ne doit pas être trop élevé. Un copolymère à 72 % d'éthylène et

35 28 % d'acétate de vinyle convient pour un grand nombre d'applications et peut remplacer en grande partie les polymères d'oléfines car il confère aux mélanges des propriétés mécaniques convenables. Toutefois il est quelquefois utile d'associer à l'ester à point d'êbullition élevé une

40 petite quantité d'un copolymère ayant un pourcentage

d'acétate de vinyle plus élevé, par exemple 40 %t afin d'assurer la compatibilité des produits au cours de la fabrication.

Les polymères d'oléfines utilisés selon l'invention peuvent être des polyéthylènes obtenus à haute pression. En particulier des polyéthylènes de masse moléculaire moyenne, d'environ 12 000 à 30 000, conviennent pour la plupart des applications. Ces polymères ont un point de fusion relativement bas (105 à 110°) et une viscosité faible à l'état fondu, ce qui facilite les mélanges. On peut également utiliser des polyéthylènes de masse moléculaire plus élevée ainsi que des polypropylènes.

Le pourcentage des polymères d'oléfines dans le mélange dépend de l'application envisagée. Ainsi pour la fabrication d'articles du type des crayons, les polymères d'oléfines peuvent être incorporés au mélange de préférence à raison de 25 à 40 % par rapport au poids total. Au contraire pour la fabrication de craies murales, le pourcentage de polymères d'oléfines est, de préférence, inférieur à 15 % •par rapport au poids du mélange.

On peut incorporer au mélange comme lubrifiant une ou plusieurs cires de pétrole et/ou un ou plusieurs sels métalliques d'acides gras. Comme cires de pétrole on peut utiliser des paraffines dont le point de fusion est de 50 à 60°, des cires microcristallines dont le point de fusion est de 60 à 70° et éventuellement des cires de pétrole chlorées. Les cires de pétrole peuvent être incorporées à raison de 15 à 30 % en poids par rapport au total.

Les sels métalliques d'acides gras sont de préférence les sels alcalins et alcalino-terreux des acides présents sous forme de glycérides dans les corps gras naturels, plus particulièrement ceux de l'acide stéarique et de l'acide oléique. Ils peuvent être incorporés au mélange à des teneurs, de préférence, inférieures à 20 % du poids total.

De plus on peut incorporer au mélange à raison de moins de 10 %s différents produits rendus compatibles grâce aux esters à point d'êbullition élevé.

C'est ainsi que l'on peut ajouter une ou plusieurs résine époxyde ; une telle résine diminue l'adhé

5

rence du mélange au support et facilite ainsi l'effacement. Quand le mélange est moulé par injection, elle permet un démoulage plus aisé. De plus, c'est un solvant de nombreuses matières colorantes qui peuvent ainsi être incor-5 porées au mélange. Enfin elle élimine les charges électrostatiques ce qui évite l'adhérence des poussières sur les articles façonnés. Comme résines époxydes on peut en particulier utiliser les "Scurols" fabriqués par la Société Rhône-Poulenc et les "Emkapols" fabriqués par Kuhlmann. 10 Comme autres ingrédients on peut ajouter une ou plusieurs stéaramides qui donnent un aspect brillant durable, une ou plusieurs silicones qui permettent d'écrire sur la peau et une ou plusieurs matières plastiques qui améliorent la résistance au choc des produits façonnés. 15 Des pigments minéraux ou organiques peuvent

être incorporés jusqu'à environ 10 % par rapport au poids total.

Les charges minérales (telles que le talc, le kaolin, l'oxyde de titane, le lithopone etc...) peuvent 20 être incorporées en quantités variables suivant les applications. Pour les articles du type des crayons la teneur peut être, par exemple, de l'ordre de 15 %, alors que pour les articles du type de la craie murale, elle peut être de l'ordre de 40 %.

25 II est également possible d'incorporer au mélange des constituants odorants et des produits de base pour la parfumerie, ce qui confère un attrait supplémentaire aux articles façonnés, notamment pour les enfants.

On peut préparer les mélanges dans un 30 mélangeur chauffant. Les divers constituants peuvent être introduits de la façon suivante.

A une température de 125° environ on introduit des cires de pétroles puis les polymères d'oléfines, après quoi on ajoute au mélange homogène fondu 50 % des copo-35 lymères d'éthylène et d'acétate de vinyle, le reste des copolymères, préalablement mélangé avec les esters à point d'êbullition élevé et avec les ingrédients accompagnant les esters, tels que les résines époxydes, étant ajouté ensuite à une température de 115° environ. On ajoute après cela 40 les sels métalliques d'acides gras et les charges minérales.

6

Enfin, la température étant ramenée à 110°, on ajoute les pigments.

Quand le mélange est bien homogène, il est refroidi à environ 90° et coulé en plaques. Après 5 refroidissement complet, les plaques sont broyées.

Par ailleurs il est. possible selon l'invention d'appliquer par injection une gaine de faible épaisseur en une matière thermoplastique autour de l'objet à pointe moulé, par exemple une gaine en polyéthylène, suffi-10 samment molle pour être facilement taillée sous cette épaisseur. Cette opération permet de diminuer le diamètre du produit traçant, tout en donnant de bonnes propriétés mécaniques à l'article ainsi moulé.

Les mélanges réalisés selon l'invention 15 permettent de préparer des articles traçants variés, suivant les compositions utilisées. Les exemples de composition donnés ci-dessous illustrent les possibilités variées d'application des mélanges selon l'invention.

Crayons pour écoliers. 20 -Polyéthylène dit "haute pression"

(masse moléculaire moyenne d'environ 25.000 à 30.000) 32 %

- Cires de pétrole (dont 80 % de paraffine et 20 % de cire micro-

25 cristalline) 23 %

- Copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (72/28) 10 %

- Ester à point d'êbullition élevé (phtalate de di-octyle ou phos-

30 phate de tricrésyle) 10 %

- Résine époxyde ("Scurol" de Rhône-Poulenc) ou stéaramide 4 %

- Stéarate de calcium 10 %

- Talc 5 % 35 - Pigment 6 %

La stéaramide est utilisée de préférence avec le phosphate de tricrésyle.

Crayons à la cire.

- Polyéthylène dit "haute pression"

7

(masse moléculaire moyenne d'environ 12.000 à 15-000) 30 %

- Cires de pétrole (dont 80 %

de paraffine et 20 % de cire

5 microcristalline) 26 %

- Copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle 72-28 7 %

60-40 5 %

- Ester à point d'êbullition élevé 10 (phtalate de di-octyle ou stéarate d'octyle) 12 %

- Résine époxyde ("Scurol") 5 %

- Stéarate de calcium 10 %

- Pigment 5 %

15 La résine époxyde peut être remplacée par tiellement par une ou plusieurs stéaramides ou une ou plusieurs silicones.

Craies industrielles.

- Polyéthylène dit "haute pression" 20 (masse moléculaire moyenne d'environ

25.000 à 30.000) 36 %

- Cires de pétrole (dont 70 % de paraffine et 30 % de cire microcristalline) 25 %

25 - Copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (72-28) 6 %

- Stéarate d'octyle 6 %

- Stéaramide 2 %

- Stéarate de calcium 10 %

- Talc 5 % 30 - Oxyde de titane 5 %

- Pigment 5 %

Pour obtenir des couleurs de pastel ou des couleurs blanches on peut supprimer le talc et augmenter la proportion d'oxyde de titane.

35 Tous ces articles (crayons, crayons cire,

craies industrielles) ont une bonne résistance aux chocs,

8

peuvent être manipulés sans laisser de trace sur les doigts et peuvent être taillés facilement, par exemple avec un taille-crayon. Leurs traces peuvent être effacées avec une gomme à crayon.

Craies murales pour marquage sur des surfaces dépolies.

- Polyéthylène dit "haute pression"

(masse moléculaire moyenne d'environ

12.000 à 15-000) 6 %

- Copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle 72-28 8 %

60-40 4 %

- Paraffine (F. 50-52°) 20 %

- Stéarate d'octyle ou phtalate de di-octyle 12 %

- Résine époxyde ("Scurol") 8 %

- Oxyde de titane 24 %

- Lithopone 18 %

Les produits fabriqués à partir de ce mélange conviennent particulièrement bien pour écrire sur des tableaux constitués par un verre dépoli, une matière plastique ou un produit stratifié.

Craies murales pour marquage sur des surfaces abrasives

- Polyéthylène dit "haute pression"

(masse moléculaire moyenne d'environ

12.000 à 15.000) 8 %

- Copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle 72-28 10 %

60 - 40 k' %

- Paraffine (F = 52-54°) 20 %

- Stéarate d'octyle ou phtalate de di-octyle 15 %

- Résine époxyde ("Scurol") 5 %

- Oxyde de titane 20 %

- Lithopone 10 %

- Carbonate de calcium ou silice précipdtée 8 %

9

Les produits fabriqués à partir de ce mélange conviennent particulièrement bien pour écrire sur des tableaux recouverts d'une peinture abrasive ("tableaux noirs") et sur les ardoises scolaires.

5 Les craies murales des deux exemples précé

dents sont des articles qui ne tachent pas les doigts et leurs traces peuvent être effacées à sec avec un chiffon, sans faire de poussière, ce qui constitue des avantages très importants par rapport aux craies classiques. On peut 10 évidemment y incorporer des pigments afin d'obtenir des craies de différentes couleurs.

Claims (11)

10 RESUME

1.- Procédé de fabrication d'objets pointus de section constante, par moulage, caractérisé en ce que l'on injecte une matière moulable dans un moule allongé

5 de section appropriée dans lequel peut se déplacer un piston dont la face antérieure est creusée d'une cavité de forme complémentaire de celle de la pointe de l'objet à mouler, ce piston étant initialement situé au voisinage de l'extrémité antérieure du moule par laquelle s'effectue l'injec-10 tion, puis on laisse reculer le piston jusqu'à ce que l'objet ait atteint la longueur voulue et en ce que l'on exerce une contre-pression sur le piston pendant l'injection.

2.- Procédé selon le paragraphe 1, caractérisé en ce que l'on maintient la contre-pression

15 et la pression d'injection après le recul du piston afin de laisser le produit durcir.

3.- Objets pointus caractérisés en ce qu'ils ont été obtenus selon le procédé de l'un quelconque des paragràphes 1 et 2.

20 4.- Objets selon le paragraphe 3, carac térisés en ce qu'ils sont obtenus à partir de mélanges qui contiennent outre un ou plusieurs polymères d'oléfines, au moins un copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle et au moins un ester à point d'êbullition élevé, chacun d'eux à rai-25 son de 5 à 15 % en poids par rapport au total.

5. Objets selon le paragraphe 4, caractérisés par le fait que le ou les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle et le ou les esters à point d'êbullition élevé sont en quantités sensiblement égales.

6.- Objets selon le paragraphe 4 ou le paragraphe 5, caractérisés par le fait que le poids de l'acétate de vinyle copolymérisé avec l'éthylène est de 10

à 50 % par rapport au copolymère, de préférence de 10 à 35 %•

7.- Objets selon l'un quelconque des 35 paragraphes 4 à 6, caractérisés en ce que les polymères d'oléfines sont des polyéthylènes obtenus à haute pression.

8.- Objets selon l'un quelconque des paragraphes 4 à 7, caractérisés en ce que la quantité

de polymères d'oléfines représente 25 à 40 % du poids total.

30

11

9.- Objets selon l'un quelconque des paragraphes 4 à 7, caractérisés en ce que la quantité de polymères d'oléfines est inférieure à 15 % du poids total.

5 10.- Objets selon l'un quelconque des para graphes 4 à 9> caractérisés par le fait que le mélange contient une ou plusieurs cires de pétrole et/ou un ou plusieurs sels métalliques d'acides gras.

11.- Objets selon l'un quelconque des para-10 graphes 4 à 10, caractérisés par le fait que le mélange contient au moins une résine époxyde à raison de moins de 10 % du poids total.

ORIGINAL comprenant II feuillets sans renvoi,ni mots ajoutés, ni mots nuls

Monaco le 5 Juillet 1973