Brevet FR2005027A1 — publié le 19691205

i 2005027 La présente invention concerne la fabrication de corps moulés d'une configuration régulière ou irrégulière et en particulier de crayons, de crayons de couleur, de mines à écrire et similaires. 5 L'invention a pour objet de concevoir un procédé de fabrication permettant de varier, en particulier à l'aide du choix d'une matière de base particulièrement convenable, les différentes phases de fabrication et d'obtenir des produits colorés, qui malgré une simplification considérable de leur fabrication et de leur 10 configuration et dimensions, présentent des caractéristiques très avantageuses. Jusqu'ici on a fabriqué des corps moulés tels que les crayons- de couleur pour enfants ou adultes suivant l'un des deux procédés suivants : 15 I - procédé de moulage dans des moules creux. II - procédé de formage au moyen d'une boudineuse. La composition de la matière de base varie dans ce cas suivant le procédé de formage employé. Lors de l'emploi du procédé de moulage 1 la matière 20 de base est constituée par un mélange de différentes paraffines de matières de remplissage et de matières colorantes ou pigments* Pour le procédé II la masse de base est constituée par un mélange de poudres de différentes matières telï»«i nur-le caolin, des craies et similaires contenant des additifs de liants 25 tels que la gomme d'adragante ou la carbonmétyle-cellulose. Après son formage dans une boudineuse ledit mélange est séché et porté à l'ébullition dans un mélange de cires. Les crayons ou similaires fabriqués suivant lesdits procédés connus présentent les inconvénients suivants : 50 1. Le point de fusion des crayons moulés est tel lement bas que les crayons fondent même dans la chaleur du soleil par exemple lorsqu'ils sont exposés en vitrine. 2. Lescrayons fabriqués suivant un procédé de moulage ou par èxtrusion salissent la main et doivent ainsi être 35 munis d'un revêtement de papier. 3. Notamment les crayons fabriqués par èxtrusion sont cassants et cassent lorsqu'ils tombent sur le sol. Pour évita? la rupture des mines on les entoure lors de la fabrication des crayons à papier avec du bois. Mais on sait que la mine d'un 40 crayon recouvert de bois et qui est tombé sur le sol, casse très 69 5 10 15 20 25 30 35 40 08831 2005027 très souvent. 4. La fabrication par moulage et par èxtrusion est très complexe, parce qu'elle nécessite un nombre de différentes machines et dispositifs. 5. Les variations possibles de la configuration des crayons et similaires sont relativement limitées. Lors de 1'èxtrusion, la forme est déterminée par la section de l'ouverture d'èxtrusion de la boudineuse. On ne peut dans ce cas fabriquer que des barres allongées et des profilés qui ne sont différents entre eux que par leur section. La configuration réalisable par moulage dépend de la consistance de la matière à mouler. Etant donné que les mélanges de cires employés à cet effet présentent une viscosité élevée, on ne peut pas fabriquer des crayons d,un petit diamètre par exemple de 1mm, parce que la matière de moulage ne permet pas de remplir de tels moules allongés et parce que l'air ne peut pas être évacuée lora du remplissage du moule. De plue,il est absolument impossible de fabriquer suivant un procédé de moulage ou d'èxtrusion connu par exemple une bagué annulaire d'une épaisseur de 1 mm. L'invention a pour objet de concevoir un procédé de fabrication permettant de remédier auxdits inconvénients» Le procédé selon l'invention consiste à employer comme matière de base tin polyéthylène d'un faible poids moléculaire contenant le cas échéant des pigments colorants et qui est du type pouvant être transformé sans addition de matières de remplissage suivant un procédé de moulage ou d1 èxtrusion# Les produits fabriqués suivant le procédé selon l'invention présentent les avantages suivants t 1) le produit fini est extrêmement dure et élastique et ne casse ainsi pas lorsqu'il tombe au sol. 2) les crayons ou similaires fabriqués suivant le procédé selon l'invention écrivent mieux que les crayons connus parce qu'ils ne contiennent en plus des pigments aucune matière ou poudre de remplissage. 3) les crayons ou mines obtenus ne tachent pas et il n'est ainsi plus nécessaire de les recouvrir avec une bande dé papier. 4) Grâce à leur point de fusion élevé d'environ 106°0, les crayons obtenus peuvent être utilisés dans les pays chauds et dans des ateliers à températures élevées. 08831 3 2005027 5) les crayons ou similaires peuvent être d'une configuration quelconque en employant des outils d'injection convenables . On peut car exemple fabriquer des»anneaux d'une épaisseur de 1 mm ou encore des formes d'une épaisseur quelconque représentant le profil d'un animal attirant pour les enfants et qui peuvent également servir de crayon. 6) La fabrication des crayons est très simple parce qu'on n'a plus besoin d'autres machines et dispositifs tel qu'un outil d'injection. 7) La capacité d'une machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut être largement supérieure à celle des machines pour la mise en oeuvre des procédés connus. c) La dureté des crayons ou aines peut Stre déterminée avec précision par le choix de la ;„atière de base et un mélange de celle-ci avec des cires plus ou moins dures. 9) Les utilisations des crayons et similaires fabriqués suivant le procédé selon l'invention sont très nombreuses : a) les crayons peuvent servir aux; enfants pour dessiner ; b) un jouet obtenu peut également servir de crayon ; c) on peut faoriquer des crayons de couleurs pour l'exécution des dessins techniques ; d) les crayons et similaires fabriqués suivant le procédé selon l'invention peuvent servir dans les cas dans lesquels on n'a pas pu utiliser, po.ir les raisons citées ci-dessus des crayons ou .sines fabriquas suivant les procédés de la technique antérieure. Suivant un autre ^ode de réalisation le procédé selon 1'invention consiste à employer comme matière de ^ase un polyéthy-lène d'un faible poids moléculaire contenant le cas échéant des pigments colorants et qui est du type pouvant être transformé sans addition de matières de remplissage suivant un procédé de moulage ou d'èxtrusion. On peut ainsi encore améliorer les c ..raetori :ti ues des _,roà,:its ou des jouets fabriqués Juivant le procédé selon l'invention on fabri quer des objets quelconques tr.ss différents en choisissant convenablement les matières de base .et en ajoutât des matières de BAD ORIGINAL 69 .08831 4 305027 ramollissement et des colorants convenables ; on peut ainsi fabriquer des jouets pouvant servir de crayons de couleurs. Gomme matière de base on -peut employer des matières plastiques extrudées, telles qu'un polyéthylène d'un faible poids moléculaire, 5 et d'autres matières similaires en les mélangeant avec des cires. Dans ce cas le procédé selon l'invention consiste à employer comme matières additives des oléines tels que l'huile de paraffine ou d'autres graisses de différentes consistances. On améliore ainsi la capacité de glissement des produits obtenus. 10 La matière de base est de préférence constituée comme dit ci-dessus, par un polyéthylène d'un faible poids moléculaire présentant une consistance et une structure cristalline, dure et élastique. Une matière particulièrement avantageuse présente en outre les caractéristiques suivantes : 15 poids spécifique (en forme de poudre) 0,45 à 0,50 kg/l point de fusion (mesuré par monoscope) 100 à 105° C 20 point d'égouttement (suivant TJbbelohde) 106 0 0 point de solidification 97 0 0 valeur obtenue au 25 pénétromètre 25°0/l00g/5sec. là 2 densité à 20° C 0,91 à 0,92 et une viscosité de fusion convenable. Le polyéthylène à poids moléculaire faible est une cire très compatible avec d'autres matières et qui peut être mé-30 langée étroitement avec des pigments colorants, tels que les colorants de soudanin, et avec d'autres cires. Le moulage est effectué d'une manière très simple dans des machines de moulage par injection connues pour les matières plastiques. On ajoute à la masse de polyéthylène de faible 35 poids moléculaire d'abord un pigment colorant convenable. Le mélange pulvérulent obtenu est versé dans la trémie mélangeuse de la machine, est chauffé dans la machine à une température convenable et ensuite envoyé sous pression dans un moule convenable. Comme matière de base pour le moulage de corps d'une 40 configuration régulière ou irrégulière tels que les crayons de 69 08831 5 2005027 couleur, des jouets et similaires on emploie selon l'invention une matière plastique présentant un point de fusion supérieur ou-égal à environ 150° 0. A cet effet, on utilise de préférence un polyéthylène (CBg + GB>...) d'un poids moléculaire d'environ 4000 ou 5 un mélange de tels polyéthylènes de différents poids moléculaires. Pour augmenter les capacités de glissement du produit final on ajoute à une telle matière de base des oléines telles que l'huile de paraffine ou des huiles ou graisses de différentes consistances, telles que l'ester de glycérine d'un aGide oléique. 10 On peut également ajouter d'autres huiles et graisses animales ou végétales de différentes consistances» , Gomme colorants on utilise essentiellement des colorants courants et des couleurs d'aniline connues, les couleurs employées doivent rester stables à une température de moulage de 15 l'ordre de 130° C à 160° C. D'autres réalisations et avantages ressortiront des exemples suivants x Exemple 1 i 1 kg d'une cire de polyéthylène d'un ' poids moléculaire faible et qui se présente sous forme d'une poudre 20 telle que Tendue dans le commerce (poids moléculaire moyen d'environ 3*000, point de ramollissement d'environ 100° O) est mélangé arie 350 g d'oxyde de fer FeO et les 2 matières sont / broyées dans line broyeuse à billes pendant 3 heures. Ensuite le mélangé est retiré du broyeur et introduit dans la trémie d'une machine à in-25 4action (boudineuse) du type comprenant une visse sans fin» Dans cette machine 1» mélange est chauffé à une température de 145° C tat «avancé dans un moula* Le noule comprend 10 alésages remplis 'Simultanément • Le moule est maintenu à uib température de 70° G paur éviter m réfroidissement trop rapide de la matière et pour 30 assurer un remplissage complet du moule* lu cours du refroidissement des mines la matière se rétracte. Il , ést donc nécessaire d1avancer continuellement de la matière dans le moule. Après le refroidissement les mines sont démoulées d'une manière connue. 35 Les mines ou crayons obtenus présentent un diamètre d'environ 5mm et leur extrémité est entourée avec une bande de papier. Ils permettent d'écrire - sur du papier, du carton et d'autres supports similaires et restent stables. Exemple 2 : 1 kg du polyéthylène employé dans l'ex-40 emple 1 et 500 g d'un polyéthylène d'un poids moléculaire faible 69 08831 e 2005027 (poids moléculaire moyen d'environ 5.400, un point de fusion de l'ordre de 100° C à 150° 0) et 200 g d'un pigment de chromate de calium, sont mélangés et broyés pendant 4 heures dans un broyeur à billes. Le mélange obtenu est versé dans la trémie d'une machine 5 à injection et avancé dans un moule pour mines à écrire présentant 50 moules individuels. Le moule est maintenu à une température de 70° 0. Lors du refroidissement on continue à avancer de la matière dans le moule. Après refroidissement on démoule les mines jaunes ainsi obtenues et les 10 entoure d'une manière connue ayec un revêtement de bois. Le crayon obtenu écrit très bien. Sa mine ne casse pas lorsqu'il est tombé plusieurs fois au soi» Exemple 3 : cet exemple est identique à l'exemple 2 mais on ajoute lors du broyage dans le broyeur à billes 5,1 g de 15 glycérine d'un acide oléique. La mine ainsi obtenue présente une caractéristique de glissement supérieure à celle de la mine obtenue dans l'exemple 2» Exemple 4 : cet exemple est identique à l'exemple 3 mais on ajoute au lieu du pigment de chromate de calium 150 g 20 de "Hansarot D" (matière colorante du type monoazo- du groupe das rouges de toluidine, fabriquée par la Société dite Farbwerke Hoechst AQ-) on obtient ainsi un crayon carmin présentant des caractéristiques similaires à celles des crayons ou mines obtenus dana l'exemple 3. 25 Exemple 5 : 100 kg de la cire employée dans l'exem ple 1 présentant un poids moléculaire moyen d'environ 3000 , 50 kg de la cire de polyéthylène dans l'exemple 2 présentant un poida moléculaire moyen d'environ 5400, 15g de "Hansagelb RN" (matière colorante du type azo- fabriquée par la Société dite Farbwerke 30 Hoechst) et 4,8 g de glycérine d'un acide oléique sont mélangés dans une cuvette pendant 100 heures à une température de 130°C. Ensuite le mélange est malaxé pendant deux heures dans ladite cuvette. A cet effet on applique à la cuvette un vide pour empêcher la formation de bulles de gaz qui pourraient présenter des dif-35 ficultés lors du moulage des mines ou crayons. La matière ainsi obtenue est avancée dans un moule circulaire pour mines de crayons tel que fabriqué par la Société dite Salzgitter AG qui présente 6.50Q moules individuels. Une telle machine permet dé fabriquer 5.000 crayons de couleurs à 40 l'heure. Les crayons obtenus sont oranges. Ils glissent facile 69 08831 7 2005027 ment sur le papier et permettent d'obtenir des traits réguliers. Ils ne tâchent pas. Il sont stables sur tua support tel nue le papier. Exemple 6 : La matière suivant l'exemple 5 est trans-5 formée dans des moules ou dans des corps représentant des petits ours. Ces jouets ne décolorent pas sur la main, mais permettent d'écrire par frottement sur du papier. Exemple 7 : cet exemple est identique à l'exemple 5 mais on ajoute dans du mélange dans ladite cuvette 10 kg de cire 10 de paraffine. Les crayons obtenus présentent des caractéristiques similaires à celles des cray-ons fabriqués suivant l'exemple 5, mais glissent mieux et sont moins durs. Au lieu de la cire de paraffine on peut employer de la cire d'a-15 beille, de la cire de candelila, ou d'autres cires similaires. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ici, mais on peut y ajouter de nombreuses modifications sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 08831 8 2005027 SETOJDICATIQiia 1) Procédé de fabrication de corps moulés d'une configuration régulière ou irr;gulière en particulier de crayons, de 5 mines à écrire et objets similaires, caractérisé en ce qu'il consiste à employer comme matière de base tm polyéthylène d'un faible poids moléculaire contenant le cas échéant des pigments colorants et qui est du type pouvant être transformé sans addition de matières de remplissage suivant un procédé de moulage ou d'èxtrusion. 10 2) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce ou'il consiste à ajouter à ladite matière de base des cires dures ou molles. 3) Procédé suivant la revendication 1 suivant lequel la masse est transformée suivant un procédé de moulage par in- 15 jection et dans une machine connue pour la transformation des matières plastiques, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter à ladite matière de base d'abord un pigment colorant, à verser le mélange pulvérulent ainsi obtenu dans la trémie mélangeuse de ladite machine, à chauffer le mélange dans ladite machine et à 20 l'envoyer sous pression dans un moule convenable. 4) Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à employer comme matières additives des oléines telles que l'huile de paraffine ou d'autres graisses de différentesconsistances. 25 5) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à employer comme matière de base un polyéthylène à faible poids moléculaire du type CH2 + CH2 + ... ou un mélange de tels polyéthylènes de différants poids moléculaires. 6) Procédé suivant la revendication 4 comprenant 30 l'emploi de matières colorantes, caractérisé en ce qu'il consiste à employer comme matières colorantes des pigments colorants courants ez des couleurs d'aniline restant stables à des températures de moulage de l'ordre de 13-° C à 160° G. BAD ORIGINAL