Brevet FR2132622A1 — publié le 19721124

La présente invention concerne un procédé de fabrication de moules en matière synthétique pour des produits céramiques manufacturés lequel permet une large application. Il est connu d'utiliser dans la fabrication industrielle de produits céramiques, comme de la porcelaine etc., outre des moules en pl#tre comportant des additifs comme par exemple de l'argile réfractaire, des moules en pâtes céramiques riches en alumine, légèrement additionnées de fondants et cuites à grand feu, de même que des moules en métal fritté poreux. On connaît en plus des moules en matière synthétique composés principalement de matières cristallines, comme de l'argile réfractaire, frittées, collées ou pressées au moyen de liants organiques, par exemple de la résine époxy ou un polyester armé de fibres de verre, de façon qu'elles soient tensio-actives. Les moules comportant du plâtre sont désavantageux parce que le plâtre une fois pris présente une très faible résistance par rapport aux variations de la température et une faible solubilité dans l'eau et du fait qu'ils subissent, à cause de la dessication et de l'absorption d'eau périodiques, après quelques 100 à 200 moulages une usure prématurée ce qui raccourcit sensiblement leur durée de vie. Une production rationnelle exige un nombre élevé de moules qui représentent de plus un poids considérable. Au cours de leur fabrication, les moules céramiques et métalliques, du fait qu'ils passent par un processus de cuisson, sont soumis à un frittage irrégulier qui ne peut être prédéterminé et qui a pour résultat que la qualité du formage n'est pas assurée.En ce qui concerne les moules en matière synthétique connus, leur inconvénient réside principalement dans une usure indésirable de la surface de travail et dans l'apparition fréquente de cassures. Il est en outre désavantageux qu'il faut prévoir un échauffement préalable approximativement à 4500, un tel échauffement étant seul capable en règle générale de garantir dès le début des moules en matière synthétique. L'invention a pour but de proposer un procédé simple de préparation d'une matière poreuse et légère de même que résistante à la rupture et à l'usure qui soit utilisable pour la fabrication de moules présentant une haute précision dimensionnelle et n'ayant pas besoin d'être chauffés. L'invention est basée sur le problème de fabriquer, en une seule opération et en évitant des mélanges frittés, collés ou pressés, des moules en matière synthétique dont la substance soit parfaitement homogène et dont la surface de travail présente une structure poreuse. On a trouvé que les composantes A et B des polyuréthanes, comme les alcools de polyéthers ou les polyisocyanates comportant des catalyseurs, des stabilisants de mousse et des agents gonflants, une fois introduites après un mélange en une seule opération à la main ou mécaniquement dans un moule primaire rev8- tu d'agents de démoulage, se transforment, après un temps de crème de 5 à 60 sec., de préférence de 25 à 30 sec., après un temps de pontée de 10 à 120 sec. de préférence de 10 à 80 sec., et lorsqu'il s'agit de composantes pour une mousse polyuréthane intégrale, après un temps de prise de 90 à 200 sec., de préférence de 100 à 130 sec., le poids volumique étant de 100 g/l à 700 g/l, de préférence de 150 g/l à 400 g/l, et la compression de volume s'élevant au double jusqu'au sextuple, de préférence au triple jusqu'au quadruple, de même qu'après un temps d'abandon en moule primaire de 5 à 50 mm, de préférence de 5 à 20 mm, en des moules en matière synthétique composés d'une mousse polyuréthane poreuse recouverte d'une peau mince ou bien d'un élastomère de polyuréthane poreux recouvert d'une peau mince.Pour obtenir les moules en élastomères de polyuréthane cellulaires, il faut prévoir un échauffement préalable de la composante A à 55 jusqu'à 65au, de la composante B à 35 jusqu'à 4000, et du moule primaire à 7000 environ. Les moules en polyuréthane présentent une résistance permanente aux variations de température de 50 à 7000 environ. Leur structure poreuse diminue graduellement à partir de la surface de travail, par laquelle on entend la surface du moule en polyuréthane venant en contact avec la masse d'argile, vers l'intérieur.Pour la mise en service d'un moule en polyuréthane, il faut enlever la peau mince se trouvant sur la surface de travail, ce qui est obtenu en rendant la surface rugueuse à l'aide de moyens mécaniques, par exemple par sablage ou par frottement avec du papier abrasif, ou à l'aide de procédés chimiques, comme par corrosion au moyen d'acides ou d'alcalis dans es solvants. L'utilisation d'une masse à mouler appropriée assure durant le processus de fabrication une régénération continuelle de la surface de travail et rend un renouvel lament répété de la rugosité superflu.Lors de l'utilisation d'une mousse polyuréthane élastique, de préférence d'un élastomère cellulaire, le renouvellement périodique de la rugosité devient inutile, indépendamment de la nature de la masse moulée, parce que des inclusions qui peuvent influer défavorablement sur la qualité de fabrication des produits céramiques sont ex clues grâce à l'élasticité de la mousse polyuréthane utilisée. Un échauffement des moules en polyuréthane n'est pas nécessaire. Une autre condition pour l'utilisation des moules en polyuréthane est l'élimination du coussin d'air qui, lors de l'application de la masse d'argile, se forme entre la surface de travail et la pièce à mouler et gêne le formage, notamment lorsqu'il s'agit de tasses. C'est pourquoi, afin de supprimer les coussins d'air sur les moules pour tasses, il est prévu, dans la surface de travail du moule en polyuréthane, 2 à 6, de préférence 4, alésages d'un diamètre de 0,5 à 1 mm, évasés en forme de cône vers l'ex- térieur et disposés symétriquement. En cas de besoin, après chaque moulage, l'humidité adhérant au moule en polyuréthane est chassée par un séchage intermédiaire à approximativement 6000. L'invention présente l'avantage en ce que les moules en mousse polyuréthane et en élastomères de polyuréthane sont sensiblement plus résistants à l'usure et à la rupture de même que plus légers que tous les moules de formage connus réalisés en d'autres matières, et qu'ils présentent une plus grande qualité, grâce à leur plus grande précision de fabrication. En raison de ces propriétvs et de la simplicité de la fabrication en une seule opération, les mousses de polyuréthane et les élastomères de polyuréthane présentent du point de vue économique, comme matière de base pour les moules également des avantages considérables par rapport aux matières connues. L'invention est expliquée ci-arpès au moyen d'un exemple de réalisation : dans un système d'acheminement de matières premières de l'établissement (VEB Synthasewerk Schwarsheide, on mélange intimement, soit à la main, soit mécaniquement, 100 parties de la composante A et 100 parties de la composante B et l'on introduit le mélange dans un poule primaire revêtu d'agents de démoulage et servant à former un moule pour tasses qui comporte 4 trous d'échappement pour l'air et qui est muni de mécanismes d'ouverture et de fermeture.Après un temps de crème de 20 à 24 sec., le poids volumique de la mousse libre étant de 100 g/i et la compression de volume s'élevant au triple jusqu'au quadruple, il se produit, après un temps d'abandon dans le moule primaire de 20 mn, un moule pour une tasse composé de mousse polyuréthane intégrale rigide présentant un poids volumique moyen de 350 à 400 g/l, une résistance à l'écrasement d'approximativement 30 kg/cm2, une résistance à la flexion d'approximativement 75 kg/cm2 et une résistance permanente aux variations de température d'approximativement 600C. Sur le moule pour tasses ainsi obtenu, la surface de travail servant au formage des pièces brutes en porcelaine est rendue rugueuse, soit mécaniquement, soit par corrosion. Après le dégagement des trous d'échappement pour l'air, le moule en mousse polyuréthane intégrale fabriqué suivant le procédé de l'invention est mis en place dans les machines à mouler commandées à la main ou automatiquement, pour manufacturer les pièces brutes en porcelaine, en grès, etc. selon les procédés usuels. De cette façon, on peut réaliser des moules de formes différentes, comme les moules pour assiettes etc.. Le procédé de fabrication et d'utilisation des moules en élastomères de polyuréthane est analogue. REVENDI0AT I0N$ 1 - Procédé de fabrication de moules en matière synthétique pour des produits céramiques manufacturés, caractérisé en ce que des composants A et B des polyuréthanes, comme des alcools des polyéthers ou des polyisocyanates comportant des catalyseurs, des stabilisants de mousse et des agents gonflants, sont introduits, après un mélange intime en une seule opération, à la main ou mécaniquement dans un moule primaire revêtu d'agents de démoulage et transformées, après un temps de crème de 5 à 60 sec., de préférence de 25 à 30 sec., après un temps de montée de 10 à 120 sec., de préférence de 10 à 80 sec., et lorsqu'il s'agit de composantes pour une mousse polyuréthane intégrale, après un temps de prise de 90 à 200 sec., de préférence de 100 à 130 sec., le poids volumique étant de 100 g/l à 700 g/l, de préférence de 15G g/l å 400 g/l, et la compression de volume s'élevant au double jusqu'au sextuple, de préférence au triple jusqu'au quadruple, de même qu'après un temps d'abandon en moule primaire de 5 à 50 mn, de préférence de 5 à 20 mn, en des moules en matière synthétique composés d'une mousse polyuréthane poreuse recouverte d'une peau mince ou bien d'un élastomère de polyuréthane poreux recouvert d'une peau mince. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la fabrication de moules en élastomères de polyurétha- ne cellulaires, on échauffe la composante A à 5500 Jusqu'à 650C, la composante B à 3500 jusqu'à 4000 et le moule primaire à approximativement 7000. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moules en polyuréthane présentent une résistance permanente aux variations de température d'approximativement 5000 à 7000. 4 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans les zones extérieures des moules en polyuréthane se forme une couche superficielle poreuse serrée, d'une épaisseur de 0,3 à 2 mm, de préférence de 0,8 à 1,2 mm, qui, la peau mince dont elle est recouverte une fois enlevée à l'aide de moyens mécaniques, comme par sablage, par frottement avec du papier abrasif etc., ou à l'aide de procédés chimiques, comme par corrosion au moyen d'acides ou d'alcalis en dissolvants etc., re présente la surface de travail. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'en utilisant une pâte de moulage appropriée, on obtient qu'au cours du processus de moulage, la surface de travail des moules en mousses polyuréthanes est constamment régénérée. 6 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lorsque les moules sont réalisés en mousses polyuréthanes, de préférence en élastomères de polyuréthane cellulaires, des inclusions de pâte céramique sur le moule sont exlues grâce à l'élasticité de celui-ci, de sorte que la surface de travail une fois rendue rugueuse reste constamment prête au démoulage, indépendamment de la nature de la pâte à mouler. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'un coussin d'air qui se forme, notamment lors de la fabrication de tasses, entre la surface de travail et la pièce à mouler est supprimé en prévoyant dans le moule en polyuréthane 2 à 6, de préférence 4, alésages disposés symétriquement qui, évasés en forme de cône vers l'extérieur, présentent à la surface de travail un diamètre de 0,5 à 1 mm. 8 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu un séchage intermédiaire à approximativement 6000 lorsqu'on veut débarrasser le moule en polyuréthane de l'humidité adhérente. 9 - Procédé suivant lune des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moule en polyuréthane peut être utilisé immédiatement, sans aucun processus d'échauffement.