Brevet FR2115100A1 — publié le 19720707

La présente invention concerne un procédé et un dis positif pour la fabrication de produits moulés en particules de matière synthétique susceptible de s'empanser, procédé selon lequel on introduit des particules de matière synthétique dans le moule et on fait passer de la vapeur à travers la masse des particules se trouvant dans le moule. Pour la fabrication économique de produits moulés en particules de matière synthétique susceptible de s'expanser sous láction de la chaleur, il est connu d'introduire de la vapeur par un côté du moule. La vapeur traverse alors les particules de matie re synthétique et les chauffe de sorte que ces particules augment tent de volume (s'expansent) et se réunissent pour constituer un produit moulé. La vapeur sort du cd té opposé du moule. De tels pro duits moulés ainsi fabriqués présentent à leur surface supérieure de nombreuses nervures qui sont produites par les orifices recou- verts de grille pour l'alimentation et l'évacuation de @@ vapeu@. Ces marques apparaissent sur la surfuce supérieure @u@ est par @il leurs lisse. Cela apparait parta@@ @i@@ement et de @ç@@ @ésagré@2 lorsque la poussière s'accoumule dans des @e@vures. Dans de nombre@ cas de tels produits mo@lés. lors@ue @@r exempl@ @@@ ép@@sseurs@ parois sont relativement faibles. @a @@ngue@@ @@ @@@@@ @@ent de l@ vapeur dans le moule est trüe courde de @@@be @@@ @@@ est ma urilisée.Cela se réper@ate sur de @@@x @u @@@@@ Un autre inconvén@@@ @@@ec@ @@@@ @@ @oulé fa@ briqué selon les prcédés sern@e cs@ @@@e @a @@@@@ @@@e@@eure e@ relativement molle et sensible. E@le ne peu @e@@ster a des pres@ sions. De plus la surface supérieure de t@@@ produits moulés n'espas complètement lisse, car les diverses pat ou de n:atière syn thétique ne sont pas appliquées l'une contre 1 autre sans interval le. Les produits ainsi moulés présentent un aspest désagréable du fait de l'insertion de particules de pous@ère qu'un nettoyage ne permet pas de supprimer car les surfaces supérieures ne sont pas complètement lisses.Le nettoyage est difficile et de plus les surfaces supérieures sont très fragiles du point de vue mécanique0 Les surfaces supérieures de tels produits moulés étant relativement sensibles contre les accidents mécaniques et ne supporta rit pas de pressions, cela constitue un inconvénient pour les produits expan- ses servant d'emballages. Pour protéger aes produits moulés consti- tuant des emballages et pour référencer les produits emballés, il est nécessaire jusquQà présent d'utiliser un carton supplémentaire ou une enveloppe sur lesquels on rapporte les, indications voulues concernant le produit emballé ainsi que des impressions publicitaires.Souvent on met de tels produits moulé, auxcquels on associe une feuille comportant les indications nécessaires 9 dans une enveloppe en une feuille de matière synthétique transparente. Ces pro- cédé s sont toutefois onéreux et longsd. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients cités ci-dessus et de créer un procédé pour la fabri- cation de produits moulés, présentant de meilleures propriétés. A cet effet, la présente invention concerne un pro cédé caracterisé en ce qu'on renvoie la vapeur à l'intérieur de la masse de particules et on l'évacue du m8me côté que l Un avantage de la présente invention réside dans le fait que la ripour parcourt un chemin d'écoulement relativement long ù l'intérieur du moule, même lors de la fabrication de produits moulés à parois rinces. On transmet ainsi une plus grande partie de la chaleur emmagasinée dans la vapeur aux particules de matière synthé- tique se trouvant dans le moule. Ainsi le procédé selon l'invention est plus économique que les procédés connus.Comme on réduit la quantité de vapeur nécessaire, on peut utiliser un générateur de vapc-r p8U5 petit pour tir; même production, ou pour un mdme généra tel de température on pe-it augmenter la production De cette fa @on lorsqu'on augments la proaucion en util isant le procédé selon @@invention on peut éconemieer les frais d'un nouveau générateur e.e vapeur plus puissant. De plus on peut décaler l'alimentation en vapeur à un endroit du moUle qui se trouve sur le côté, par exemple sur le côté de la largeur du produit moulé.Les marques ou nervures que lton obtient à cet endroit du falt des orifices dtalimentation et d'évacuation de vapeur ne sont' pas gênantes. Par exemple pour des produits en forme de plaques qui seront utilisés comme parois ou comme couvercles comme revêtments d'isolation phonique, on peut prévoir ces marques de nervures sur la surface que leon celle. Dans le cas de produits moulés creux ces marques peuvent 8tre situées sur la surface intérieure où elles n1 apparaissent pas de façon gênante et où elles ne sont pas autant exposées à la saleté et la poussière que sur la surface extérieure. Les sections d'entrée et de sortie peuvent être réparties de diverses façons sur les surfaces d'où l'on introduit la vapeur dans le produit moulé et d'où leon extrait la vapeur du pro duit moulé. Ces sections denturée et de sortie peuvent par exemple former des zones associées, elles peuvent recouvrir complètement ou partiellement les surfaces de sorte queil subsiste des portions de surface entre les sections d gentrée et de sortie Dans ces zones la vapeur n1 est pas dirigée perpendiculairement à la surface supérieu- re mais essentiellement parallèlement à cette surface. L1alimenta- tion en vapeur et son évacuation peuvent par exemple se faire dans des zones concentriques.De façon générale9 il est possible de rém partir 'alimentation et l'évacuation de vapeur de façon que pour des réalisations différentes des produits moulés on obtienne une répartition aussi régulière que possible de 11 écoulement de la vapeur dans tout le volume du produit moulé. Un avantage considérable de 11 invention réside dans le fait que suivant un mode de réalisation, on effectue l'expansion des particules de matière synthétique dans une enveloppe qui se fise sur la matière synthétique lors de 11 expansion. Si 1Don choisit comme enveloppe par exemple un carton et comme noyau du contour intérieur du produit moulé, le modèle du produit à emballer ultét rieurement9 alors le procédé selon l'invention permet la fabrication économique dçun emhallage très robuste.Par exemple9 le carton peut servir de moule extérieur de sorte que l'on peut supprimer toute moule onéreux9 qui serait sans cela nécessaire0 Il est toutefois également possible, si lon effectue l'expansion dans un moule9 d'utiliser un flan de carton9 de papier ou de matière synthétique découpé de façon correspondant à 11 expansion dans un moule. On dis- pose ce flan dans le moule et après expansion, il se lie au produit moulé et en forme l'enveloppe protégeant les surfaces supérieures. Cette enveloppe peut être ultérieurement imprimée. Toutefois9 on peut également prévoir des inscriptions avant d1expanser la matière synthétique. Pour assurer une bonne liaison entre le produit moulé et l'enveloppe9 il est prévu selon une autre caractéristique de l'invention de coller le produit moulé à lenveloppe. Dans ce caBD on utilise une colle appliquée avant ou après l9introduction de 11 enveloppe dans le moule0 Au lieu d'un collage et pour renforcer la liaison entre le produit moulé et lqenveloppe celleçei peut comporter des pattes recourbées qui pénètrent dans le produit moulé de façon à assurer un ancrage de 11 enveloppe sur le produit moulé En collant l'enveloppe sur le produit moulé on obtient un produit composite du type sandwichs qui peut présenter pour une même résistance des pavois plus minces et ainsi donner l'occasion d'une économie de matériau ou une résistance plus élevée pour une même quantité de matériau.Jusqu'à présent9 il n'était pas possible de réaliser de tels produits moulés munis d'enveloppes en faisant passer de la vapeur à travers le produit car les enveloppes en papierS en carton ou en une feuille de matière synthétique ne présentaient aucun orifice à travers lequel pouvait passer la vapeur à l'entrée ettou à la sortie. Jusqueà présentS on ne pouvait fabriquer de tels produits moulés ayant une surface supérieure pro- tégée par une partie de la feuille de matière synthétique à leinté rieur de l'enveloppes en assurant uniquement l'expansion en amenant la chaleur à travers l'enveloppe par conduction thermique. Celasqui nécessite toutefois des temps de fabrication longes ne convenait pas du point de vue économique. En effet le flux thermique que l'on peut obtenir de cette façon reste très faible par suite de la faible résistance à la température et de la conductibilité thermique des matières synthétiques. Suivant une variante, il faut utiliser des matières synthétiques expansables sous forme de granulés s'est pansant à l'aide d'un autre moyen que sous l'effet de la chaleur. Ces matières synthétiques présentent toutefois d'autres inconvénients, comme par exemple un prix plus élevé, une vie en pot de seulement quelques secondes ou des propriétés d'amortissement moins bonnes. Or ces propriétés sont nécessaires avant tout pour le produit d'em ballage. Suivant un mode de réalisation de l'invention9 il est prévu que l'alimentation de la vapeur s'effectue en fonction de la pression qui règne dans la masse des particules et cette alimentaS tion est arrêtée lorsqu'on atteint une pression déterminée. Lors de l'introduction de vapeur dans les particules de matière synthéti que celles-ci s'échauffent et commencent à s'expanser. Cela réduit la section d'écoulement libre pour la vapeur et la pression à l'in- térieur de la masse de particules augmente étant donné que la perte de pression entre le générateur de vapeur et le moule diminue au niveau des soupapes et des conduites d'alimentation pour un débit qui diminue.De plus la quantité de particules de matière synthéti- que prévue dans le moule est dosée de façon que la matière à expanser remplisse le moule avec une certaine pression9 une fois expansée. En fonction de la pression qui règne dans le moule9 on lamine l'alimentation en vapeur et le cas échéant on lXar8te complè tement. De cette façon9 on réduit encore plus la consommation de vapeur car cette alimentation en vapeur est arr8tée en fonction de la formation du produit moulé. Il n'est pas nécessaire de prévoir une durée empirique pour l'alimentation en vapeur et une marge de sécurité supplémentaire.En outre9 sans qu'il soit nécessaire detenir compte de paramètres variables tels que par exemple la température de la vapeur9 on peut arrêter l'alimentation en vapeur- aussi rapidement que possible, au moment favorable. Au lieu de la pression à l'intérieur de la quantité de particules, on peut utiliser selon un autre mode de réalisation de l'invention, la température qui règne dans cette masse de parti- cules pour commander l'alimentation en vapeur0 On peut également utiliser simultanément ces deux grandeurs pour commanderl1 alimenta- tion. La présente invention concerne de plus un dlsposii;l1 pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, du type comme portant une conduite d'alimentation en vapeur reiiee au moule, la surface intérieure du moule correspondaet à la surface extérieur du produit moulé, ce moule comportant des orifices débcuchant dans le volume entouré par le moule, et destinés à l'al@@e@@@ion et @ l'évacuation de la vapeur, dispositin earaeterisé @a ce que ces orificdes sont prévus sur le même cèté @@ moule e@ an@g@ de façon que la vapeur qui s'écou@e @@mp@@@e@out le @@@ @@eu@ du moule.Notamment dans le cas de prck@@@s ement on p@@ @@tenir de cette façon un passage de vapeur tr@@ régulie@ qui @@o@ @@@ av@@ geusement tout le volume creux, Dans de cas d'jun r@ya@ pre@@@ @@@ @e paro@, de pré@@ rence sur le couvercle du moule, @@ pen@ p@d @@@ @e@ or@@@ees d'@@ mentatuion en vapeur dans le noyau, les orll@ @s des conduites d'e@ cuation de vapeur étant prévus sor la paroi ou le couvercle pro@an le noyau. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'in- inventions le noyau comporte deux chambres séparéesdont l'une est mu nié orifices d'évacuation de vapeur et dont autre comporte des orifices d'alimentation de vapeur. Ce mode de réalisation de lin vention est particulièrement avantageux pour la fabrication d'embal- lages destinés à des produits de dimensions extérieures identiques mais présentant des formes différentes.Dans ces cas, on peut uti- liser le mme moule et il suffit de remplacer le noyau, Cela permet d'économiser9 non seulement des frais d'investissement, mais également des frais de transformation car le mme moule s1utilise indifféremment et peut rester dans la machine0 Dans ce cas9 comme prévu dans un mode de réalisation, l'une des chambres peut être prévue au centre dans le noyau et l'autre de façon périphérique. On peut également prévoir selon un autre mode de réalisation de l'invention des orifices de conduites d'alimentation et d'évacuation de vapeur qui alternent.Cela est par exemple avantageux lorsque on veut fabriquer des plaques de revêtement de murs comportant des nervures, les volumes coeur étant limités entre les nervures des plaques par des nervures du noyau, et chaque nervure de la plaque de paroi étant entourée d'un côté par une nervure de noyau avec une alimentation en vapeur et sur l'autre côté par une nervure de noyau avec évacuation de vapeur. Dans un mode de réalisation de ltinventions le moule comporte un moyen de chauffage. Un tel moyen de chauffage soutient l'action de la vapeur. h l'aide d'un tel moyen de chauffage, on peut chauffer dans le cas dune enveloppe introduite avec une couche de colle, uniquement par chaleur de contact, cette couche de @olle et liactive- de façon - obtenir une liaison meilleure et plus durable entre le produit moulé et le matériau de remplissage. Pour avoir un fonctionnement plus rapide, on peut @galomont junior le moule duit moyen de refroidissement. De cette açon, da refroidit plus rapidement les surfaces du produit moulé @i devient plus rapidement solide. La présente invontion sera décrite plus en ddtail @ l'aide de deux modes de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels : la figure est une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention pour la fabrication d'un emballage comportant un insert, moulé et expansé. la figure 2 eat une vue en coupe d'un dispositif selon l invention pour la fabrication de plaques munies de nervures. Le dispositif selon la figure 1 comporte un moule creux i dont le contour intérieur correspond au contour extérieur du produit moulé à réaliser. Le moule creux 1 est constitué d'une paroi extérieure 2 et d'une paroi intérieure 3 qui délimitent un volume creux 40 Ce volume creux 4 sert au passage d'un fluide de chauffage ou de refroidissement. A cet effet, il peut comporter des ajutages de conduite et de répartition non représentés qui amènent le fluide de chauffage ou de refroidissement, de façon adéquate. Le moule creux 1 est fermé par un couvercle 5 qui lui est relié Le couvercle 5 comporte une coquille extérieure 6 qui est re- liée à une plaque 7 à 11 aide de vis 8. La plaque 7 porte un noyau 9 pénétrant dans le moule creux 1.Le noyau 9 présente deux chambres 10 et il séparées llune de l'autre par une cloison 12. Une conduite 13 venant dun générateur de vapeur non représenté passe à travers le couvercle 5 et la chambre 11 pour aller dans la chambre 100 Cet- te chambre 10 est munie de quelques perçages 14 qui amènent dans le volume de moulage 15 la vapeur qui a passé de la conduite 13 dans la chambre 10. Avant de fermer le volume de moulage 15 par le cou- vercle 5, on introduit une enveloppe 16 dans ce volume de moulage0 L'enveloppe 16 est constituée dgun flan de papier9 de carton ou dune feuille de matière synthétique. Ce flan comporte sur le cdté opposé à la paroi intérieure 3 du moule apeux 1 une couche de colle 17. La chambre de moulage 15 est reliée à la chambre Il du noyau 9 par des perçages qui sont reliés par un perçage 19 à la chambre creuse 20 du couvercle. Cette chambre1qui est délimitée par la plaque 7 et la coquille extérieure 6 comporte un orifice dDévacuation 21.La conduite 13 est munie d'une soupape de réglage 22 commandée par un palpeur 23 fixé dans le couvercle 5 et pénétrant par son ex- trématé sensible 24 dans la chambre de moulage 15. Le palpeur 23 et la soupape de réglage 22 sont reliées par une conduite 25e Pour fabriquer un emballage, on introduit la matière synthétique sous forme de granules 26 susceptibles de sVexpanser9 dans la chambre de moulage 159 après avoir introduit au préalable l'enveloppe 16 comportant la couche de colle 17. Puis on ferme le couvercle 5 du moule. On introduit de la vapeur par la conduite 13 dans la chambre 10 d'où elle passe par les perçages 14 dans la chambre de moulage 15 et chauffe les granules 26.Ces granules 26 se dilatent (ils slexpansent) et remplissent la chambre de moulage 15. La vapeur passe par la chambre de moulage 15 et va vers les per- çages 18 et la chambre 11 d'où elle arrive par un perçage 19 dans la chambre creuse 20 du couvercle et sort par 1 orifice dVévacuation 21. Lorsque les granules 26 se dilatent9 la perte de charge de la vapeur et la pression dans la chambre de moulage 15 augmentent. Cela te augmentation de pression est décelée par le palpeur 25 qui pro- duit par la conduite 25 un laminage et finalement une f ermeture de la soupape de réglage 22. Dès que la soupape de réglage 22 est fermée, elle commande par une conduite 27 un générateur de signaux 28 qui indique que l'expansion est terminée. Au cours de 11 opération d'expansion ou meme déjà avant, on envoie du fluide de chauffage à