Brevet FR2130512A1 — publié le 19721103

-i- 2130512 La présente invention concerne un procédé et un dispositif de moulage d'articles à paroi? ~irices et notamment des gobelets en matière plastique cellulaire telle que le "polystyrène expansé, permettant d'obtenir des gobelets ne présentant pas de fuites au 5 niveau de leur collerette intérieure constituant la butée d'empilage . L'invention a donc pour objet un procédé de remplissage de moules destinés à la fabrication de récipients à parois minces, par exemple des gobelets empilables en matière telle que le poly-10 styrène expansé, ces gobelets comportant une portée annulaire axiale voisine de leur fond et constituant une butée d'empilage. Le remplissage du moule s'effectue au moyen d'un courant d'air, et un élément crée une turbulence de compensation au voisinage de la collerette de l'empreinte du moule formant la portée annulai-15 re axiale. L'invention sera décrite en détail ci-après en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif, sur lequel : - la figure 1 est une section droite du moule mis en oeuvre dans le procédé de l'invention ; et : 20 - la figure 2 est une coupe à grande échelle d'une partie du moule représenté sur la figure 1. L'outillage de moulage 10 comprend le moule femelle proprement dit 12 et un noyau mâle 14.qui peut être emboîté dans le moule femelle. Lorsque l'outillage est fermé,- le moule femelle s'ap-25 plique contre le moule mâle selon le plan de joint 16. L'empreinte de moulage délimitée entre ces deux éléments a la forme d'un gobelet à parois minces dont l'épaisseur est comprise de préférence entre 0,75 et 1,25 m/m environ. A ce titre, il faut noter que l'invention est plus particulièrement adaptée au moulage des 30 gobelets destinés à être utilisés dans des distributeurs automatiques, tels que des distributeurs de boissons. Le moule femelle et le noyau comportent des canaux dans lesquels circulent alternativement un fluide de chauffage tel que de l'eau chaude, de la vapeur, ou de l'air chaud, et un agent de re-35 froidissement tel que de l'eau froide, selon une technique classique dans le moulage des matières cellulaires. La matière première se présente sous la forme de grains ou de cordons finement découpés de polystyrène imprégnés d'un agent de gonflage tel que le pentane ou le méthane. Les grains de ma 72 09890 -2- 2130512 tière sont introduits dqns l'empreinte de moulage, et lorsqu'ils sont chauffés dans cette dernière) ils se dilatent et se lient les tins aux autres pour prendre la forme d'un article homogène de dimensions stables. Dans cette technique classique de moulage, 5 le remplissage rapide et complet du moule a toujours posé de nombreux problèmes. Cette difficulté de remplissage est encore aggravée dans le cas du moulage d'articles à parois minces. En général, les grains de matière sont introduits dans la cavité de moulage par un canal d'entrée 18 ménagé au centre de 10 l'empreinte du moule femelle (figure 1). Ce canal d'entrée 18 dé-bouche dans la partie de la cavité correspondant au fond du gobelet. Un canal d'échappement est également ménagé autour de la partie de l'empreinte correspondant au bourrelet entourant le • col du gobelet, c'est-à-dire au voisinage du plan de joint 16. 15 On crée ensuite un courant d'air dans l'empreinte de moulage. A cet effet, l'air pénètre dans le moule fermé par le canal d'entrée 18 et s'échappe par le canal annulaire ménagé sur 360° dans le plan de joint 16. Ce courant d'air est créé en injectant de l'air à une pression positive par le canal 18 de manière à en-20 traîner les grains de matière dans 1'empreinte,et l'air s'échappe par le canal annulaire bordant le bourrelet du col. Ce canal d'échappement est suffisamment étroit pour que les grains de matière soient retenus, et de ce fait le moule se remplit complètement et uniformément de matière. Des procédés de remplissage analogues 25 sont décrits notamment dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3 125 780 et N° 3 162 705. De tels gobelets destinés à être utilisés dans des distributeurs automatiques doivent comporter au voisinage de leur fond une butée intérieure constituée en général par une collerette 30 annulaire de faible largeur solidaire de leur surface intérieure et qui est destinée à limiter la profondeur d'emboîtement des gobelets lorsque ces derniers sont empilés. Cette collerette peut être continue ou être constituée par plusieurs segments écartés les uns des autres. Pour mouler cette collerette, en général, un 35 décrochement annulaire usiné dans l'extrémité du noyau délimite un épaulement annulaire 20 dont la face est orientée vers l'extrémité libre du noyau (figure 2). Cependant, cet épaulement annulaire tend à engendrer une turbulence lorsque l'air, après avoir passé autour du bord supérieur du mandrin, descend le long de la 72 09890 -5- 2130512 paroi de ce dernier et vient frapper cette collerette. En général, du fait de cette turbulence, l'empreinte du moule est incomplètement remplie en un ou plusieurs points de la partie comprise entre le fond et la collerette, et le gobelet fini n'est pas 5 étanche dans la zone correspondante. Le procédé de l'invention permet de supprimer cet effet de turbulence au niveau de 1'épaulement. A cet effet, en donnant à la surface de l'empreinte du moule femelle une forme appropriée au niveau de la collerette du noyau, l'air peut s'écouler sans 10 tourbillonner. Comme on le voit sur la figure 2, la paroi latérale de la cavité du moule femelle 12 comporte un épaulement 22 ménagé au voisinage de son fond, sensiblement au niveau de 1'épaulement 20 du noyau. La forme précise de 1'épaulement 22 ainsi que sa position par rapport à 1'épaulement 20 du noyau peuvent varier 15 sensiblement. Dans le cas où la butée d'empilage du fond du gobelet est discontinue et est constituée par plusieurs segments séparés, 1'épaulement 22 de la face intérieure du moule femelle peut être continu si on le désire, ce qui supprime les problèmes d'alignement et de positionnement. Par ailleurs, 1'épaulement 22 20 peut être discontinu, l'essentiel étant qu'au voisinage du fond de l'empreinte de moulage, c'est-à-dire du point ou le courant d'air change de direction et s'écoule vers le bord ouvert du gobelet, l'empreinte femelle comporte un élément créant une contre-turbulence supprimant les tourbillons"d1air engendrés par la pré-25 sence de 1'épaulement 20 du noyau et qui détermine en général un mauvais remplissage du moule. Jusqu'ici, les gobelets légers en polystyrène expansé fabriqués selon les procédés classiques présentaient fréquemment des porosités ou des petites ouvertures au voisinage de leur fond, 30 et pour réduire autant que possible ces fuites, ces gobelets devaient être relativement épais et l'épaisseur de leurs parois était en général comprise entre 1,5 et 2,5 m/m. Ce problème des "fuyards" s'est aggravé avec l'apparition récente des gobelets à parois minces, c'est-à-dire d'une épais-35 seur de l'ordre de 0,75 à. 1,25 m/m. Ces gobelets à parois minces présentent tous les avantages des gobelets classiques et, en outre, ils peuvent être facilement utilisés dans des appareils automatiques qui distribuent des doses de boissons diverses aux utilisateurs moyennant 1'introduction d'une pièce de monnaie dans 72 09890 -4- 2130512 11 appareil. La très faible section de passage de l'empreinte de moulage .à destinée/ la fabrication de tels gobelets à parois minces augmente la difficulté du remplissage, quel que soit le procédé utili-5 sé, notamment en ce qui concerne les sections voisines du fond. La zone critique dans laquelle le courant d'air change de direction pour s'écouler ensuite le long des parois latérales de l'empreinte doit être complètement remplie de matière pour que le gobelet moulé soit parfaitement étanche. 10 Dans la plupart des cas, il est indispensable qu'un tel go- 9 belet à parois minces comporte une butée interne d'empilage voisine de son fond, mais jusqu'ici, la turbulence créée par l1épaulement complémentaire du noyau aggravait le problème du remplissage de la zone correspondante. Le procédé de 1'invention,qui 15 consiste à ménager un épaulement dans la paroi du moule femelle en face de 1'épaulement du noyau,réduit ou élimine cet effet de turbulence et assure un remplissage complet de cette zone du moule. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être 20 apportées au procédé décrit ci-dessus, sans sortir du cadre de 1'invention. 72 09890 -5- 2130512 1. Procédé de remplissage d'un outillage de moulage de gobelets à parois minces par des grains ae mousse de polystyrène imprégnés d'un agent gonflant, caractérisé en ce qu'il consiste à 5 délimiter une empreinte de moulage complémentaire du gobelet entre la surface extérieure d'un noyau tronconique et la surface intérieure tronconique opposée d'un moule femelle, à ménager un canal d'entrée au centre de la cavité de moulage en un point correspondant au centre de la zone de moulage du fond du gobelet, 10 à ménager un canal annulaire d'échappement autour de la zone de l'empreinte correspondant au bord ouvert du gobelet, à créer un courant d'air dans l'empreinte de moulage de manière que l'air pénètre dans le canal d'entrée et s'échappe par le canal annulaire, à ménager un épaulement au voisinage du sommet du noyau de 15 manière que le gobelet moulé présente un épaulement intérieur annulaire correspondant voisin de son fond, et à ménager dans la paroi intérieure de la cavité du moule une surface annulaire opposée à 1'épaulement du noyau, de manière à éviter la formation de turbulence du courant d'air dans cette zone lors du remplis-20 sage de 1'empreinte de moulage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface annulaix'e de l'empreinte du moule femelle est délimitée par un épaulement ménagé dans cette dernière au niveau de 1'épaulement annulaire du noyau. 25 3« Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface annulaire opposée à 1'épaulement du noyau entoure ce dernier sur 360°. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque l'outillage de moulage est assemblé, la distance radiale 30 séparant la paroi intérieure du moule femelle et la paroi extérieure du noyau mâle est de l'ordre de 0,75 à 0,50 m/m.