Brevet FR2123361A1 — publié le 19720908

-1- 2123361 L'invention concerne la mise en forme d'éléments constitués, en -partie ou en totalité, par une matière plastique qui, à la température ambiante, est relativement souple, viscoélastique ou fluide et qui devient rigide par réticulation par irradiation. L'invention concerne les dispositifs et les procédés d'une telle mise en forme. Les matières plastiques qui conviennent selon l'invention sont réticulées. Les polymères-vinyliquès sont préférables, notamment les polymères et copolymères de chlorure de vinyle formulés de manière à être rigides après irradiation. L'alcool polyvinyli-que, le polystyrène, le polyéthylène, le polypropylène, les polyesters, les polyacrylates, les polyméthacrylates, les polyamides tels que les polyacrylamides, les résines phénolformaldéhydes, les résines aminoformaldéhydes et d'autres polymères pouvant être réticulés peuvent aussi être utilisés. Par exemple, les polyéthy-lènes sont des résines viscoélastiques, c'est-à-dire que, mis en forme À' température-ambiante et sans réticulation, ils reprennent au repos leur forme initiale. Toutes ces matières plastiques, avant réticulation, sont souples ou viscoélastiques, ou ont un point de ramollissement si bas qu'elles sont fluides à la température ambiante. Si on essaie de les mettre en forme à la température ambiante, elles ont des propriétés élastiques, c'est-à-dire qu'elles ne conservent pas leur forme après la suppression de la pression. Selon l'invention, la température des matières plastiques est réduite dans le moule de mise en forme, de telle sorte que la matière plastique conserve sa forme jusqu'à la réticulation; on peut reproduire fidèlement et faire durcir des objets de forme même compliquée. On peut mettre, par réticulation, toutes ces. matières plastiques sous forme d'objets rigides qui peuvent avoir des propriétés physiques intéressantes, en particulier une résistance à la traction et un point de fusion élevés. De tels produits trouvent de nombreuses applications dans l'industrie, notamment comme accessoires pour automobiles tels que les butoirs de pare-chocs, les protections de pare-chocs, les supports des tableaux de bords, les grilles, les calandres, les boîtes à gants, les dispositifs de protection; comme isolateurs électriques, matériaux de construction, vaisselle, plateaux 72 02210 -2- 2123361 en matière plastique utilisés pour servir les repas (dans les avions, les restaurants ou à domicile), meubles, éléments d'aéronefs, petits accessoires, jouets, etc. Les objets peuvent avoir une forme précise simple ou non 5 et pexivent être fabriqués par des emboutisseuses rapides telles que celles utilisées en métallurgie sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le moulage par injection qui est très coûteux (notamment en capital, etc. ) dans le cas d'une fabrication par mise en oeuvre de procédés et d'appareillages classiques. L'invention 10 permet aussi l'utilisation de moules en métal coulé au lieu de moules trempés et usinés qui sont très coûteux. La stabilité di~ mensionnelle des objets non réticulés est assurée par mise en forme dans,des moules en plusieurs éléments refroidis par circulation d'un fluide de refroidissement dans des canaux des moules 15 et/ou des plateaux sur lesquels ils sont montés. La température de refroidissement de l'objet dépend de sa structure et de la matière plastique employée.. Les fluides de refroidissement qui conviennent le mieux sont des liquides refroidis à très basse température par vapori-2.0 sation rapide (air liquide, azote liquide, ammoniac liquide, anhydride sulfureux liquide, "Fréon", etc.). Après passage dans le moule,le fluide peut être recueilli et recyclé après refroidissement. Le moulage des matières plastiques peut être facilité par préchauffâge par exemple dans une étuve ou par passage sous une 25 batterie de lampes infra-rouge. Les matières mises en forme peuvent être constituées en totalité par une matière plastique d'un type cité précédemment, on peut y ajouter un agent de renforcement, de coloration, etc.; ou elles peuvent former un stratifié avec un tissu, ou imprégner 50 un tel tissu. Ainsi^ la matière traitée peut être un tissu de polyester, de verre, d'amiante ou tout textile synthétique; on peut incorporer aux matières plastiques des fibres ou d'autres matières : fibres découpées de verre, fibres d'amiante, noir de carbone et agents de coloration , etc., à condition que l'addi-55 tif n'ait pas tendance à se dégrader par irradiation comme c'est le cas pour le "Nylon", la rayonne et la plupart des fibres cellulosiques. Le procédé permet parfois de réduire la teneur en fibres coûteuses tout en conservant la stabilité dimensionnelle à l;'usage 72 0221Ô -3- 2123361 ou au cours de la manutention. Pour la réticulation, on utilise de préférence une irradiation par des élecbrons rapides produits par des accélérateurs à haute tension ou par des éléments libérant des isotopes radioactifs. On peut aussi utiliser les rayons gamma, les rayons X, etc. Les techniques de réticulation par irradiation nécessitent dans la plupart des cas l'emploi d'écrans massifs de pxntecbion constitués par des scories, du béton, de la terre, du plomb, etc.^ pour protéger le personnel qui assure la marche de l'installation contre des doses nocives de radiations. Un autre type satisfaisant de protection est réalisé à partir d'éléments modulaires préfabriqués formés par exemple de panneaux parallèles emboîtés en matière insensible aux radiations, par exemple en polybutadiène durci renforcé de fibres de verre ou en métal non corrosif comme l'acier inoxydable, les panneaux étant séparés par des armatures en métal non corrosif. L'espace entre les panneaux est rempli d'agrégat absorbant les radiations, par exemple de plomb, de gravier ou d'eau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 et 1A représentent un schéma d'un dispositif de fabrication à transporteur ; - la figure 2est une élévation en coupe partielle d'un objet réalisé selon l'invention ; et - la figure 3 est une perspective d'un autre objet réalisé selon 11 invention. Sur les dessins, une matière (1) en feuille, qui peut être une matière plastique seule ou chargée ou peut imprégner un tis-su; provient d'un rouleau. Par exemple, la matière de départ est un rouleau d'un composé de moulage en feuille qui peut être disposé entre des films de polyéthylène ou analogues, retirés du composé de moulage avant l'introduction dans le moule. La matière plastique est amenée à la presse à emboutir (3) sur le transporteur (2). Le passage dans une étuve ou sous une batterie de lampes infra-rouges (4-) assure un préchauffage et facilite la mise en forme. Un moule ou une matrice remontant par un orifice du plateau (5) coopère avec un élément femelle porté par la tête mobile (6), à l'intérieur du dispositif (7) de découpe. A chaque emboutissage, un objet moulé (8) est réalisé et découpé dans la feuille. Dans une variante, l'objet est simplement mis en 72 02210 2123361 forme sans découpe de la feuille. Le liquide de refroidissement pénètre dans le plateau par la conduite (10) et sort par la conduite (11). La tête (6) est refroidie de la même façon par du fluide de refroidissement péné-5 trant par la conduite (14') et sortant par la conduite (15)- A chaque opération de la presse, la feuille de matière plastique avance et présente une nouvelle surface pour la découpe et la mise en forme lors d'une opération ultérieure. La feuille et les objets moulés (8) sont amenés à l'installation d'irradiation 10 (16), par exemple du type connu sous le nom de "Dynamitron" et dont l'alimentation est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique IT° 2 875 394. Cet appareil comprend un accélérateur (17) fabriqué par Radiation Dynamics, Inc., filiale de The Fires-tone Tire and Rubber Company. Le rayonnement d'électrons de.haute 15 énergie émis traverse un système d'exploration (T8) qui oscille rapidement au-dessus de la feuille mobile, de façon à irradier toute la surface. La feuille et les objets moulés sont ainsi réticulés avant que ces derniers aient pu se déformer. Le transporteur (20) qui porte la feuille et les objets mou-20 lés est guidé par des galets (21.) en contact avec les bords de la feuille à l'entrée (23) et à la sortie (24) de la chambre d'irradiation (25). Les rouleaux (26) soulèvent la feuille de telle sorte que les rayons X parasites, émis à la surface du produit irradié, ne sortent pas de la chambre d'irradiation par les 25 bouches d'entrée-et de sortie. Pour obtenir la dose d'irradiation désirée, on règle l'accélérateur et/ou la vitesse du transporteur; habituellement, un accélérateur qui délivre 25 milliampères à 1,5 mégavolt suffit pour la réticulation des matières plastiques d'une épaisseur ma-30 ximale de 5 mm. Toutefois, l'intensité de l'irradiation peut varier selon la composition et la structure de l'objet moulé. Habituellement, une dose de 1 à 10 mégarads est suffisante pour réti-culer l'objet. On sait que la dose nécessaire varie suivant les matières plastiques. Les objets (8) sont encore gelés et rigides 35 lorsqu'ils sont exposés à l'irradiation. Lorsque la feuille sort de la presse, le prolongement (27) maintient les objets (8) dans les trous découpés dans la feuille par la presse, de telle sorte que les produits sont entraînés avec la feuille sur le transporteur (20) et dans la chambre d'irradiation (16). A la sortie, 72 02210 2123361 les objets (8) sont séparés de la feuille et ils sont recueillis de toute manière convenable, par exemple par chute dans le bac (30), et le reste de la feuille est recueilli dans le bac (31) ou récupéré d'une autre façon. L'objet moulé (8) peut être un capuchon, un capuchon de distributeur, un couvre-moyeu, ou un capuchon destiné à d'autres usages. La figure 2 est une vue agrandie d'un tel capuchon. La grille (40) de radiateur d'automobile de la figure 3 peut aussi être fabriquée de cette façon; elle est relativement plate, bien que le rebord de la face cachée de la figure 3 pxiisse être évi-dé. On peut aussi réaliser diverses calandres, comprenant notamment des projecteurs et des feux de position. Il peut être nécessaire d'utiliser un convoyeur et un dispositif de balayage de grande largeur. La vitesse du transporteur peut être réglée le cas échéant en fonction de la dose optimale d'irradiation et du fonctionnement de la presse ; Bien qu'habituellement l'objet soit moulé et découpé à partir d'une matière en feuille, puis déplacé par un transporteur dans un dispositif convenable d'irradiation, la matière plastique peut être extrudée et introduite de façon continue dans les moules. Dans une variante, la matière plastique peut être placée dans le moule en poudre ou sous forme d'une pâte .(contenant éventuellement une charge); dans ce cas,les objets sont éjectés du moule sur un transporteur qui les fait directement passer sous une source convenable de radiations. Ainsi, la presse peut assurer la mise en forme uniquement ou, de plus, la découpe de la matière en feuille. Il n'est pas nécessaire que la matière plastique soit préalablement mise sous forme d'une feuille. Un dispositif convenable assure le transport du produit gelé mais cependant mis en forme directement vers le dispositif ■ d'irradiation qui assure la réticulation avant un réchauffement suffisant pour permettre à la forme de se modifier. On peut utiliser divers dispositifs d'irradiation ainsi que toute presse convenable, notamment hydraulique, pneumatique, etc. Il va de soi que la présente Invention a été décrite ci-dessus à titre purement indicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra lui apporter toutes modifications de détail conformes à son esprit sans sortir de son cadre. 72 02210 -6- 2123361 EEÏESDIÇATIOHS 1. Procédé de fabrication d'objets composés au moins en partie de matière plastique qui est souple, fluide ou viscoélas-tique à la température ambiante avant réticulation et qui se ré-5 gidifie par réticulation, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à mettre en forme la matière plastique non réticulée à une température suffisamment basse pour qu'elle conserve sa forme,.puis à la réticuler par irradiation. 2.. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 les objets sont emboutis successivement dans une feuille composée au moins en partie de matière plastique. 3. Procédé selon la-revendication 1:, caractérisé en ce que lesdits objets sont entièrement en ladite matière plastique.