Brevet FR2174131A1 — publié le 19731012

La présente invention a pour objet un procédé permettant de fabriquer des objets moulés à chaud, à partir de pellicules ou de plaques de poly-(téréphtalate de butane diol-1,4). Dans ce procédé, on fabrique les pièces moulées en fixant sur un cadre une pellicule ou une plaque nonorientée d'un polyester thermoplastique, ayant pour la plus grande partie une structure cristalline, on chauffe ensuite la pellicule ou la plaque à des températures comprises entre 50 et 1500, après quoi on forme la pellicule ou la plaque à ces températures en lui donnant une configuration conforme à celle d'un moule adjacent au cadre, puis on démoule la pièce moulée tout en refroidissant.Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que l'on utilise une pellicule ou une plaque de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), ayant une structure essentiellement cristalline et présentant une viscosité relative (mesurée à 250C sur une solution à 1 % de la matière plastique dans un mélange à poids égaux de phénol et de tétrachloréthane) d'au moins 2,0 et, de préférence, d'au moins 2,40. Il y a intérêt à former les plaques ou feuilles chauffées en faisant agir une différence de pression. Cette différence de pression peut être réalisée mécaniquement, comme dans le formage à l'aide de pièces de moules métalliques s'adaptant les unes aux autres, ou bien par des différences dans la pression de l'airs comme dans le moulage sous pression réduite ou dans le formage sous pression réduite avec insufflation d'air. Le trait caractéristique de l'invention est l'utilisation d'une pellicule essentiellement non-orientée de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4) cristallin, ayant les viscosités relatives indiquées plus haut, dans ce procédé de thermoformage dont le principe est bien connu. Grâce au procédé conforme à la présente invention les pellicules -de poly- (téréphtalate de butane-diol-1,4) nonorientées trouvent une application particulièrement avantageuse dans la fabrication objets moulés à chaud. Les objets de ce genre sont particulièrement utiles pour réaliser des emballages. On peut également obtenir, par le procédé conforme à l'invention, des éléments utilisables dans l'industrie, par exemple des bottiers, des carénages et des récipients. Plus précisément, on part, dans le procédé de la présente invention, par exemple de pellicules minces, transparentes et cristallines de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), dont l'épaisseur peut aller jusqu'à 0,5 mm, telles que décrites dans le premier fascicule publié de la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne NO 2 049 538. Les températures mises en Jeu pour le formage à chaud de ces pellicules minces, transparentes et cristallines sont comprises entre 50 et 1500, de préférence entre 50 et 700. Avec ces pellicules minces on obtient des pièces embouties transparentes, cristallines, de haute valeur. D'un autre côté, on peut obtenir des pièces embouties présentant des caractéristiques encore plus favorables si l'on forme à chaud des feuilles ou des plaques de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4) épaisses, opaques et fortement cristallines, dont l'épaisseur est supérieure à 0,5 mm et est, de préférence, au moins égale à 0,55 mm.On obtient ces pellicules ou plaques opaques, cristallines et épaisses, en extrudant une matière à mouler à base de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), ayant une viscosité relative d'au moins2,10, et, de préférence, au moins égale à 2,50, à travers la filière plate d'une extrudeuse, en faisant passer la masse fondue qui sort de la filière plate entre l'intervalle compris entre deux cylindres d'un laminoir, la température des cylindres étant maintenue entre 30 et 1500, et, de préférence, entre 50 et 1000, puisen tirant la masse solidifiée au moyen d'un dispositif d'avancement pour feuilles ou plaques. Un point capital est que le réglage de l'intervalle entre les lèvres de la filière plate et celui de la fente séparant les cylindres soient choisis de telle manière qu'il se forme une plaque ayant au moins 0,55 mm d'épaisseur.Ce réglage et l'emptchement d'une orientation prématurée de la plaque extrudée, celui-ci grâce au choix d'une vitesse d'avancement à la sortie qui est jusqu'à 3 % inférieure à la vitesse d'extrusion, assurent la fabrication d'une plaque épaisse, hautement cristalline et dont la structure cristalline est homogène. La masse volumique des feuilles ou plaques fabriquées selon le dernier procédé est d'au moins 1,295 g/cm3 et, de préférence, supérieure à 1,300 g/ cm3 (calculs rapportés à la matière plastique). Lorsque l'on forme ces plaques ou feuilles à chaud, il convient que les températures mises en Jeu soient comprises entre 50 et 1500, et, de préférence, entre 70 et 1300. Les pièces moulées en poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4) à parois épaisses ainsi fabriquées sont hautement cristallines et opaques et présentent, par rapport aux pièces formées à parois minces, une dureté, une rigidité et une résistance accrues. Il a été constaté, lors de la fabrication des objets en poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), que ceux-ci soient à paroi mince ou épaisse, le fait que la viscosité relative de la pellicule de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), qui constitue une mesure du poids moléculaire, est d'une importance décisive. Les objets fabriqués à partir d'une pellicule à poids moléculaire plus élevé présentent de meilleures caractéristiques physiques, en particulier de meilleures caractéristiques de résistance, par exemple de résistance aux cassures dues à la fragilité. Le procédé d'emboutissage peut être décrit plus en détail comme suit Sur une machine à emboutir d'un type quelconque, on chauffe les feuilles ou plaques minces de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4) à une température allant de 50 à 1500, en fonction du type de plaque ou de feuille adopté, on les forme, puis on abaisse la température à environ 500, ou encore plus bas, et finalement on démoule. Le chauffage des plaques et feuilles s'effectue le plus souvent à l'aide d'un émetteur de rayons infrarouges. La durée du chauffage est, toutes les autres conditions étant les mêmes, fonction de l'épaisseur de la feuille ou de la plaque, mais elle est comprise en moyenne entre 1 et 60 secondes. Comme on le sait, il existe, plusieurs modes de mise en oeuvre du procédé de thermoformage, dont le principe va être décrit brièvement. Dans le procédé d'emboutissage négatif, on place la feuille ou la plaque dans un serre-flan et on l'y fixe. Une fois le chauffage effectué, on fait le vide dans l'espace compris entre le moule d'une part, et la feuille ou plaque, d'autre part. Par suite de la différence de pression créée entre l'atmosphère et l'espace où l'on a fait le vide, la feuille - ou la plaque - est aspirée dans le moule, qui présente une structure négative (creuse), où elle est formée. La feuille (ou la plaque) formée se refroidit rapidement, dans le moule réfrigéré, jusqu'à une température inférieure à la température de ramollissement. Pour accélérer le refroidissement, on peut également refroidir par l'air.Dans le procédé d'emboutissage positif (en relief), par #or'tre, la feuille ou plaque chauffée n'est pas aspirée dans le moule, mais celui-ci est introduit dans la feuille - ou plaque chauffée, ce qui a pour résultat un pré-étirage mécanique de la plaque ou feuille. Le moule proprement dit est dans ce cas un corps mâle (en relief). Par application du vide la matière thermoplastique vient alors s'appliquer contre le moule, dont elle épouse exactement les contours, après quoi on refroidit le tout de manière connue. Le pré-étirage peut également etre réalisé, dans le procédé d'emboutissage positif, par voie pneumatique. Dans ce cas, on effectue un pré-étirage de la feuille ou plaque chauffée, au moyen d'air comprimé, et ce n'est qu'ensuite que l'on introduit le moule.On réussit par cette méthode à amincir, dès le début, de façon plus régulière, la feuille ou la plaque qui doit donner ultérieurement la pièce moulée. Selon un troisième mode de mise en oeuvre, on moule la feuille ou plaque chauffée, à l'aide d'une pièce mAale ou femelle, et on la refroidit ensuite, sans utiliser le vide ou une surpression de l'air comme auxiliaires pour le moulage. Le démoulage s'effectue à la main ou mécaniquement. Le procédé d'emboutissage sous vide est décrit dans le livre de A. Thiel "GrundzUge der Vakuumverformung". Les exemples qui suivent ont pour but d'illustrer la présente invention. Sauf indication contraire expresse, les parties et pourcentages s'entendent en poids. Les températures sont indiquées en degrés Celsius. EXEMPLE 1 On fixe, dans le cadre d'un dispositif d'emboutissage sous vide, un morceau (dimensions : 300 x 300 mm) d'une feuille transparente et cristalline de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), ayant une viscosité relative égale à 2,60, une épaisseur de 0,25 mm et une masse volumique égale à l,29Og/#i?e Après chauffage à 70 , on façonne la feuille en une calotte sphérique (rayon de la sphère : 85 mm ; flèche de la calotte 40 mm), selon le procédé d'emboutissage positif. Après refroidissement, on démoule la calotte. Celle-ci est étirée uniformément et présente de remarquables caractéristiques d'emploi. EXEMPLE 2 Après avoir fixé dans le cadre d'un dispositif d'emboutissage sous vide un morceau (dimensions : 300 mm x 300 mm) d'une feuille, opaque et cristalline, de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), ayant une viscosité relative égale à 2,70, une masse volumique de 1,303 g/cm3 et une épaisseur de 0,7 mm, on le chauffe jusqu'à une température de formage égale à 1000, au moyen d'une lampe à rayons infrarouges. On déconnecte ensuite la source de chaleur et on fait le vide dans l'espace compris entre la feuille et le moule. On obtient, selon le procédé d'emboutissage négatif, un récipient de forme carrée dont la longueur des côtés est de 170 mm et qui est profond de 45 mm. Après le moulage sous pression réduite, on refroidit le récipient au moyen d'air, après quoi on démoule. Des échantillons en forme de bandes, prélevés sur ce récipient, montrent une résistance à la traction (mesurée 2 selon DIN) égale à 520 kg/cm2. EXEMPLE 3 De la manière décrite à l'exemple 1, on chauffe à 1300 une feuille, opaque et cristalline, de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4), ayant une viscosité relative égale à 2,70 > 3 une épaisseur de 1,5 mm et une masse volumique de 1,306 g/cm On 11 élabore alors, selon le procédé d'emboutissage positif, en une calotte sphérique (rayon de la sphère : 85 mm ; flèche de la calotte : 40 mm). La calotte, qui est résistante au choc, présente également une résistance élevée à la lumière et aux intempéries. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de pièces moulées cristallines par emboutissage de plaques cristallines de polyesters thermoplastiques, comportant la fixation d'une plaque ou d'une feuille non-orientées dans un serre-flan, le chauffage de la plaque ou de la feuille fixées à une température comprise entre 50 et 1500, le formage de la plaque ou de la feuille à ces températures par emboutissage, le refroidissement des pièces moulées ainsi obtenues à une température inférieure à 50 , suivi de leur démoulage, procédé caractérisé en ce que l'on utilise une plaque ou une feuille d'un poly (téréphtalate de butane-diol-1,4) ayant une structure essentiellement cristalline et présentant une viscosité relative (mesurée à 259C sur une solution à 1 % de la matière plastique dans un mélange à poids égaux de phénol et de tétrachloréthane) au moins égale à 2,0. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une plaque ou une feuille d'un poly (téréphtalate de butane-diol-1,4) présentant une viscosité relative (mesurée à 250C sur une solution à 1 % de la matière plastique dans un mélange à poids égaux de phénol et de tétrachloréthane) au moins égale à 2,40. 3. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme une plaque, cristalline et opaque, de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4) ayant une épaisseur d'au moins ou 55 mm. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme une feuille de poly-(téréphtalate de butane-diol-1,4) cristalline et transparente. 5.- Pièces obtenues par emboutissage selon la revendication 3, cristallines et opaques, à base de poly (téréphtalate de butane-diol-1,4), ayant une viscosité relative (mesurée à 256C sur une solution à 1 % dans un mélange à poids égaux de phénol et de tétrachloréthane)qui est d'au moins.2,0. 6.- Pièces obtenues par emboutissage selon la revendication 4, cristallines et transparentes, à base de poly (téréphtalate de butane-diol-1,4), ayant une viscosité relative (mesurée à 250C sur une solution à 1 % dans un mélange à poids égaux de phénol et de tétrachloréthane) qui est au moins égale à 2,0.