Brevet FR2319477A1 — publié le 19770225

La présente invention est relative à un nouveau procédé de moulage de corps en matière plastique, plus particulièrement en matière plastique se présentant sous forme de mousse, au dispositif nécessaire à la mise en oeuvre de ce procédé et aux produits en matière plastique poreuse obtenus à l'aide dudit procédé. Il est déjà connu de réaliser de la matière plastique poreuse ou expansée, en mélangeant à la matière plastique un agent de gonflement. Lorsque la matière plastique est mise en oeuvre par calandrage ou injection, l'agent de gonflement provoque un dégagement gazeux qui permet une expansion de la matière plastique sous forme de mousse. Lorsque l'on désire mettre en oeuvre la matière plastique expansée par un procédé d'injection, c1est-à-dire en injectant sous pression la matière plastique à l'état pâteux dans un moule dont les contours sont fermés, l'on rencontre des inconvénients qui n'ont pu être surmontés jusqu'à ce jour que par des moyens relativement difficiles et couteux à mettre en oeuvre. En effet, on sait que dans le procédé de mise en oeuvre par injection il est nécessaire de faire régner à l'intérieur du moule une pression relativement très élevée pour obtenir un moulage parfait de la matière plastique et pour lui conférer un état de surface, ou de peau, qui soit satisfaisant. Lorsque l'on remplit un moule par injection à l'aide de matière plastique à l'état pâteux contenant un agent de gonflement qui développe un gaz à l'intérieur de la matière plastique lorsque celle-ci est introduite dans le moule, ou en injectant par exemple dans le moule un gaz inerte additionné à la matière plastique on conçoit que la pression à l'intérieur de la matière plastique peut être limitée à la pression du gaz qui sert d'agent d'expansion. De même lorsqu'on cherche à réaliser des moulages par injection de pièces de grandes dimensions, il est nécessaire de mettre en oeuvre des moyens extremement coûteux aussi bien en ce qui concerne les presses à injection qui doivent développer des pressions et des forces de verrouillage importantes, qu'en ce qui concerne les moules qui doivent être suffisamment résistants pour s'opposer à de telles pressions sur des grandes surfaces. Lorsque l'on réalise l'injection dans un moule métalli- que, d'une matière plastique contenant un agent d'expansion, lton obtient des états de surface extrêmement médiocres, c'est-à-dire que la surface du produit moulé ne correspond pas à la qualité de la surface du moule. La surface de la matière plastique ainsi moulée peut présenter des plis, de la granulation ou d'autres défauts de surface notamment une teinte irrégulière qui dans la plupart des applications ne sont pas acceptables par l'acheteur du produit. Pour palier à cet inconvénient, il a déjà été imaginé de réaliser l'injection de pièces en matière plastique expansée à l'aide de dispositifs permettant de réaliser une double injection, à savoir une matière non expansée qui est destinée à réaliser les surfaces apparentes du produit moulé, et une matière plastique contenant l'agent d'expansion qui est injectée dans la masse du corps à réaliser. Un tel procédé donne des résultats satisfaisants mais il est d'une mise en oeuvre relativement complexe. On connait également un procédé dit "Variotherm" suivant lequel le moule est chauffé à la vapeur au moment de l'injection et refroidi avec un liquide réfrigéré dès la fin de l'injection jusqu'au démoulage. Ce procédé nécessite la mise en oeuvre de moyens thermiques importants et ralentit le cycle de moulage. De plus, le moule nécessaire à sa mise en oeuvre est complexe et coûteux. On connait également un procédé de moulage par injection dans des moules métalliques revêtus d'une couche de matériau thermiquement isolant. Ce procédé est difficile à mettre en oeuvre notamment pour des pièces complexes ou de grandes dimensions du fait des difficultés rencontrées pour la mise en place du matériau thermiquement isolant sur le moule métallique. On connaît en outre des procédés consistant à enduire les pièces moulées pour masquer les défauts de surface puis les peindre. Ces procédés ne sont pas satisfaisants car ils nécessitent des opérations de reprise des pièces moulées. La présente invention est relative à un nouveau procédé qui, grâce à une mise en oeuvre extrêmement simple, permet d'obtenir des produits en matière plastique expansée qui présentent une qualité d'état de surface ou de peau qui est tout-à-fait satisfaisante. Le procédé selon l'invention permet en particulier de réaliser par injection, à l'aide de presses et de moules relativement économiques fonctionnant à des pressions relativement basses, des pièces en matière plastique de très grandes dimensions jusqu'à plusieurs mètres carrés de surface ou plusieurs dizaines de kilos de poids dont la surface présente un aspect tout-à-fait satisfaisant et qui ne pourraient être réalisées par la technique conventionnelle d'injection que moyennant des investissements considérables ou des opérations de reprise onéreuses qui conduisent à des prix de revient hors de proportion avec le prix de vente possible des objets fabriqués. C'est ainsi que grâce à l'invention l'on peut fabriquer par exemple, des pièces en matière plastique de dimensions importantes telles que des containers, des récipients de grande contenance, par exemple de 600 litres, destinés à collecter les ordures ménagères ou d'autres pièces analogues de grandes dimensions. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on procède à l'injection de la matière plastique à l'état ramolli mélangée à un agent d'expansion, dans un moule comportant un corps thermiquement conducteur en matière plastique chargée de grenaille métallique dans lequel sont noyées des conduites de refroidissement, revêtu en succession d'une première couche thermiquement semi-conductrice, notamment en résine époxy armée de mat de verre et chargée de poudre d'aluminium, la poudre d'aluminium représentant de préférence environ 30 % en poids du mélange, d'une seconde couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy armée d'un voile de verre, et d'une troisième couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy. De préférence, le-corps du moule est en résine époxy chargée à environ 50 8 en poids d'aluminium. De façon avantageuse, les tubes de refroidissement sont en cuivre et assurent une circulation d'eau. Dans une forme préférée de réalisation, la première couche présente une épaisseur d'environ 2 mm, la seconde couche de 1,5 mm, la troisième couche de 0,5 mm. La matière plastique destinée à être moulée selon l'invention peut être choisie dans le groupe que constituent les thermoplastiques, les thermodurcissables et les élastomères pouvant être injectés avec ou sans charges ou renforcements. On peut citer plus spécialement les polystyrènes et leurs copolymères, les polyméthacrylates, les polycarbonates, les polyéthylènes, les polypropylènes et les PVC, sans que cette énumération soit limitative. L'agent d'expansion ou de gonflement peut être tout agent d'expansion ou de gonflement conventionnel pour les matière plastiques. Il peut s'agir par exemple d'agents tels que l'azodi-carbonamide, l'azo-di-isobutyronitrile ou d'autres composés organiques complexes possédant des radicaux - N = N - qui se décomposent avec un fort dégagement d'azote, le benzène sulphonhydrazide ou le PP' - Oxy-bis (benzène sulphonhydrazide... > . On peut aussi utiliser des gaz inertes tels que l'azote. Les agents de gonflement sont généralement mélangés à la matière plastique avant plastification tandis que les gaz inertes peuvent être injectés dans la boudineuse ou dans le moule. L'injection s'effectue aux températures habituellement utilisées pour réaliser l'injection des matières plastiques. Il est remarquable qu'en mettant en oeuvre le procédé selon l'invention on améliore d'une manière considérable la qualité de l'état de surface du produit obtenu, à tel point que cet état de surface est analogue à l'état de surface des pièces obtenues par l'injection conventionnelle de matières plastiques non expansées. On voit donc que l'invention permet en mettant en oeuvre des moyens simples d'obtenir des pièces en matière plastique moulées de grandes dimensions dont l'état de surface est comparable à celui que l'on obtient par la technique conventionnelle d'injection de matière non expansée. Bien entendu l'invention s'applique également à la réalisation par ce procédé de pièces de petites dimensions, ce qui permet de réaliser également des économies sur la puissance des presses, sur les prix de fabrication des moules et sur les opérations de reprise. La présente invention a également pour objet un moule refroidi pour réaliser le moulage par injection d'une matière plastique expansée, caractérisé par le fait qu'il comporte un corps thermiquement conducteur en matière plastique chargée de grenaille métallique dans lequel sont noyées des conduites de refroidissement revêtu en succession d'une première couche thermiquement semi-conductrice, notamment en résine époxy armée de mat de verre et chargée de poudre d'aluminium, la poudre d'aluminium représentant de préférence environ 30 % en poids du mélange, d'une seconde couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy armée d'un voile de verre, et d'une troisième couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy. La structure et les matériaux constitutifs du moule permettent une réalisation économique de celui-ci à partir d'un modèle. La présente invention est également relative au produit industriel nouveau que constitue un objet en matière plastique expansée obtenu par le procédé défini ci-dessus, cet objet étant caractérisé par le fait qu'il est réalisé à l'aide d'une seule variété de matiere plastique, que sa partie centrale présente une structure cellulaire, et qu'il présente une bonne qualité d'état de surface ou de peau, qui est particulièrement lisse et régulière. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va maintenant décrire à titre d'illustration un exemple de réalisation donné à titre non limitatif en se référant à la figure unique du dessin qui représente une vue schématique en coupe du moule selon l'invention. On utilise un moule dont les deux parties sont réalisées conformément à l'invention et qui présente une empreinte de forme rectangulaire de 270 x 210 mm et une profondeur de 32 mm. Dans le corps de moule désigné par 1 sur le dessin et réalisé en résine époxy connue sous la marque Araldite et chargée à 50 % en poids de grenaille d'aluminium sont noyées des conduites en cuivre 2 destinées à permettre la circulation de l'eau de refroidissement. Le corps 1 supporte en succession une couche 3 de 2 mm en résine époxy (Araldite > armée de mat de verre et chargée de poudre d'aluminium, cette dernière représentant environ 30 % en poids du mélange formant la couche, une couche 4 de 1,5 mm en résine époxy (Araldite > armée d'un voile de verre, une couche 5 de 0,5 mm en résine époxy (Araldite > . Dans ce moule, dont le corps est maintenu à environ 209C pendant le moulage, on injecte par le centre du moule du polystyrène contenant un agent gonflant, tel que celui commer cialisé par la Société HOECHST sous la dénomination "Hostyren" porté à une température d'environ 2100 à 22O0C. La pression d'injection est d'environ 100 kg/cm2 et le débit d'injection d'environ 20 cm3 par seconde, le cycle de moulage étant de 5 minutes. On obtient ainsi une pièce de 7 mm d'épaisseur d'un poids d'environ 350 g présentant une belle qualité de peau et ayant une densité moyenne de 0,88, soit un allègrement de 15 %. On peut aussi constater des densités plus faibles dans le cas d'épaisseurs plus importantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de moulage par injection d'une pièce en matière plastique expansée, caractérisé par le fait que l'on procède à l'injection de la matière plastique contenant l'agent d'expansion dans un moule comportant un corps thermiquement conducteur en matière plastique chargée de grenaille métallique dans lequel sont noyées des conduites de refroidissement, revêtu en succession d'une première couche thermiquement semi-conductrice, notamment en résine époxy armée de mat de verre et chargée de poudre d'aluminium, la poudre d'aluminium représentant de préférence environ 30 % en poids du mélange, d'une seconde couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy armée d'un voile de verre, et d'une troisième couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps du moule est en résine époxy chargée à environ 50 % en poids d'aluminium. 3. procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les tubes de refroidissement sont en cuivre et assurent une circulation d'eau. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la première couche présente une épaisseur d'environ 2 mm, la seconde couche de 1,5 mm, la troi sième couche de 0,5 mm. 5. Moule pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comporte un corps thermiquement conducteur en matière plastique chargée de grenaille métallique dans lequel sont noyées des conduites de refroidissement, revêtu en succession d'une première couche thermiquement semi-conductrice, notamment en résine époxy armée de mat de verre et chargée de poudre d'aluminium, la poudre d'aluminium représentant de préférence environ 30 % en poids du mélange, d'une seconde couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy armée d'un voile de verre, et d'une troisième couche thermiquement isolante, notamment en résine époxy. 6. Objet en matière plastique expansée obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracté- risé par le fait qu'il présente une bonne qualité d'état de surface ou de peau et que sa partie centrale présente une structure cellulaire.