Brevet FR2325705A1 — publié le 19770422

La présente invention est relative aux procédés et machines de fabrication de batonnets de matière thermofusible destins notamment à servir de cartouches d'approvisionnement de pistolets ou d'autres appareils automatiques de distribution ou de projec- tion de colles. La Demanderesse connatt un procédé de fabrication d'un batonnet qui consiste à verser dela matière fondue par l'ouverture d'un moule à la forme du batonnet à obtenir, à refroidir les parois du moule et la surface libre de la matière versée jusqu'à ce qu'une crotte superficielle continue de la matière se forme par solidification ce qui donne une ébauche incomplètement solidifiée, et à refroidir l'ébauche pour la solidifier entièrement en le b - tonne t. L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte d'une part une machine comportant une série de moules disposés sur un tourniquet et d'autre part une cuve de refroidissement secondaire dans laquelle tombent les ébauches. La cadence de fabrication dépend de la machine à moules. La matière versée qui est au contact des parois du moule se refroidit relativement rapidement. Mais la surface libre de cette matière liquide, en forme de ménisque dans l'ouverture du moule,tarde à se solidifier. Pour augmenter la cadence de fabrication, on se contente d'une solidification insuffisante. De l'agent de refroidissement contenu dans la cuve, essentiellement de l'eau, pénètre à l'intérieur de l'ébauche par la tette de celle-ci mal solidifiée.Le b2tonnet fini renferme des occlusions ou des gouttelettes d'eau qui provoquent des éclaboussures néfastes au bon fonctionnement d'un appareil distributeur de colle. Pour remédier à cet inconvénient, on découpe la tête de chaque batonnet et on la rebute. Puis on élimine l'eau qui se trouve dans le bas du batonnet par étuvage et centrifugation. L'invention permet de préparer des batannets anhydres et exempts de matières étrangères sans perte de matière par découpage des tetes, tout en supprimant les stades d'étuvage et de centrifugation. Suivant l'invention, on refroidit la surface libre de la matière versée dans le moule par échange de chaleur direct avec du gaz refroidi. Le gaz, peu dense, a tendance à s'élever. Il n'entre pas dans la masse fondue ou en ressort spontanément. On augmente la durée de contact du gaz refroidi et de la matière fondue en projetant le gaz sur la surface libre, par exem ple suivant l'axe du moule. On peut préparer le gaz refroidi en refroidissant du gaz issu d'une source à température ambiante par échange de chaleur indirect avec l'agent d'échange thermique qui sert à refroidir les parois du moule. On obtient ainsi un bâtonnet en une matière adhésive thermofusible entièrement anhydre et exempte d'occlusion de substance réfrigérante, dont l'une des extrémités affecte la forme d'un mé- nisque. Ce ménisque est la preuve qu'aucune opération de déccupage n'a été nécessaire. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est un schéma d'une machine vue en coupe pour exécuter le procédé suivant l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'une autre machine suivant l'invention. La figure 3 est un schéma du circuit de réfrigération d'une machine suivant l'invention, et la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un batonnet suivant l'invention. A l'extrémité d'un bras 1, pivotant autour de son autre extrémité en restant dans le mevme plan horizontal, est fixé un moule 2 cylindrique à double enveloppe. Au-dessus de l'ouverture du moule 2 est fixée au bâti de la machine une rampe de distribution formée de deux tubes concentriques intérieur 3 et extérieur 4. Le tube 4 communique par un conduit 5 horizontal avec une source de gaz sous pression (non représentée). Il est percé d'un perçage 6 en regard de l'ouverture du moule. Au perçage 6 est adapté un gicleur 7 à jet dirigé suivant l'axe vertical du moule 2. Un appareil 8 refroidisseur communique avec l'une des extrèmités du tube 3 par un conduit 9. L'autre extrèmité du tube 3 communique avec le sommet de l'espace 10 compris entre les deux enveloppes du moule 2 par un conduit Il. Le bas de l'espace 10 communique avec l'appareil 8 par un conduit 12. Le fond du moule 2 est formé par un piston 13 éjecteur qui peut parcourir l'intérieur du moule 2. A la figure 4, la machine comporte dix moules2 As 2 21, 2J tournant pas à pas dans le sens des aiguilles d'une montre par un tourniquet (non représenté) au-dessous de la rampe qui com porte huit gicleurs 7ls 72 78. A l'instant illustré, les gi- cleurs 71 à 78 sont en regard des moules 2A et 2H respectivement. Le moule 2I n'est pas sous la rampe Il est en position pour l'éjection de l'ébauche. Le moule 25 n'est pas sous la rampe. Il est en position pour recevoir de la matière fondue. Le circuit de refroidissement des moules est complété par des conduits 14AB... 14U mettant en ccmmunication les espaces 10A et lOB... loi et 10 des moules. A la figure 3, le conduit 9 se divise en deux branches 15 et 16. La branche 15 fait communiquer l'appareil 8 et le tube 3. La branche 16 met l'appareil 8 en communication avec l'espace 10 du moule 2. Deux branches 17 et 18 issues du tube 3 et de l'espace 10 débouchent dans le conduit 12. Le circuit permet de régler les refroidissements respectifs du moule 2 et du gaz qui circule dans le tube 4. Grâce au procédé suivant l'invention, on peut obtenir un b8- tonnet en matière thermofusible dont le corps 19 est entièrement homogène et dont le sommet a la forme d'un ménisque 20 (figure 3). on décrit ci-dessus plus en détail le procédé suivant l'invention. Le premier stade de procédé suivant l'invention consiste à verser de la matière fondue dans le moule 2. Ce moule a la forme du bâtonnet å obtenir. Il est revêtu intérieurement d'un revêtement auquel la matière versée n'adhère pas. Il est commode de le revêtir d'une pellicule de polytétrafluoroéthylène. La matière versée est une matière thermofusible. Parmi les matières qui conviennent figurent notamment des matières adhésives telles que des résines vinyliques, notamment des copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle, des polyamides, des dérivés de colophane modifiée éventuellement hydrogénée, notamment des esters de colophane modifiée, des cires des dérivés de coumarone, de coumarone-indène, des paraffines chlorées des résines polyterpéniques des polymères d'hydrocarbure alicyclique très saturés connus sous le nom de résine Ation (fournie par la Société Arakawa Forest Chemical Industries Ltd) des esters de diacides aromatiques et d'alcools dérivés du bois notamment des phtalates de l'alcool hydroabiétylique on autres produits semblables et des mélanges de ces produits. On verse la matière b une température supérieure à sa zone de transition à l'état vitreux. En général on verse la matière à des températures comprises entre 120 et parti- culièrement entre 130 et 180 et notamment entre 140 et 170 C. Le second stade du procédé suivant l'invention consiste à refroidir les parois du moule 2 et la surface libre de la matière versée dans le moule. On refroidit les parois grtce à l'envoi d'un agent réfrigérant classique, notamment de l'eau additionnée d'une substance étrangère, telle qu'un sel soluble, un acide, une base ou un alcool. Il est commode d'utiliser à cet effet le glycol. La température de l'agent réfrigérant est en général comprise entre - 20 et 0 C et mieux entre - 10 et - 500. La gamme de températures préférée de l'agent réfrigérant va de - 600 à-80C. La température de l'agent réfrigérant est d'autant plus élevée que la matière versée dans le moule est à une température plus élevée. On refroidit la surface libre dela matière à verser dans le moule par échange de chaleur direct avec du gaz refroidi. On peut utiliser tout gaz qui ne réagit pas avec la matière versée. Le plus généralement, on utilise simplement de l'air. On envoie l'air par le conduit 5 dans l'espace compris entre les deux tubes concentriques 3 et 4. L'air est refroidi par l'agent réfrigérant qui circule à l'intérieur du tube 3. Il sort latéralement de la rampe formée par les deux tubes 3 et 4 par le perçage 6 et le gicleur 7. Il est projeté à la surface de la matière versée dans le moule et la refroidit énergiquement. La température de l'air de refroidissement est généralement comprise entre - 5 C et + 5 C environ et notamment entre - 2 C et + 2 C. On maintient la matière versée dans le moule jusqu'à ce qutil se forme une crotte continue par solidification sur toute la surface en contact avec le moule et sur la surface libre de la matière versée. Cette crotte emprisonne de la matière encore à l'état liquide, et est suffisamment résistante pour que cette matière encore à l'état liquide ne puisse s'échapper de l'intérieur de l'ébauche ainsi constituée en rompant la crotte. Pour un débit d'sir allant delOT å 50N1/mnet mieux aRsnt delONl/mn à 20Nl/mn on a obtenu d'excellents résultats pour refroidir une masse de matière versée cylindrique de 25 mm de diamètre et de 8 cm de long en maintenant la matière versée dans le moule pendant des durées allant de 50 secondes à 120 secondes et mieux de 60 à 90 secondes suivant la nature et h température de la matière versée. La température de la croûte est alors com prise entre 15 et 400C environ. Le trcisième stade du procédé suivant l'invention consiste à refroidir l'ébauche pour la solidifier entièrement en le bSton- net recherché. On effectue habituellement ce stade en jetant l'ébauche dans un bac de réfrigérant et en l'y laissant séjourner suffisamment pour que son coeur se solidifie. Les exemples suivants illustrent l'invention : Dans tous ces exemples on fabrique des bâtonnets de colle ayant un diamètre de 25 mm et une longueur de 8 cm. Exemple 1 : on verse dans le moule représenté au dessin le volume de colle nécessaire pour le remplir ayant la composition suivante ~ 30 % de résine de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle connu sous la marque Elvax 150 dont la viscosité à 300C (0,25 % en poids dans le toluène) est de 0t78, 40 % d'ester de colophane et 30 % de cire. La température initiale de la matière versée est de 160 C.Les pourcentages sont exprvilés en poids. Dans la double enveloppe du moule on fait circuler de lleau additionnée de glycol dont la température à l'entrée est de - 90C et à la sortie de - 70C. On envoie de l'air comprimé à température ambiante par le conduit 5. Cet air est refroidi à l2 C lorsqu'il sort par le gicleur 7. On maintient la matière dans le moule pendant 60 secondes. On éjecte ensuite ltébauche formée grace au piston 13. On la jette dans un bac d'eau et on la laisse se refroidir pendant une heure. Le batonnet ainsi obtenu y est entièrement durci même à coeur comme en témoigne la découpe d'un échantillon. Il est placé dans le magasin d'approvisionnement d'un appareil distributeur de colle. On ne constate aucune éclaboussure lorsque l'on fait fonctionner ce pistolet. Ceci montre que l'eau du bac de refroidissement ne s'est pas infiltrée à l'intérieur de l'ébauche. Exemple 2 : on reprend l'exemple 1 si ce n1 est que la matière versée comporte 80 % de polyamide fourni sous le nom de Versamide et 20 % d'ester de colophane modifiée. La température de l'air de refroidissement et de l'agent réfrigérant sont les mêmes qu'à llexemple 1 ainsi que leurs débits respectifs qui sont de 15NlkneLde 21 par mn. Mais la température à laquelle la matière est versée est de l500C, tandis que cette matière est laissée dans le moule pendant 80 secondes. On obtient des résultats semblables à ceux mentionnés à l'exemple 1. Exemple : onExemple reprend l'exemple 1 si ce n'est qu'on rem- place la matière verse par une matière ayant la composition suivante : Résine de copolymère d'acétate de vinyle et d'ethylène 40 % Paraffine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 % on obtint des résultats szmblables. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un bâtonnet de matière,exemp- te de substance étrangère, dans lequel on verse de la matière fondue par l'ouverture d'un moule à la forme du batonnet, on refroidit les parois du moule et la surface libre de la matière versée dans le moule jusqu'à ce qu'une crotte continue de la matière se forme par solidification sur toute la surface de la matière et emprisonne de la matière encore à l'état fondu, on art du modE lteSsu- che ainsi obtenue, et on la refroidit pour la solidifia: entRtenent en le batonnet > caractérisé en ce qu'on refroidit la surface libre par échange de chaleur direct avec du gaz refroidi. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit la surface libre par un jet de gaz refroidi dirigé suivant l'axe du moule. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare le gaz refroidi en refroidissant du gaz par échange de chaleur indirect avec l'agent d'échange thermique qui sert à refroidir les parois du moule. 4 - Machine pour la fabrication d'un bâtonnet de matière comportant un moule à parois refroidies par un circuit d'agent réfrigérant, caractériSe en ce qu'il comprend un dispositif pour envoyer du gaz refroidi sur l'ouverture du moule. 5 - Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le circuit d'agent réfrigérant échange de la chaleur avec le dispositif d'envoi de gaz refroidi. 6 - Machine suivant les revendications 4 et 5 prises en semble, comprenant une série de moules, caractérisée en ce que le dispositif d'envoi de gaz comprend une rampe, s'étendant au-dessus des moules et dont les orifices de sortie latérale sont en regard des ouvertures des moules, et un conduit interne qui passe dans la rampe et qui fait partie du circuit de l'agent réfrigérant. 7 - Un batennet en une mstière-adhésive entièrement anhydre, caractérisé en ce que l'une de ses extrémités affecte la forme d'un ménisque