Brevet FR2392801A1 — publié le 19781229

L'invention concerne un dispositif d'amélioration de la répartition des colorants dans des matières thermoplastiques telles que le polyéthylène de haute densité, le polypropylène, les polyamides, etc... additionnées éventuellement d'un agent d'expansion, situé entre une presse d'injection à vis et un moule, constitué d'une chambre de mélange comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie. On sait que la coloration dite 'a sec" donne de bons résultats avec des résines de polyéthylène basse densité ou de polystyrène mais des mauvais résultats avec des résines de polyéthylène haute densité, polypropylene, polyamides, etc... , le colorant étant mal dispersé et laissant apparaître au moulage des trainées incontrolables et inesthétiques. On a déjà tenté de remédier à ce défaut de dispersion à l'aide de moyens de type statique tels que des plaques perforées de plusieurs orifices ou l'emploi de torpilles comportant des joins disposés en quinconce. Il a aussi été proposé d'utiliser ce que l'on appelle un venturi sphérique constitué de deux blocs de section carrée contenant chacun une demi-sphere usinée en creux au sommet de laquelle débouche un orifice calibré. La réunion des deux blocs délimite donc une chambre sphérique pourvue d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie. Cette chambre est située entre la presse à vis et le moule et le passage de la matière à injecter à travers elle opère une amélioration de l'homogénéisation. L'expérience montre toutefois que l'effet d'homogénéisation est dans de nombreux cas tout à fait insuffisant. Le but de l'invention est de créer un dispositif simple et peu coûteux qui remédie aux inconvénients de ceux exposés dans l'art antérieur. A cet effet l'invention concerne un dispositif d'amélioration de la répartition des colorants dans des matières thermoplastiques telles que le polyéthylène de haute densité, le polypropylène, les polyamides, etc... additionnées éventuellement d'un agent d'expansion, situé entre une presse d'injection à vis et un moule, constitué d'une chambre de mélange comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, caractérisé en ce que l'on remplace l'orifice d'entrée dans la chambre de mélange par deux ou plus de deux orifices d'entrée. Suivant une caractéristique de l'invention les orifices d'entrée sont disposés symétriquement autour de l'axe de la chambre coïncidant avec l'axe de l'écoulement des matières thermoplastiques dans la chambre de mélange. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, les orifices d'entrée débouchent chacun au sommet d'une calotte sphérique, le cercle de base de ces calottes étant tangent intérieurement au cercle de base de la calotte sphérique comportant elle-même à son sommet l'orifice de sortie de la chambre de mémange-ou l'on peut encore prévoir que les orifices d'entrée débouchent tous sur une ligne sommitale d'une chambre hémitorique dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre du cercle de base de la partie de la chambre contenant l'orifice de sortie. Les pièces injectées en utilisant ce dispositif presentent alors une parfaite homogénéité de coloration. Bien que l'on ne puisse complètement expliquer comment cet effet est obtenu, il est permis de supposer que grace à la division du flux d'arrivée en plusieurs flux, on capte la matière à injecter en des points où les concentrationsen colorants sont susceptibles d'être différentes à cause des défauts de dispersion et l'on remédie à ce défaut en rassemblant ces flux en un seul. On peut cependant aussi penser que la répartition des vitesses entre les différentes veines du flux joue un rôle important dans l'obtention d'une parfaite dispersion des colorants dans les matières thermoplastiques. L'invention sera mieux comprise en se référant aux dessins joints représentant de façon non limitative des modes de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels La figure l est une vue latérale en coupe d'un dispositif d'homogénéisation suivant l'art antérieur, La figure 2 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, La figure 3 est une vue en coupe de ce dispositif suivant la ligne III - III de la figure 2, La figure 4 est une vue de dessous de la partie antérieure d'un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, La figure 5 est une vue en coupe de ce dispositif suivant les lignes IV - IV des figures 4 et 6, et La figure 6 est une vue de dessus de la partie postérieure du dispositif des figures 4 et 5. Sur la figure 1, le bloc d'homogénéisation suivant l'art antérieur possède une partie antérieure l et une partie postérieure 2 comportant respectivement des orifices d'entrée et de sortie 3 et 4. La réunion des deux parties délimite une chambre sphérique de mélange 5. La matière à injecter pénètre dans cette chambre 5 dans le sens indiqué par la flèche 6. Ce bloc est logé dans un manchon 7 solidaire de la presse à vis d'une part et d'un moule d'autre part. Les figures 2 et 3 représentent la partie antérieure 7 d'un bloc d'homogénéisation remplaçant la partie antérieure l du bloc précédemment décrit. Cette pièce 7 est creusée de trois calottes sphériques 8 au sommet desquelles débouchent chaque fois un orifice d'entrée 9. La longueur de cet orifice est réduite dans la mesure souhaitée par le fraisage 10. La pièce 7 estaccolée à une pièce 2 inchangée. La dimension et la position de ces calottes 8 sont telles que leur cercle de base est tangent intérieurement au cercle de base de l'hémisphère pratiqué dans la pièce 2. Les figures 4, 5 et 6 représentent un bloc d'homogénéisation de conception quelque peu différente. La partie antérieure il comporte une calotte torique 12 dans laquelle débouchent quatre orifices 13. IL est à noter que la partie centrale solide 14 contribuant à délimiter la chambre hémitorique 12 peut dépasser du plan d'assemblage de la pièce 11 et de la pièce postérieure 15. Cette dernière est également creusée d'une calotte sphérique 16 dont la hauteur peut être sensiblement inférieure à la hauteur d'un hémisphère de même rayon.Comme précédemment, les longueurs des orifices d'entrée 13 et de.l'orifice de sortie 17 sont limitées par des fraisages 18 et 19. L'expérience montre que le dispositif suivant l'invention ne cause aucune stagnation de la matière plastique. On s'en assure facilement en faisant succéder par exemple un lot non coloré à un lot coloré de matière à injecter. La disparition du colorant téitoignant,de la qualité du rinçage de la chambre, est extrêmement rapide. Bien entendu, l'invention n'est pas limitéeaux modes de réalisation ci-dessus et l'on peut notamment faire varier les hauteurs des calottes ou de la chambre hémitorique ou de la pièce sphérique ainsi que le nombre d'orifices d'entrée sans sortir pour autant du cadre de l'invention. L'expérience montre toutefois qu'il est préférable que le nombre de ces orifices soit compris entre 2 et 8, de préférence entre 3 et 6. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'amélioration de la répartition des colorants dans des matières thermoplastiques telles que le polyéthy lène de haute densité, le polypropylène, les polyamides etc... additionnées éventuellement d'un agent d'expansion, situé entre une presse d'injection à vis et un moule, constitué d'une chambre de mélange comportant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, caractérisé en ce que l'on remplace l'orifice d'entrée dans la chambre de mélange par deux ou plus de deux orifices d'entrée. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'entrée sont disposés symétriquement autour de l'axe de la chambre coïncidant avec l'axe de l'écoulement des ma tières thermoplastiques dans la chambre de mélange. 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'entrée débouchant chacun au sommet d'une calotte sphérique, le cercle de base de ces calottes étant tangent intérieurement au cercle de base de la calotte sphérique com portant elle-même à son sommet l'orifice de sortie de la chambre de mélange. 4 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices d'entrée débouchent tous sur la ligne sommitale d'une chambre hémitorique dont le diamètre extérieur est sensi blement égal au diamètre du cercle de base de la partie de la chambre contenant l'orifice de sortie. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le nombre des orifices est compris entre 2 et 8, de préférence entre 3 et 6.