Brevet FR2507534A1 — publié le 19821217

La présente invention est relative à une disposition de commande de pression par modification volumétrique pour la fabrica- tion de polymères, qui comporte, quant à sa fonction spécifique, des caractéristiques essentielles de nouveauté et d'efficacité assurant des avantages notables sur ce qui est connu jusqu'ici dans ce domaine. Les dispositions et procédés que l'on utilise dans la fabrication de polymères alvéolaires flexibles moulés à base de po- lyuréthanne présentent certaines difficultés en ce qui concerne l'obtention d'un produit final de caractéristiques optimales, étant donne qu'il faut considérer comme un problème à résoudre la commande des pressions conformément aux calculs nécessaires pour obtenir le niveau de moussage désiré compte tenu de la densité moléculaire, de la grandeur des alvéoles, du degré de dureté ou d'autres qualités de la matière alvéolaire voulue, ce qui a pour conséquence que l'évalua- tion de ces questions exige un ensemble de dispositifs qui Jouent leur rôle avec l'exactitude voulue et qui sont contenus essentielle- ment dans la disposition décrite ci-après - De façon déjà connue, la raison fondamentale de la diffi- culté de commande mentionnée était due à la sortie libre des gaz dé- gagés par le moussage en fonction de l'activité des constituants chimiques du mélange et c'est précisément à cette circonstance que l'invention vise à remédier, de manière à obtenir à tout moment la précision nécessaire conformément aux paramètres établis et, par conséquent, les caractéristiques finales du produit. La disposition proposée consiste en premier lieu à accou- pler convenablement à chaque moule à utiliser un surmoule fixé de manière à couvrir la surface o sont situés les orifices de communi- cation pour la sortie ou l'entrée de gaz, selon ce qui convient à la commande de la pression intérieure qui règne dans les cavités du mou- le et du contre-moule Ces deux éléments complémentaires seront fer- més entre eux hermétiquement grâce à des moyens d'ajustement à pres- sion calculés avec une large marge de résistance pour qu'ils jouent leur rôle sans défaillances possibles, étant donné que l'un des fac- teurs dont il faut tenir compte dans la fabrication de polyuréthanne alvéolaire consiste à tirer un parti maximal du produit initial du mélange ou de la matière première qui constitue celui-ci. Pour que ladite commande de pressions soit efficace et 2 2507534 que tout le processus de fabrication du polyuréthanne alvéolaire réponde aux calculs prédéterminés, le surmoule mentionné sera muni d'un instrument indicateur de pression correspondant et d'un dis- positif régulateur de pression, préalablement gradué pour laisser échapper s'il y a lieu l'excès de pression non désiré, afin que pendant le processus de moussage on atteigne les niveaux d'expan- sion et les qualités prévus Le dispositif régulateur de pression sera logiquement formé d'une valve anti-retour réglable qui permet seulement la sortie des gaz jusqu'au degré de pression fixé et se ferme à ce moment précis. Un autre dispositif prévu en outre, comme élément desti- né à effectuer conjointement la commande constante de la pression compte tenu de la température intérieure pour que le processus de moussage s'effectue conformément aux plans pré-établis, est formé d'une valve à double sens qui peut coopérer à la normalisation des conditions intérieures optimales dans le moule et le surmoule. Pour le déroulement du processus de moussage, une fois le mélange déposé dans le moule, on ferme celui-ci hermétiquement par le surmoule, après quoi on ouvre une valve installée dans un élément qui fait communiquer l'espace intérieur du surmoule avec la chambre cylindrique d'un piston qui constitue un agrandissement rè- glable de la chambre d'expansion représentée par le surmoule lui- même et dans lequel on pourra créer préalablement la pression ou le vide nécessaire, soit grâce au fonctionnement du piston soi t à l'aide d'une pompe aspirante et foulante, afin de régler la pression prévue dans les cavités du moule et du surmoule pour arriver à ce que les caractéristiques de la matière alvéolaire répondent aux plans pré- établis. Si pendant le processus de moussage il était désirable d'augmenter la pression dans le moule et le surmoule, on ferait avancer le piston, la valve étant ouverte comme dans le cas du pa- ragraphe précédent, en comprimant ainsi les gaz qui se trouvent dans les cavités respectives puisque l'espace qu'ils occupent se réduit. Si au contraire, avec la même position ouverte de la valve, il devient nécessaire de réaliser un agrandissement de la chambre d'expansion afin de diminuer la pression, il sera suffisant d'inverser le fonctionnement du piston mentionné en le faisant alors reculer pour faciliter l'expansion nécessaire des gaz. La valve mentionnée étant en position fermée, on peut disposer la chambre cylindrique du piston pour un accroissement préalable de pression, cet accroissement étant obtenu par une im- pulsion d'avancement imprimée au piston et, dans le cas o il est nécessaire d'utiliser une plus grande pression dans la chambre com- mune du moule et du surmoule, il sera suffisant d'ouvrir la valve pour que la pression accumulée dans le cylindre du piston se répar- tisse également dans les moules cités, le processus d'expansion de la mousse étant ainsi commandé. Egalement et par un procédé analogue, on peut obtenir un vide préalable dans la chambre cylindrique du piston en imprimant à celui-ci un mouvement de recul pour le cas o il est nécessaire d'ef- fectuer une diminution dans la chambre commune mentionnée du moule et du surmoule, opération dans laquelle il sera également suffisant d'ouvrir la valve pour que les gaz tendent à occuper aussi le vide mentionné-du cylindre du piston, de sorte que la pression de la chambre mentionnée diminue. Si le mouvement d'avance du cylindre du piston n'est pas suffisant pour obtenir une charge de pression préalable à utiliser seulement lorsque c'est nécessaire, on peut augmenter celle-ci effi- cacement à l'aide d'une pompe aspirante et foulante prévue à cet effet comme dispositif auxiliaire qui permet de disposer du niveau de pression approprié, ladite pompe aspirante et foulante communi- quant à cet effet avec la chambre cylindrique du piston à travers la base circulaire antérieure. Pour la même raison, si l'on a besoin de disposer d'une augmentation de vide préalable mentionné plus haut, on peut également l'obtenir en mettant en action la pompe aspirante et foulante dans l E sens d'aspiration et dans l'un quelconque de ces deux cas il suffit d'ouvrir ensuite la valve pour que la pression augmente ou diminue dans la chambre formée par le moule et le surmoule. Evidemment, une commande appropriée de la pression est fondamentale et conseillée pour obtenir les qualités mentionnées plus haut pendant le processus de moussage, telles que la densité molécu- laire, la grandeur des alvéoles, le degré de dureté et d'autres qua- lités qui peuvent avoir un intérêt compte tenu du destin du bloc alvéolaire désiré et, par conséquent, avec les moyens décrits, on peut commander ces qualités et les adapter aux exigences de la fonc- tion de la matière alvéolaire une fois solidifiée qui, dans chaque cas concret, réunira les différentes caractéristiques connues exi- gées par son application. Il est évident qu'en incluant le surmoule à fermeture hermétique, il est possible de commander avec précision le proces- sus de moussage, y compris en accélérant ou en ralentissant à vo- lonté l'expansion de la mousse qui atteint peu à peu la totalité de la surface des parois du moule, formant ainsi à leur contact une peau fine, ce qui est également règlable sous l'effet de la pres- sion des gaz contenus dans la chambre sous pression, convenablement commandés par l'action des dispositifs que l'on a décrits. La description détaillée ci-après se réfère à la figure annexée qui représente schématiquement un mode d'exécution de la disposition mentionnée, à titre d'exemple et sans caractère limita- tif, étant donné que la pratique peut conseiller toute modification minime sans toucher à l'essence de l'invention. La figure montre en coupe le moule 1 dans la chambre 2 duquel on dépose le mélange pour le déroulement du processus de mous-. sage, les orifices 3 du couvercle ou paroi supérieure, prévus pour l'entrée ou la sortie de gaz de l'une à l'autre enceinte, afin d'obte- nir le degré de pression approprié, le surmoule 4 ajusté hermétique- ment au moule pour la réalisation et la commande du processus de mise sous pression au moyen de la chambre 5 et dans lequel on a prévu com- me appareil de mesure le manomètre nécessaire 6, le dispositif de régulation 7 avec possibilité d'étalonnage préalable pour supporter la pression maximale prévue; un autre dispositif accouplé au sur- moule et désigné par 8 assume la fonction décrite qui est de permet- tre en outre une commande constante de la pression compte tenu de la température intérieure; le conduit 9 qui communique, par l'intermé- diaire de la valve 10, avec le cylindre 11 du piston, dans la chambre 12 duquel peut être établie une pression déterminée, créée de la fa- çon décrite, de sorte que lorsqu'on ouvre la valve, cette pression se communique à la chambre du contre-moule 5, et, par conséquent, au moule 2 de moussage à travers les orifices de communication 3. Si la pression générale obtenue est satisfaisante, le pro- cessus de moussage se réalisera sans autres opérations, mais si l'on désirait une pression supérieure ou inférieure, on l'augmenterait ou on la diminuerait grâce à l'action du piston 13, à travers la chambre 2507534 12 du cylindre 11 et, en outre, à l'aide de la pompe aspirante et foulante 14. De la description qui précède, on déduira facilement que le but poursuivi est atteint avec une précision absolue, étant don- né que l'on a prévu à cet effet tous les éléments indispensables au fonctionnement correct de l'ensemble et au déroulement du processus de moussage et à l'obtention des caractéristiques pré-établies du bloc de polyuréthanne alvéolaire solidifié. 6 2507534 REVENDICATIONS 1 Disposition de commande de pressions par modification volumétrique pour la fabrication de polymères, caractérisée par le fait qu'à chaque moule à utiliser est accouplé un surmoule couvrant facultativement toute la surface du couvercle ou paroi supérieure du moule dans laquelle sont situés les orifices de communication pour la sortie ou l'entrée de gaz. 2 Disposition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le surmoule est ajusté hermétiquement au moule par des moyens qui le ferment par pression et qui sont calculés avec une large marge de résistance, de manière à assurer son fonctionnement sans défaillance possible, le but primordial étant de tirer parti des gaz formés et/ou incorporés. 3 Disposition selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le moule et le surmoule mentionnés cons- tituent une chambre commune qui, en vertu de sa fermeture hermétique, permet d'obtenir à l'intérieur le degré de pression approprié pour commander à tout moment le processus de moussage des polymères. 4 Disposition selon l'une des revendications 1 à 3, ca- ractérisée par le fait que, pour que la commande soit efficace et que tout le processus d'obtention du polyuréthanne alvéolaire réponde fidèlement aux calculs effectués, le surmoule est muni d'un manomètre indiquant la pression intérieure atteinte. Disposition selon l'une des revendications 1 à 4, ca- ractérisée par le fait que, pour que la pression ne dépasse à aucun moment celle qui est calculée dans le processus de fabrication, le surmoule est également muni d'un dispositif régulateur formé d'une valve anti-retour pouvant être règlée préalablement à volonté, de façon qu'elle agisse à la pression prévue, laissant échapper automa- tiquement l'excès de pression accumulé pendant le moussage du mélange et constituant par conséquent un dispositif de sécurité. 6 Disposition selon l'une des revendications 1 à 5, ca- ractérisée par le fait qu'un autre dispositif, tendant à effectuer conjointement la commande constante de la pression compte tenu de la température intérieure de la chambre sous pression, est formé d'une valve à double sens qui coopère efficacement à la normalisation des conditions physiques dans le moule et le contre-moule, et par la- quelle on peut introduire éventuellement des gaz à la température désirée pour assurer que le processus de moussage se déroule sans 7 2507534 incidents et suive à chaque instant les phases de sa planification. 7 Disposition selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'une fois le surmoule fermé, le maintien de la pression calculée, par augmentation naturelle du volume de gaz préréglé, est assuré à l'aide d'un piston relié au surmoule par un conduit dans lequel est installée une valve qui, en pareil-cas, est maintenue ouverte de façon que la pression de la chambre commune de moule et de surmoule soit égale dans le cylindre du piston qui se comporte comme un agrandissement de la chambre d'expansion de gaz. 8 Disposition selon l'une des revendications 1 à 7, ca- ractérisée par le fait que lorsque la valve est maintenue ouverte, et afin de commander convenablement le déroulement du processus de moussage avec une augmentation de pression par diminution du volume des gaz, le piston agit par un mouvement d'avance, comprimant les gaz et atteignant ainsi le but poursuivi. 9 Disposition selon l'une des revendications 1 à 8, ca- ractérisée par le fait que lorsque la valve est dans une position identique d'ouverture, on peut réaliser une diminution de pression par augmentation du volume des gaz pendant le processus de moussage en actionnant le piston en sens inverse, c'est-à-dire dans le sens du recul. Disposition selon l'une des revendications 1 à 9, ca- ractérisée par le fait que lorsque la valve est en position de ferme- ture, on peut prévoir, pour l'utiliser si nécessaire, un accroisse- ment de pression dans le cylindre du piston, par une avance du pistox de sorte qu'il suffirait d'ouvrir la valve pour que cette augmenta- tion de pression s'établisse dans la chambre commune du moule et du surmoule. 11 Disposition selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que par un procédé analogue, on peut obte- nir un vide préalable dans le cylindre du piston en faisant reculer la pression, ce qui fait que, s'il est nécessaire de diminuer la pression dans la chambre commune mentionnée, il suffit d'ouvrir la valve pour que les gaz tendent à occuper immédiatement le vide men- tionné du cylindre. 12 Disposition selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que l'accroissement préalable de pression mentionné à la revendication 10 peut être obtenu à l'aide d'une pompé aspirante et foulante prévue à cet effet comme élément auxiliaire permettant de disposer de la pression suffisante à appliquer dans chaque cas. 13 Disposition selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que le vide préalable mentionné à la re- vendication 11 peut aussi être augmenté au moyen de la pompe aspi- rante et foulante mentionnée à la revendication 12, par simple in- version de son sens de fonctionnement. 14 Disposition selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait qu'elle est utilisée pour assurer une com- mande appropriée de la pression qui permet d'obtenir directement, dans le processus de moussage, les qualités que le bloc de polyu- réthanne alvéolaire à obtenir doit présenter en fonction de son utilisation ultérieure, notamment la grandeur des alvéoles, le de- gré de dureté ou d'autres qualités recherchées. Disposition selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée par le fait que l'on utilise le surmoule à fermeture hermétique non seulement pour commander avec précision le processus de moussage, mais également pour retarder ou accélérer à volonté l'expansion de la mousse en fonction des caractéristiques recherchées pour le matériau alvéolaire, tandis qu'on modifie en même temps le temps du durcissement du produit final par le jeu du binôme pression/ température. 16 Disposition selon l'une des revendications i à 15, caractérisée par le fait que pendant l'expansion de la mousse, celle- ci atteint peu à peu la totalité des surfaces des parois du moule et qu'il se forme normalement, au moment voulu, une peau fine au con- tact de ces surfaces, ce processus étant également réglable par l'ef- fet qu'exerce la pression des gaz introduits pendant la phase de mise sous pression, convenablement commandés par les dispositifs mentionnés.