Brevet FR2543483A1 — publié le 19841005

z 483 Le polypropylène est une résine cristalline, et une perle utilisée pour le moulage est blanche et à l'état de cristal La température à laquelle on peut mou- ler le polypropylène est dans un intervalle allant de 1900 à 260 'C, et il est souhaitable que lorsqu'on moule des articles creux comme des bouteilles par un procéd é de soufflage, de moulage par injection, etc, la tempé- rature soit fixée à un niveau aussi élevé que possible. Dans le moulaqe par soufflage ou le moulage par injection, comme on moule immédiatement par soufflage une paraison moulée en un article creux, les articles creux que l'on obtient ainsi ont tous une transparence détériorée et blanchissent. Pour rendre transparent cet article creux en poly- propylène opaque, on utilise un moulage par soufflage avec étirement biaxial généralement effectué pour obtenir un article creux transparent de teréphtalate de polyéthylène. Cependant, lorsqu'on effectue le moulage d'un article creux en polypropylène par un moulage par soufflage avec étirement biaxial pour mouler par souf- flage avec étirement continu un article creux à partir du moulage par injection d'une paraison, c'est-à-dire un moyen qui est généralement appelé "système à paraison chaude", même si l'on ajuste la température de la parai- son au niveau le plus approprié pour le moulage, la pa- raison est vraisemblablement endommagée pendant le pro - cessus de moulage par soufflage avec étirement, et même si l'on doit obtenir un article creux, l'article creux a une épaisseur de paroi inégale et une transpa- rence irrégulière, et l'on ne réussit donc pas à obte- nir des articles creux acceptables. Il est dit que la non transparence de l'article creux décrite ci-dessus provient d'un cristal produit au cours du traitement de la résine entre sa fusion et son refroidissement, et il apparaît une différence de transparence à cause de la dimension et de l'importance de la matière cristalline dans la matière amorphe. Ainsi, si le procédé à partir du moulage par injection d'une paraison jusqu'au moulage par soufflage avec étirement d'un article creux est conduit dans une pé- riode de temps extrêmement courte, on peut obtenir un article creux qui a une transparence excellente et une épaisseur de paroi uniforme Cependant, les appareils généralement employés à l'heure actuelle ne peuvent y parvenir, et l'on n'a pas encore obtenu un article creux de polypropylène, qui soit transparent, possède un éclat et une épaisseur de paroi uniforme, par orientation biaxiale. L'invention a pour objet de mouler, par un moulage par soufflage avec étirement biaxial, un article creux comme une belle bouteille de polypropylène qui est transparente et possède de l'éclat et une épaisseur de paroi uniforme dans son ensemble. L'invention a également pour objet de fournir un procédé pour mouler par soufflage avec étirement bi- axial du polypropylène, que l'on peut facilement mouler par un appareil utilisé pour mouler par soufflage avec étirement par injection du téréphtalate de polyéthylène, etc. Pour atteindre les objets décrits cidessus, l'invention se caractérise en ce qu'on mélange pleine- ment du polypropylène plastifié dans un cylindre d'in- jection avant de le verser dans un moule, en ce qu'on moule une paraison dans l'état o la matière cristal- line dans le polypropylène fondu est entièrement enlevée, en ce qu'on libère la paraison tandis qu'elle est à la température la plus élevée possible, en ce qu'on règle la température de la paraison par un dispositif de régulation de température du type échange de chaleur, et en ce qu'on moule par soufflage avec étirement la paraison de température ainsi réglée dans un moule par soufflage pour obtenir un article creux transparent à extension biaxiale souhaitée. Généralement, lorsqu'on moule une paraison, on plastifie une-perle par rotation d'une vis d'injection dans un cylindre d'injection chauffé, et on verse dans le moule une matière fondue introduit à l'extrémité de la vis d'injection grâce au mouvement vers l'avant de la vis d'injection Le moulage par injection normal est conçu de manière que la perle soit complètement fondue par la rotation de la vis d'injection, grâce à quoi la perle est complètement fondue lorsque l'in- troduction est terminée, le traitement détaillé n'étant pas entrepris avant que l'on atteigne l'état de fusion. Une résine cristalline comme le polypropylène comporte une matière amorphe et une matière cristalline selon le degré de fusion, et même si le moulage par inejction de la paraison est possible à réaliser grâce à sa plastification par la vis d'injection, on trouve quelquefois une matière cristalline On a trouvé qu'aussi longtemps que le polypropylène fondu se compose d'une matière amorphe et d'une matière cristalline, on ne peut obtenir un article creux d'orientation biaxiale qui soit transparent et ait de l'éclat en étirant et en soufflant une paraison. 5434 R 3 Il semble que la matière introduite à l'extrémité de la vis d'injection ait des irrégularités de tempé- rature même si elle est toujours à l'état fondu Cette irrégularité de température se produit encore lorsque la matière fondue est versée dans le moule, ce qui est une des cause de l'irrégularité de température dans la paraison On peut corriger de manière uniforme l'irré- gularité de température de la paraison par le réglage de température qui est effectué avant le moulage par soufflage avec extension Cependant cette correction peut être faite pour les irrégularités externes de température résultant du refroidissement du moule, et il est difficile, en réglant la température pendant une courte durée, de régulariser les irrégularités inter- nes de température déjà présentes avant le moulage de la paraison Les irrégularités de température mention- nées ci-dessus amènent une différence dans la vitesse de refroidissement de la paraison lorsque le moulage par soufflage avec étirement se produit pour former une partie qui est facile à étirer et une partie qui est difficile à étirer, à la suite de quoi l'article est endommagé et des irrégularités de transparence apparaissent. Selon l'invention, le moulage par injection d'une paraison s'effectue après que le polyprocylène ait été pleinement mélangé Le "mélange" mentionné ici signifie qu'on mélange une matière amorphe et une matière cristalline de polypropylène fondu par rota- tion d'une vis d'injection Ceci enlève la matière cristalline et en même temps rend la température uni- fore et supprime l'irrégularité de la température in- terne de la paraison En fait, on mesure les tempéra- ture d'une paraison moulée après que le mélange ait été effectué et d'une paraison normalement moulée, et il s'ensuit que la première paraison est moins irrégulière de température que la seconde, et a une meilleure transparence qu'elle, la seconde étant maté- riellement blanchie par comparaison avec la première. Selon l'invention, lorsqu'on moule une paraison, on raccourcit autant que possible la durée d'injection et la durée de refroidissement pour former de minces pellicules sur les surfaces interne et externe de la paraison, et on ne procède au refroidissement que dans la mesure permettant de libérer la paraison du moule. La paraison immédiatement enlevée du moule est cristallisée en une mince couche pelliculaire sur ses surfaces interne et externe et blanchie légèrement. Cependant, il reste à l'intérieur de la paraison une fraction à haute température de la matière amorphe, et les minces pellicules des surfaces interne et externe fondent grâce à la quantité de chaleur ainsi conservée, et rapidement la paraison accroit graduelle- ment sa transparence et devient transparente. On ajuste la température d'une paraison chaude libérée du moule à une température de moulage par le dispositif de régulation de température du type à échan- qe de chaleur Ce réglage de température s'effectue par le moyen décrit dans le procédé de réglage de la température d'une paraison (demande de brevet américain n' 516 768) antérieurement inventé par la demanderesse. La paraison qui subit une régulation de température est dilatée dans un élément de réglage de température auquel on donne une forme plus grande que la surface extérieure de la paraison, et on comprime la surface externe de la paraison et la surface interne de l'élément de réglage de température et on les amène en contact étroit l'une avec l'autre pour régler la température de la paraison à la température de moulage par soufflage avec étirement On étend axialement la paraison jusqu'à la dimension requise avant la dila- tation mentionnée ci-dessus, et ledit réglage de tempé- rature s'effectue au moment o la paraison fait re- trait lorsqu'on supprime ladite pression sur la paraison. Pour assurer un étirement et une dilatation suffisants, la surface interne de l'élément de ré- glage de température est formée de manière à être plus grande que la surface externe de la paraison. Cependant, si la différence entre lesdites surfaces interne et externe est trop grande, la longueur et le diamètre de la paraison s'accroissent, et l'accrois- sement d'étirement et de dilatation au moment du moulage par soufflage avec étirement diminue, échouant ainsi à réaliser de manière suffisante l'orientation biaxiale. Il y a donc une limite de l'extension et de la dilatation au moment du réglage de la température, et les rapports de surface sont de préférence 1,4 à 2. On effectue ledit étirement de paraison en insé- rant un bâton d'étirement dans la paraison, et la di- lation s'effectue en soufflant de l'air Grâce à l'éti- rement et au soufflage, la surface externe de la pa- raison vient en contact étroit avec la surface interne de l'élément de réglage de température pour réaliser un échange de chaleur immédiat, période pendant laquelle on continue d'appliquer la pression. La durée nécessaire pour ce réglage de tempéra- ture se situe de préférence dans la durée pendant - laquelle la paraison atteint sa température de moulage par soufflage avec étirement et la pression interne est enlevée; la paraison fait retrait Ce retrait affecte grandement la paraison Comme l'épaisseur de la paroi de la-paraison s'accroit dans son ensemble à cause du retrait, et l'équilibjrage de la chaleur est effectué pendant sa variation, la température de la paraison est rendue uniforme et, simultanément, la tension résiduelle générée au moment du moulage par injection disparaît En outre, la paraison, la pression interne étant supprimées, est déplacée de la surface interne de l'élément de réglage de température, ce qui arrête ainsi automatiquement le réglage de la température. On étend axialement de façon immédiate la paraison de température ainsi réglée grâce à un bâton dans un moule par soufflage et on dilate en soufflant de l'air, puis on refroidit rapidement la paraison, et le produit moulé devient un produit qui a une excellente transpa- rence. Les exemples ci-dessous décrivent en détail l'invention Le moulage est effectué ici avec une machine de moulage par soufflage par injection décrite dans le brevet américain n' 4 105 391. Exemple 1 On-chauffe une perle de polypropylène, on la fond et on la mélange pleinement par rotation d'une vis d'injection dans un cylindre d'injection chauffé à 220 C, puis on verse dans un moule refroidi à une tem- pérature de 12 à 15 C pour mouler une paraison chaude possédant un fond et ayant les dimensions suivantes: Polypropylène Mitsubishi Chemical Industries, Ltd 6200 E Indice d'écoulement au fondu: 1,7 g/10 minutes. Densité: 0,897 g/cm 3 Pf: 140 C. Dimensions de la paraison: Diamètre externe: 22 mm, diamètre interne: 15 mm, épaisseur de la paroi: 3,5 mm, longueur globale: 128 mm, longueur en-dessous du goulot: 110 mm. On enlève ladite paraison chaude du moule tandis qu'elle est à la température aussi élevée que possible, à l'état libérable, et on la transfère dans le dispo- sitif de réglage de température du type à echange de chaleur aux fins de réglage immédiat de la température. Dans ce cas, la température de la paraison chaude est de 100 à 103 C, et le réglage de la température s'effectue dans les conditions suivantes: Moule de réglage de température Diamètre interne: 36 mm Profondeur: 137 mm Température: 120 a 1300 C Durée: 6 à 7 secondes Pression d'air: 1 à 2 k/cm 22 Pression d'air: 1 à 2 kg/cm On effectue le réglage de température tout d'abord en insérant le bâton d'étirement dans la parai- son chaude, en étirant axialement la paraison chaude vers la surface du fond dans le moule de réglage de température, en soufflant de l'air dans la paraison chaude pour étendre cette dernière, et en amenant la surface externe de la paraison chaude en contact étroit avec la surface interne du moule de réglage de température. On complète le réglage de température par le retrait de la paraison qui se produit lorsqu'on retire le bâton d'étirement qui comprime la paraison et la pression d'air. Dimension de la paraison à température réglée: Diamètre externe: 31 mm, longueur en-dessous du goulot: 130 mm, et température de la paraison: 1130 à 120 'C. On transfère immédiatement la paraison à tempé- rature réglée mentionnée ci-dessus dans une position de moulage par soufflage et on moule en soufflant avec étirement pour donner une bouteille de Beier de 600 ml ayant les dimensions suivantes par le moyen classique A ce moment, la pression de soufflage est de 8 à 10 kg/cm, et la durée est de 3 à 5 L,5 secondes. Diamètre externe de la bouteille (ellipse): 80 x 60 cm, épaisseur de la paroi: 0,4 mm, longueur globale: 198 mm, longueur en-dessous du goulot: 180 mm, poids: 22,2 g. L'article moulé décrit ci-dessus est transparent sans blancheur, possède de l'éclat et une épaisseur de paroi uniforme. Exemple 2 Dans cet exemple, on moule une bouteille d'huile de 700 ml dans une étape semblable à celle de l'exemple 1. On ne décrit donc que les conditions de moulage suivantes: Dimension oe la paraison: Diamètre externe: 28 mm, diamètre interne: 20,6 mm, épaisseur de la paroi: 3,7 mm, longueur totale: 130 mm, longueur en- dessous du goulot: 118 mm Temperature du moule: 15 à 22 C Température de la paraison: 100 C Moule de réglage de tempérautre: Diamètre interne: 40 mm, profondeur: 122 mm, température: 90 à 100 C, pression de l'air: 8 kg/cm 2, durée de réglage de température: 0,5 à 1 seconde. Dimension de la paraison à température réglée: Diamètre externe: 33 mm, longueur en-dessous du goulot: 119 mm, température: 115 C. Bouteille d'huile (article moulé) Diamètre externe: e 70 mm (Max e 77 mm), longueur totale: 275 mm, épaisseur de la paroi: 0,4 mm, longueur endessous du goulot: 213 mm, poids: 29,6 g. L'article moulé décrit ci-dessus a également une excellente transparence et possède de l'éclat et une paroi d'épaisseur uniforme. 1 l' REVENDICATIONS 1 Procédé pour mouler par soufflage avec étirement biaxial du polypropylène, dans lequel on mélange plei- nement du polypropylène plastifié dans un cylindre d'injection par rotation d'une vis d'injection'; lorsqu'on a retiré complètement une matière cristalline dans le polypropylène fondu, on verse ledit polypropylène fondu dans un moule pour mouler une paraison, on libère ladite paraison, tandis qu'une mince couche pelliculaire se forme à la surface de la paraison dont l'intérieur se trouve toujours à une température élevée et à l'état amorphe, pour la séparer du moule; on étire et on dilate ladite paraison dans un moule de réglage de température o une surface interne est formée de manière à être plus grande que la surface externe de la paraison; on amène la surface externe de la paraison en contact étroit avec la surface interne du moule de réglage de température pour régler la tempé- rature de la paraison; puis on enlève la pression pour que la paraison à température réglée se rétracte; et on moule par soufflage avec étirement la paraison à température réglée dans un moule de soufflage pour obtenir un article moulé creux de polypropylène qui est biaxialement étiré et a l'excellente transparence désirée. 2 Procédé pour mouler par soufflage avec étirement bi- axial du polypropylène selon la revendication 1 o lorsque la température de la paraison est dans un intervalle de 100 à 103 C, le réglage de la température est conduit pendant environ 0,5 à 7 seconde dans un moule de réglage de température à 90 à 130 C qui a une surface interne égale à environ 1,4 à 2 fois la surfa- ce externe de la paraisono