Brevet FR2757527A1 — publié le 19980626

La présente invention à pour objet une composition thermoplastique destinée à former un modèle et l'utilisation de cette composition dans un procédé de coulée à modèle perdu. Les procédés de coulée à modèle perdu, qui sont également appelés procédés "en cire perdue", sont connus depuis de nombreuses années. Dans un procédé de coulée à modèle perdu, un modèle perdu est généralement formé par chauffage et fusion d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle, introduction de la composition fluide dans un moule et ensuite, refroidissement du matériau jusqu'à ce qu'il se solidifie pour former un modèle positif. Ensuite, le modèle positif est retiré du moule et est encastré dans un matériau formateur de moule, généralement un matériau céramique, et on laisse ce dernier ou le contraint de façon à ce qu'il prenne la forme d'une carapace ou d'une empreinte autour du modèle positif thermoplastique. Une majeure partie du modèle thermoplastique est alors éliminée de la carapace, par fusion de la composition à une température modérément élevée. Toute matière thermoplastique restante dans la carapace après cette étape est éliminée par application d'une température nettement plus élevée, qui provoque l'évaporation, la combustion ou les deux, de sorte qu'à l'exception des résidus de type cendre, la surface intérieure de la carapace est propre. La carapace peut être alors utilisée pour former la pièce coulée finale. Ce procédé permet de transférer les caractéristiques de surface du modèle positif sur la pièce coulée finale, par l'intermédiaire de la carapace en matériau céramique. La qualité de la pièce coulée finale dépend de la qualité du modèle positif, qui dépend à son tour de la qualité de la composition thermoplastique destinée à former le modèle à partir de laquelle le modèle positif est formé. Dans un procédé de coulée à modèle perdu, la qualité de la pièce coulée finale est affectée si la composition thermoplastique destinée à former le modèle se rétracte en se solidifiant. La proportion du retrait peut être réduite par incorporation de charges telles que du polystyrène réticulé ou du BisphénolA dans la composition thermoplastique destinée à former le modèle. Malheureusement, certaines charges sont considérées défavorables à l'environnement. Généralement, la charge constitue jusqu'à environ % en poids de la composition thermoplastique destinée à former le modèle. La charge présente généralement une taille de particules ) comprise entre 175 et 250 mesh. Ainsi, pour une charge typique, ai moins environ 90 %, de préférence 100 % en poids des particules traversent un tamis de 100 mesh, et au moins environ 50 % en poids des particules traversent un tamis de 200 mesh. Le brevet US-A-5 270 360 décrit l'utilisation de poly(nméthacrylate de méthyle) en tant que charge pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle. Le brevet US-A-5 518 537 décrit l'utilisation de poudres de résine thermoplastique à base d'esters acétate de cellulose en tant que charge pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle. L'objet de la présente invention est de fournir une charge de remplacement pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle. Un autre objet de la présente invention est de fournir une charge favorable à l'environnement, pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle. Conformément à la présente invention, il est fourni une composition thermoplastique destinée à former un modèle comprenant de la bêta-cyclodextrine en tant que charge. Conformément à la présente invention, il est également fourni ) l'utilisation de la béta-cyclodextrine en tant que charge dans une composition thermoplastique destinée à former un modèle. Conformément a la présente invention, il est également fourni un procédé de coulée à modèle perdu comprenant les étapes consistant a) à préparer un modèle positif à partir d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle; b) à encastrer le modèle positif dans un matériau formateur de moule tel qu'un matériau céramique, et à laisser ce dernier, ou à le contraindre à, former une carapace ou une empreinte autour du modèle positif; et c) à éliminer le modèle positif de la carapace ou empreinte; caractérisé par le fait que la composition thermoplastique destinée à former le modèle contient de la bêta-cyclodextrine en tant que charge. La bêta-cyclodextrine est couramment utilisée pour encapsuler des produits pharmaceutiques. Elle est fabriquée à partir du maïs et c'est une source renouvelable. Elle ne produit pas de matières toxiques par décomposition thermique, et est donc favorable à l'environnement. Le déposant a découvert que la bèta-cyclodextrine présente toutes les caractéristiques requises d'une bonne charge pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle: elle laisse un faible résidu de combustion; elle brûle proprement avec une faible formation de suie; et elle est inerte. La bêta-cyclodextrine est thermiquement stable jusqu'à 300 C. La composition thermoplastique destinée à former un modèle comprend de préférence 5 à 70 % en poids, mais plus préférentiellement de 20 à environ 60 % en poids de bêta- cyclodextrine particulaire, qui est distribuée uniformément à l'intérieur de la matière thermoplastique. D'autres charges peuvent être ajoutées ou combinées avec, la bêta-cyclodextrine. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple décrit 1 0 ci-après. EXEMPLE On prépare la composition thermoplastique destinée à former un modèle suivante: Cire de paraffine complètement raffinée, p.f. 60 C 10,6 % Cire microcristalline, p.f. 70 C* 7,8 % Cire microcristalline, p.f. 78 C* 1,7 % Cire de paraffine complètement raffinée, p.f. 57 C 4,5 % Cire microcristalline oxydée synthétique, p.f. 70 C* 10,1 % Ester de rosine du pentaérythritol, p.f. 103 C** 33,0 % Copolymère éthylène/acétate de vinyleA 2,3 % Bêta- cyclodextrine 30,0 % * ASTM D127 * * ASTM E-28 ^ Indice de fluidité à chaud 150 g/ 10 min @ 190 C, acétate de vinyle incorporé à raison de 19 % p/p. Procédé de préparation d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle La composition thermoplastique destinée à former un modèle est préparée par le procédé suivant Les cinq composants de type cire sont fondus ensemble à C. L'ester de rosine est ajouté à la cire fondue et le mélange est agité à 130 C jusqu'à ce que l'ester de rosine se soit complètement dissous. Le copolymère éthylène/acétate de vinyle est ensuite ajouté ail mélange et le mélange est agité à 130 C jusqu'à dissolution complète du copolymère éthylène/acétate de vinyle. On laisse le mélange se refroidir à 105 C et ensuite, on ajoute la bêta-cyclodextrine. Un modèle perdu a été préparé à partir de la composition thermoplastique destinée à former un modèle. Le modèle perdu s'est avéré présenter des retraits linéaire et volumique équivalents, par rapport à un modèle perdu préparé à partir d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle comparable, comprenant, en tant que charge, du polystyrène réticulé. De plus, la finition de surface du modèle perdu préparé ci-dessus s'est révélée être également de qualité supérieure. Revendications 1. Composition thermoplastique destinée à former un modèle, caractérisée par le fait qu'elle comprend de la bêta- cyclodextrine en tant que charge. 2. Utilisation de bêta-cyclodextrine en tant que charge dans une composition thermoplastique destinée à former un modèle. 3. Procédé de coulée à modèle perdu comprenant les étapes consistant a) à préparer un modèle positif à partir d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle; b) à encastrer le modèle positif dans un matériau formateur de moule tel qu'un matériau céramique, et à laisser ce dernier, ou à le contraindre à, former une carapace ou une empreinte autour du modèle positif; et c) à éliminer le modèle positif de la carapace ou empreinte; caractérisé par le fait que la composition thermoplastique destinée à former le modèle contient de la bêta-cyclodextrine en tant que charge. 4. Composition, utilisation ou procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la bêta- cyclodextrine comprend de fines particules. 5. Composition, utilisation ou procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la bêta-cyclodextrine comprend 5 à 70 %, de préférence 20 à 60 % en poids de fines particules. 6. Composition, utilisation ou procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'au moins 90 %, de préférence 100 % en poids des particules sont capables de traverser un tamis de 100 mesh et qu'au moins 50 % en poids des particules sont capables de traverser un tamis de 200 mesh.