Brevet FR2822748A1 — publié le 20021004

La présente invention concerne un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse contenant une résine thermostable strictement organique, applicable sur les moules, pour la réalisation de pièces en caoutchouc ou autres élastomères du type polyuréthanne ou non. Ce procédé se distingue des agents de démoulage externes contenant exclusivement des huiles, des cires ou des systèmes siliconés réticulés, par une interface organique réticulable à chaud, entre le moule et la matière à mouler, avec un durée de réticulation plus ou plus grande en fonction de la température de moulage comprise entre 800C et 280oC, se réalisant au cours des moulages successifs pour une même enduction de la surface du moule. La résine thermostable constitue l'agent démoulant essentiel, solubilisé in-situ à chaud dans un support émulsionnable possédant un caractère de mouillant de surface par pénétration transcristalline et intercristalline de la surface du moule aux microretassures et aux joints de grains, généralement réalisé en alliage d'aiuminium (AlZn10Si8Mg ou AISi13) mais applicable à d'autres matériaux présentant une structure similaire s'agissant de l'état cristallographique de surface, ce support émulsionnable étant en l'occurrence, de par sa propriété complémentaire de stabilité thermique, un polydiméthylsiloxane ne contenant aucun atome de chlore. On connaît par le brevet publié sous le numéro FR 2 773 163 -A1, la réalisation d'un agent démoulant interne constitué d'adipate de di-isotridécyle, destiné au moulage de polyuréthanne. On connaît également par le brevet publié sous le numéro WO9961215, la réalisation d'un agent démoulant externe sous forme d'émulsion contenant des huiles, cires, silicones etlou savons, constituant l'agent démoulant proprement dit. On connaît aussi par le brevet publié sous le numéro EP1000989, la réalisation d'un agent démoulant externe constitué par un silicone réticulé associé à une charge de silicium colloïdal en émulsion aqueuse. On connaît de même par le brevet publié sous le numéro EP0894597, la réalisation d'un agent démoulant externe constitué, en matériaux dits démoulants, d'un polydiméthylsiloxane associé à un organopolysiloxane avec des groupements hydroxyls phénoliques. En opposition totale avec cet état de la technique, la présente invention ne fait pas appel à des matériaux strictement considérés comme lubrifiants, mais à un état interfacique non stable par le renouvellement continu de l'interface à l'échelon moléculaire entre le moule et la matière à mouler, assuré entre chaque dépôt de l'agent démoulant externe faisant l'objet de la présente invention, par un film réticulable permanent en cours du moulage à chaud, consommable par extractions successives de la résine thermostable adsorbée par la structure cristalline surfacique du métal constituant le moule, lors de son dépôt en émulsion aqueuse et après évaporation de la phase aqueuse, assurant ainsi le moulage en séries entre deux dépôts de l'agent démoulant. L'adsorption surfacique de l'agent démoulant externe s'explique par le mécanisme de croissance des pores du métal constituant le moule, qui fait intervenir des phénomènes physico-chimiques tels que l'équilibre entre l'hydrogène dissout dans le bain de fusion du métal à la réalisation du moule, et une phase gazeuse, ainsi que l'écoulement interdentritique du métal liquide. La source d'hydrogène est le plus souvent l'eau, sous forme de vapeur ou d'hydroxyde, ainsi que les matières organiques déposées à la surface des charges de fonderie. La surface du moule, en alliage d'aluminium ou tout autre matériau présentant une structure similaire s'agissant de l'état cristallographique de surface, est recouverte d'un film de l'agent démoulant en émulsion aqueuse par pulvérisation ou tout autre procédé permettant le dépôt d'une émulsion aqueuse, en couche mince. Le moule enduit est séché, en four tunnel ou autre technique appliquée à l'art, pour l'élimination de la phase aqueuse et permettre la pénétration par adsorption dans la stucture cristalline de surface du métal constituant le moule, de la résine thermostable solubilisée in-situ à chaud dans le support émulsionnable et adsorbable constitué d'un polydiméthylsiloxane, ne contenant aucun atome de chlore en vue d'éliminer tout risque pour l'homme et son environnement de production de composés chlorés réputés dangereux quand l'atome"chlore"est présent. Le caoutchouc ou autre élastomère du type polyuréthanne ou non, est introduit dans le moule par la technique propre au type de pièce à réaliser, porté à la température de vulcanisation, réticulation ou polymérisation du matériau à mouler, à la température et pour une durée appliquées au matériau à traiter, la réticulation de la résine thermostable constituant l'interface entre le moule et la matière à mouler s'effectuant durant le temps de moulage à une température comprise entre 800C et 280oC. L'état instable à l'échelon moléculaire de l'interface entre le moule et la matière à mouler, créé par la réticulation de la résine thermostable alimentant cette même interface par ressuage de la surface du moule à partir de la structure cristalline du métal constituant le moule, ne permet pas à la matière à mouler d'adhérer au moule, assurant un démoulage sans effort et sans défaut de la surface de la pièce moulée, l'opération de démoulage pouvant s'effectuer manuellement ou mécaniquement. Le nombre de moulages successifs de pièces entre deux enductions du moule par l'agent démoulant faisant l'objet de la présente invention, est tributaire de la porosité de surface du métal constituant le moule et de la température appliquée à l'opération de moulage, une plus grande porosité de surface du moule permettant une plus grande adsorption, et par voie de conséquense un plus important ressuage de la résine thermostable, et une température de moulage comprise entre 80 C et 180C sollicitant moins de matière interfacique qu'une température comprise entre 180oC et 2800C. La présence résiduelle de vapeur d'eau dans le domaine des ppb (parties par billion), due à l'émulsion aqueuse de départ, et aux conditions d'élaboration le plus souvent rencontrées dans les ateliers de moulage industriel, entraîne une très faible hydrolyse de la résine au cours de la réticulation, essentiellement au niveau de la surface du matériau en cours de moulage, engendrant une consommation de la résine thermostable non encore configurée en réseau, en film d'épaisseur nanométrique fixé à la pièce moulée. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemple, le processus de création d'un film non stable à l'interface entre le moule et la matière à mouler. Figure 1 est un schéma de principe, en vue de profil, du phénomène physique de ressuage entre le moule et la matière à mouler en présence d'une résine thermostable solubilisée in-situ dans un agent dit mouillant, stable thermiquement dans une plage de température définie, adsorbée dans les pores surfaciques du moule, et qui ressue en surface du moule au contact du matériau à mouler, jusqu'à épuisement de la résine thermostable. Figure 2 est une représentation de surface des joints de grains et des microretassures de la surface d'un moule réalisé en alliage d'aluminium, afin de mieux comprendre l'adsorption de l'agent démoulant externe. La surface du moule 1 en alliage d'aluminium est recouverte d'un film de l'agent démoulant en émulsion aqueuse 2, par pulvérisation ou tout autre procédé permettant le dépôt d'une émulsion aqueuse en couche mince et le remplissage par adsorption des joints de grains 3 et des microretassures 4 de la surface du moule 1. Le moule 5 enduit sur la face 1, destinée à recevoir la matière à mouler 6, de l'agent démoulant externe, est séché en four tunnel ou tout autre technique appliquée à l'art, pour l'élimination de la phase aqueuse, et permettre ainsi la concentration par adsorption dans la structure microporeuse de surface 3 et 4 du moule, de la résine thermostable 7 non réticulée en réseau. Le caoutchouc ou tout autre élastomère 6 est introduit dans le moule 5, par la technique propre au type de pièce à réaliser, porté à la température et pour une durée appliquées au matériau à traiter, la réticulation de la résine thermostable constituant l'interface 8, entre le moule 5 et la matière à mouler 6, s'effectuant durant le temps de moulage à une température comprise entre 80 C et 280 C, avec une hydrolyse de la résine thermostable constituant l'agent démoulant, au niveau de la surface du matériau (9) en cours de moulage, et qui engendre une consommation de la résine thermostable non encore configurée en réseau, en film d'épaisseur nanométrique fixé à la pièce moulée. La pièce 6 est ensuite démoulée sans effort et sans défaut de surface, manuellement ou mécaniquement. L'invention précédemment décrite est applicable au démoulage de pièces réalisées en caoutchouc et autre élastomères du type polyuréthanne. Comme il va de soi, l'invention ne se limite aux seules applications décrites ci-dessus ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes d'applications au moulage de matériaux dont la température de mise en forme est compatible avec une plage de travail comprise entre 80 C et 280 C. Ainsi l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention pour le moulage de matériaux rigides, semi-rigides, chargés ou non. REVENDICATIONS 1-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, caractérisé en ce qu'il contient une résine thermostable strictement organique applicable sur les moules métalliques ou en matériaux présentant une structure cristalline (3) et (4) de surface similaire, pour la réalisation de pièces en caoutchouc ou tout autre élastomère, résines rigides ou semi-rigides (6), chargés ou non. 2-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interface (8) créée par l'agent démoulant entre le moule (5) et la matière à mouler (6) est renouvelable à partir de la concentration de résine thermostable stockée dans les pores surfaciques (3) et (4) du moule (5). 3-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'interface (8) créée par l'agent démoulant entre le moule (5) et la matière à mouler (6) est réticulable en réseau à chaud au cours des moulages successifs pour une même enduction de la surface du moule (1). 4-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine thermostable démoulante (7) est solubilisée in-situ à chaud dans un support émulsionnable possédant un caractère de mouillant de surface et une stabilité thermique jusqu'à 280 C. 5-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le support émulsionnable et solubilisant de la résine thermostable est un polydiméthylsiloxane ne contenant aucun atome de chlore. 6-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'interface (8) créée par l'agent démoulant entre le moule (5) et la matière à mouler (6) reste instable durant sa réticulation. 7-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, selon les revendications 1 à 6, caractérisé par une hydrolyse surfacique de la résine thermostable, constituant l'agent démoulant, au niveau de la matière (9) en cours de moulage. 8-Composition d'un agent de démoulage externe sans charge sous forme d'émulsion aqueuse, selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que l'hydrolyse surfacique de la résine thermostable engendre un film d'épaisseur nanométrique fixé à la surface externe (9) de la pièce à mouler (6) pour un démoulage sans contrainte ni défaut de surface