CH431953A - Substance moulable - Google Patents
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Description
Substance moulable Il est bien connu de produire des articles en céra- mique à partir d'un produit sous forme de particules et mélangé avec un liant thermoplastique, le produit étant façonné sous pression par des procédés tels que, par exemple, le moulage par injection et, ensuite cuit, le liant étant habituellement éliminé lorsque l'objet est soumis à la cuisson dans le four. Toutefois, avec les liants connus jusqu'ici, on a constaté que la résistance de la matière à mouler diminuait lorsque sa température s'élevait comme cela se produit pendant les premiers stades de la cuisson et, par consé- quent, il a été enregistré des déformations ou mme le fendillement et la rupture du moulage. Diverses tentatives ont été faites pour vaincre cette difficulté en utilisant un mélange de liants thermodurcissables et thermoplastiques et en en éliminant un par extraction au solvant avant de cuire l'autre ou en utilisant un mélange de liants dont l'un est volatil à une température inférieure au point de ramollissement de l'autre. Cependant, aucun de ces procédés antérieurs n'a été jugé entièrement satisfaisant. La présente invention a pour objet une substance moulable exempte des inconvénients associés aux liants déjà connus. La substance moulable selon l'invention comprend un produit céramique sous forme de particules mélangé avec un liant qui renferme un polyéthylène glycol et au moins une polyoléfine, par exemple du polyéthylène. Il est quelquefois avantageux, surtout lorsque les produits moulés sont de dimensions importantes, d'ajouter à la substance moulable un agent de démoulage. Des exemples de tels agents de démoulage sont le phosphate de tritolyle et le monostéarate de glycérol. Le phosphate de tritolyle s'est révélé particulièrement intéressant lors du moulage de pièces lourdes épaisses et on a trouvé que le monostéarate de glycérol présentait un plus grand intért pour le moulage de parties minces, par exemple, de l'ordre de 0,8 à mm. L'invention s'étend à l'utilisation de cette substance moulable pour le moulage d'articles en céramique, qui comprend le moulage d'une pièce réalisée à partir de ladite substance moulable, de préférence par pression dans un moule, et ensuite le chauffage du moulage ainsi produit en vue de la cuisson de la composition céramique et de l'élimination du liant. Parmi les produits céramiques particulièrement inté- ressants comme composants de la substance moulable de l'invention figurent ceux renfermant en majeure partie de l'alumine (avec au sans fondant) ; de l'argile, du quartz et un fondant ; de la stéatite ou du talc en proportion prédominante ; de la wollastonite en proportion prépondérante ; du silicate de zirconium, de la silice ou leurs mélanges ; des ferrites magnétiques de formules approximative MO. FeO ou MO. 6FeO où M est un métal divalent ou un mélange de métaux divalents ; d'autres céramiques à base d'oxyde. Le mélange de la polyoléfine avec le polyéthylène glycol fournit un liant possédant une limite de résistance et une thixotropie élevée qui empchent la déformation lorsqu'on chauffe la substance moulable pour éliminer le liant. On peut faire varier, dans de larges limites, la quantité de polyoléfine qui est mélangée avec le polyéthylèneglycol mais il y aura, de préférence, entre 8 et 30 parties en poids de polyoléfine dans 100 parties en poids du mélange polyéthylène glycol/polyoléfine. La quantité de liant à ajouter au produit céramique dépend des caractéristiques de ce produit et peut tre facilement déterminée par l'homme de l'art, pour un moulage donné. D'une façon générale, on a trouvé qu'une quantité de liant entre 30 et 60 /o et, pour certaines applications, entre 36 et 38 /o par rapport au vo lume total de la substance moulable donnait de très bons résultats. Un type de polyéthylène glycol approprié est celui vendu sous la marque Carbowax 6000 . C'est une substance cireuse ayant un poids moléculaire compris entre 6000 et 7500 qui fond à une température entre 60' et 630 C. Un polyoléfine appropriée est le polyéthylène vendu sous la marque Epolène LV. Pendant le malaxage, à température élevée, des ingré- dients du liant avec le produit céramique, les ingrédients du liant se liquéfient et sont uniformément répartis dans la masse et on obtient une substance pâteuse liée qui peut tre facilement moulée. A la température ambiante le mélange possède une structure granulaire. La phase de façonnage peut tre effectuée par n'importe quel procédé convenable, par exemple, par un procédé de moulage par injection. La gamme de température préférée pour l'opération de moulage se situe entre 85o et 150 C. D'une manière générale, pour éviter le collage, la température du moule dans lequel on injecte le produit ne devra pas sensiblement dépasser la température ambiante. L'invention est illustrée au moyen des exemples suivants : Exemple I Moulage par injection d'une pièce en alumine Dans un malaxeur à dispersion de 1 litre environ muni d'une enveloppe chauffante on charge les quantités d'alumine fondue suivantes : 529g d' Aloxite grade 220A 227 g d' Aloxite grade 600 On met en route le chauffage et lorsque l'ensemble se trouve à 120 C environ le liant est ajouté comme suit : 135 g de Carbowax p 6000 9 g d' Epolène LV On poursuit le malaxage pendant quelques minutes, on décharge ensuite la pâte chaude, on la laisse refroidir et on la fragmente en petits morceaux. Des éprouvettes carrées de 62,5 mm de long d'une épaisseur de 6,3 mm ont été moulées par injection à partir de ce mélange, sous une pression de 1064 kg/cm2 et à une température du cylindre de 150 C. Les éprouvettes ont été ensuite chauffées sur une plaque à 6000 C en vue de l'élimination du liant. On n'a pas observé de déformation des éprouvettes, les coins et les artes des pièces étaient aussi vifs et aussi bien dessinés qu'ils l'étaient avant le chauffage. Les éprouvettes moulées, une fois cuites à 14500 C, se sont frittées en formant une briquette. Exemple 11 Moulage par injection de silicium On prépare, comme dans 1'exemple I, un mélange pour moulage par injection à base de silicium à partir des ingrédients suivants : 365 g de poudre de silicium (-300 BSS mesh) 89 g de Carbowax 6000 44 g d' Epolène LV Des éprouvettes carrées de 62,5 mm de long, d'une épaisseur de 6,3 mm ont été moulées par injection comme dans 1'exemple 1 et, après chauffage, pour éliminer le liant, il ne s'est pas produit de déformation, les coins et les artes sont aussi vifs et aussi bien dessinés qu'ils l'étaient avant le chauffage. Après élimination du liant, le silicium peut tre transformé en nitrure de silicium par les procédés habituels. Exemple III Moulage par injection d'une pièce en zircone-silice Le mélange est préparé, comme dans 1'exemple 1, à partir de ce qui suit : Silicate de zirconium.-200 BSS mesh 820 g Silice fondue..-200BSS mesh 205g Carbowax. 6000 103 g Epolène..... LV 35g Phosphate de tritolyle. 5 g La composition a été moulée par injection en vue de la confection de barres de 101,6 mm de long X 25,4 mm de large X 3,2mm d'épaisseur. Elles ont été cuites à 12800 C pour donner une briquette poreuse avec les propriétés suivantes : Module de rupture...... 68 kg/cm2 Densité.......... 2,52 g/cm Porosité apparente...... 34 < '/o Contraction à la cuisson (linéaire). 0,7 ouzo Exemple IV Limite de résistance Des éprouvettes de 101, 6 mm de long X 25,4 mm de large X 3,2 mm d'épaisseur ont été moulées par injection à partir des deux mélanges indiqués ci-après : Mélange 1 Silicate de zirconium -200 BSS mesh... 45 parties en volume Silice fondue -200 BSS mesh... 23 parties en volume Carbowax 6000... 32 parties en volume Mélange 2 Silicate de zirconium -200 BSS mesh... 45 parties en volume Silice fondue -200 BSS mesh 23 parties en volume Carbowax 6000.. 23,5 parties en volume Epolène LV.. 8,5 parties en volume Des éprouvettes préparées à partir de ces mélanges ont été disposées verticalement, reposant sur la face 101,6 mm X 3,2 mm et cuites à 1280 C. Pendant la phase où le liant a fondu avant de se volatiliser, les éprouvettes préparées à partir du mélange 1 se sont affaissées sur la plaque en une masse informe mais les éprouvettes préparées à partir du mé- lange 2 ne se sont pas déformées à un degré mesurable. La substance moulable de l'invention trouve une application particulière, par exemple, dans le moulage de pièces électriques isolantes, de semi-conducteurs, de noyaux pour moulage de métaux, qui peuvent tre enlevés par des moyens chimiques ou mécaniques, dans la poterie et pour des produits céramiques poreux. REVENDICATIONS I. Substance moulable, caractérisée en ce qu'elle comprend un produit céramique sous forme de particules, mélangé à un liant qui renferme un polyéthylène glycol et au moins une polyoléfine. **ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Claims (1)
- **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. lume total de la substance moulable donnait de très bons résultats.Un type de polyéthylène glycol approprié est celui vendu sous la marque Carbowax 6000 . C'est une substance cireuse ayant un poids moléculaire compris entre 6000 et 7500 qui fond à une température entre 60' et 630 C. Un polyoléfine appropriée est le polyéthylène vendu sous la marque Epolène LV.Pendant le malaxage, à température élevée, des ingré- dients du liant avec le produit céramique, les ingrédients du liant se liquéfient et sont uniformément répartis dans la masse et on obtient une substance pâteuse liée qui peut tre facilement moulée. A la température ambiante le mélange possède une structure granulaire.La phase de façonnage peut tre effectuée par n'importe quel procédé convenable, par exemple, par un procédé de moulage par injection. La gamme de température préférée pour l'opération de moulage se situe entre 85o et 150 C. D'une manière générale, pour éviter le collage, la température du moule dans lequel on injecte le produit ne devra pas sensiblement dépasser la température ambiante.L'invention est illustrée au moyen des exemples suivants : Exemple I Moulage par injection d'une pièce en alumine Dans un malaxeur à dispersion de 1 litre environ muni d'une enveloppe chauffante on charge les quantités d'alumine fondue suivantes : 529g d' Aloxite grade 220A 227 g d' Aloxite grade 600 On met en route le chauffage et lorsque l'ensemble se trouve à 120 C environ le liant est ajouté comme suit : 135 g de Carbowax p 6000 9 g d' Epolène LV On poursuit le malaxage pendant quelques minutes, on décharge ensuite la pâte chaude, on la laisse refroidir et on la fragmente en petits morceaux.Des éprouvettes carrées de 62,5 mm de long d'une épaisseur de 6,3 mm ont été moulées par injection à partir de ce mélange, sous une pression de 1064 kg/cm2 et à une température du cylindre de 150 C. Les éprouvettes ont été ensuite chauffées sur une plaque à 6000 C en vue de l'élimination du liant. On n'a pas observé de déformation des éprouvettes, les coins et les artes des pièces étaient aussi vifs et aussi bien dessinés qu'ils l'étaient avant le chauffage. Les éprouvettes moulées, une fois cuites à 14500 C, se sont frittées en formant une briquette.Exemple 11 Moulage par injection de silicium On prépare, comme dans 1'exemple I, un mélange pour moulage par injection à base de silicium à partir des ingrédients suivants : 365 g de poudre de silicium (-300 BSS mesh) 89 g de Carbowax 6000 44 g d' Epolène LV Des éprouvettes carrées de 62,5 mm de long, d'une épaisseur de 6,3 mm ont été moulées par injection comme dans 1'exemple 1 et, après chauffage, pour éliminer le liant, il ne s'est pas produit de déformation, les coins et les artes sont aussi vifs et aussi bien dessinés qu'ils l'étaient avant le chauffage.Après élimination du liant, le silicium peut tre transformé en nitrure de silicium par les procédés habituels.Exemple III Moulage par injection d'une pièce en zircone-silice Le mélange est préparé, comme dans 1'exemple 1, à partir de ce qui suit : Silicate de zirconium.-200 BSS mesh 820 g Silice fondue..-200BSS mesh 205g Carbowax. 6000 103 g Epolène..... LV 35g Phosphate de tritolyle. 5 g La composition a été moulée par injection en vue de la confection de barres de 101,6 mm de long X 25,4 mm de large X 3,2mm d'épaisseur.Elles ont été cuites à 12800 C pour donner une briquette poreuse avec les propriétés suivantes : Module de rupture...... 68 kg/cm2 Densité.......... 2,52 g/cm Porosité apparente...... 34 < '/o Contraction à la cuisson (linéaire). 0,7 ouzo Exemple IV Limite de résistance Des éprouvettes de 101, 6 mm de long X 25,4 mm de large X 3,2 mm d'épaisseur ont été moulées par injection à partir des deux mélanges indiqués ci-après :Mélange 1 Silicate de zirconium -200 BSS mesh... 45 parties en volume Silice fondue -200 BSS mesh... 23 parties en volume Carbowax 6000... 32 parties en volume Mélange 2 Silicate de zirconium -200 BSS mesh... 45 parties en volume Silice fondue -200 BSS mesh 23 parties en volume Carbowax 6000.. 23,5 parties en volume Epolène LV.. 8,5 parties en volume Des éprouvettes préparées à partir de ces mélanges ont été disposées verticalement, reposant sur la face 101,6 mm X 3,2 mm et cuites à 1280 C.Pendant la phase où le liant a fondu avant de se volatiliser, les éprouvettes préparées à partir du mélange 1 se sont affaissées sur la plaque en une masse informe mais les éprouvettes préparées à partir du mé- lange 2 ne se sont pas déformées à un degré mesurable.La substance moulable de l'invention trouve une application particulière, par exemple, dans le moulage de pièces électriques isolantes, de semi-conducteurs, de noyaux pour moulage de métaux, qui peuvent tre enlevés par des moyens chimiques ou mécaniques, dans la poterie et pour des produits céramiques poreux.REVENDICATIONS I. Substance moulable, caractérisée en ce qu'elle comprend un produit céramique sous forme de particules, mélangé à un liant qui renferme un polyéthylène glycol et au moins une polyoléfine.II. Utilisation de la substance moulable selon la revendication I pour le moulage d'objets céramiques, caractérisée en ce que l'on moule une pièce, puis en ce que l'on chauffe la pièce moulée pour en cuire la composition céramique et en chasser le liant.SOUS-REVENDICATIONS 1. Substance moulable selon la revendication I, carac térisée en ce que le polyéthylène représente le constituant polyoléfinique du liant.2. Substance moulable selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle ne renferme pas d'argile.3. Substance moulable selon la revendication I, carac térisée en ce que son liant comprend entre 8 et 30 parties en poids de polyoléfine pour 100 parties en poids de mélange polyéthylèneglycol/polyoléfine.4. Substance moulable selon la revendication I, caractérisée en ce que la quantité de liant présente est comprise enre 30 O/o et 60 ouzo en volume par rapport à la substance moulable.5. Substance moulable selon la revendication I, caractérisé en ce que la quantité de liant présente est comprise entre 36 /o et 38 /o en volume par rapport à la substance moulable.6. Substance moulable selon la revendication I, carac térisée en ce que le pclyéthylènteglycol a un poids molé- culaire compris entre 6000 et 7500 et fond à une température comprise entre 60 et 630 C.7. Substance moulable selon la revendication I, carac térisée en ce qu'elle contient un agent de démoulage.8. Substance moulable selon la revendication I et la sous-revendication 7, caractérisé en ce que l'agent de démoulage est le phosphate de tritolyle ou le monostca- rate de glycérol.9. Utilisation selon la revendication II, caractérisée en ce que la pièce est façonnée par pression dans un moule.
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