Procédé de moulage et d'emballage de matière par changement d'état,
machine pour la mise en oeuvre du procédé et produit obtenu
La présente invention se rapporte aux procédés et aux machines pour le moulage et emballage de matières qui subissent un changement d'état physique, ainsi qu'aux produits obtenus.
Les matières qui peuvent être traitées par le procédé, objet de l'invention, sont les matières thermofusibles, c'est-à-dire des matières qui passent de l'état solide à l'état liquide au-dessus d'une certaine température, les matières thermoplastiques, c'est-à-dire les matières qui passent progressivement de l'état solide à l'état plastique puis à l'état liquide dans une gamme de températures relativement grande, et les matières thixotropes, c'est-àdire des matières qui, au repos, sont à l'état solide et, qui lorsqu'elles sont agitées, sont plus ou moins liquides.
L'invention a principalement pour but de faciliter les opérations de moulage et d'emballage de ces matières et de présenter un produit qui puisse facilement être manipulé et utilise.
Le procédé de moulage et d'emballage de matière par changement d'état, conformément à l'invention, est caractérisé par le fait qu'on dispose à l'intérieur d'un moule, dont au moins une partie est rigide, une gaine déformable en forme de poche ouverte à sa partie supérieure, qu'on coule dans cette gaine la matière à mouler sous des conditions physiques la maintenant dans son état déformable de façon que la matière, une fois injectée, se tasse par gravité, en compensant le retrait volumétrique dû au retour à l'état solide et qu'on réalise, avant ou juste après l'injection de matière, des pincements transversaux de la gaine, de préférence à intervalles réguliers, qui laissent subsister des communications entre les volumes de matière ainsi séparés.
La machine que comprend l'invention, pour la mise en oeuvre de ce procédé, comporte au moins un moule rigide vertical présentant des étranglements transversaux, réglables ou fixes, qui laissent subsister une communication verticale entre deux volumes consécutifs du moule, et présentant à sa partie supérieure une goulotte de réserve propre à alimenter en matière les volumes du moule situés au-dessous d'elle.
L'invention comprend également le produit obtenu par le procédé défini ci-dessus. Le produit est constitué par une succession de pains solides enveloppés dans une même gaine protectrice et séparés par des étranglements dans lesquels la matière solide s'étend sur une partie au moins de la section des étranglements entre deux pains consécutifs; des moyens de retenue étant prévus au niveau des étranglements.
Les conditions physiques qui permettent de manipuler la matière à son état déformable, peuvent être séparément ou en combinaison des conditions thermiques, de pression, d'agitation, suivant la nature de la matière. C'est ainsi que pour les matières thermofusibles ou thermoplastiques, on opérera à une température pour laquelle les matières s'écoulent facilement, tandis que pour des matières thixotropes, la matière sera maintenue jusqu'à son injection dans le moule à l'état agité.
Suivant une technique particulièrement avantageuse, la matière sera manipulée sous vide, qu'elle soit thermofusible, thermoplastique ou thixotrope, ce qui permet, suivant le cas, d'abaisser la température de fusion, et par conséquent, d'économiser, d'une part, les calories au chauffage et, d'autre part, du temps pour le refroidissement, ou de maintenir la matière thixotrope à l'état liquide ou plus ou moins pâteux pour un niveau d'agitation relativement faible.
Quant à la gaine proprement dite, ses caractéristiques physiques de résistance seront naturellement adaptées à la matière traitée, notamment en ce qui concerne sa résistance thermique.
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit ainsi que du dessin ci-annexé, relatifs à un mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention.
La fig. 1 représente la machine pour le moulage dans sa position fermée;
la fig. 2 représente la même machine que la fig. 1 dans sa position ouverte.
Dans le mode de réalisation représenté, la machine comporte (fig. 1) une batterie de moules 1, 2, 3, disposés verticalement et côte à côte. Ces moules sont par exemple en tôle. Chacun d'eux comporte deux parois mobiles et à sa partie réceptrice supérieure une goulotte 4 audessus de laquelle est disposée au moins une buse d'injection 5 raccordée au système d'alimentation 6. Suivant le cas, on disposera d'une seule buse 5 déplaçable sélectivement au-dessus des goulottes 4, ou bien de trois buses 5 fixes correspondant chacune à une goulotte.
A l'intérieur de chaque moule 1, 2, 3, on dispose une gaine déformable 7 en forme de poche fermée à sa partie inférieure et ouverte à sa partie supérieure, et destinée à recevoir la matière de moulage. Les moules présentent en
S des étranglements qui déterminent dans chaque moule des volumes partiellement séparés, par exemple trois volumes 9, 10 et 11, le volume 9 communiquant avec la goulotte 4 en 14.
Ces étranglements, schématiquement représentés, sont de préférence constitués par des taquets mobiles 15 qui, au début de l'opération de moulage, sont en position écartée (fig. 2) pour faciliter la mise en place de la gaine et le passage de la matière du haut vers le bas de chaque moule, et qui, après l'opération d'injection, sont rapprochés dans la position représentée sur la fig. 1.
En fonctionnement, la matière, maintenue dans un état physique tel qu'elle puisse être facilement déformable, est injectée à travers la buse 5, successivement dans chaque moule 1, 2, 3. Par gravité, la matière s'écoule dans le moule qu'elle finit par remplir. S'il s'agit d'une matière thermofusible ou thermoplastique, la diminution du volume de matière contenu dans chacune des enceintes 9, 10, 11, est due à la contraction thermique. Dans ce cas, c'est la surface extérieure de la matière qui commence à durcir tandis que les noyaux restent fondus ou au moins plastiques plus longtemps. Par conséquent, en même temps que cette diminution de volume se produit, elle est compensée par un apport de matière supérieure qui s'effectue par des passages étroits 12, 13, 14, laissés libres.
S'il s'agit d'une matière thixotrope la diminution de volume est due simplement au durcissement et la compensation se réalise de la même manière à cette différence près que la matière durcit uniformément.
En ce qui concerne la gaine, la matière dont elle est constituée sera choisie en fonction du produit à emballer et, le cas échéant, du mode de retenue au niveau des étranglements. Parmi les paramètres, on citera notamment la résistance thermique de la gaine et sa résistance mécanique.
Quant à la matière moulée, elle peut pas exemple être de la paraffine, des brais de pétrole ou de houille, ou encore dans le cas de matière thixotrope, des graisses.
Quant au mode de retenue de la gaine au niveau des étranglements, il peut se faire de toute manière voulue, par exemple par une soudure partielle, ménageant des cheminées de communication entre les brins, par agrafage sur la matière solidifiée, ou encore par piqûre. Naturellement, les soudures se feront avant l'introduction de la gaine dans le moule tandis que les piqûres ou les agrafages se feront une fois le produit moulé.
En ce qui concerne la machine elle-même, elle peut comporter des moules tels que ceux qui ont été repré
sentés mais disposés d'une manière différente. C'est ainsi qu'en utilisant une seule buse d'injection 5, on pourrait répartir les moules suivant un manège se déplaçant sous la buse.
Dans le cas où l'on moule une matière thermofusible ou thermoplastique, elle peut se présenter soit sous une forme homogène, soit sous la forme de paillette ou de granulé quand elle subit au préalable un traitement mécanique. Dans ce dernier cas, la surface extérieure des grains est constituée par une croûte déjà durcie tandis que le noyau est encore à l'état liquide ou du moins pâteux; après l'injection dans un moule, il se crée un équilibre thermique entre les grains qui redeviennent déformables et qui par gravité se tassent; dans ce cas, il se crée un important retrait volumétrique dû à la présence initiale d'air entre les grains. Ce retrait volumétrique est, comme on l'a vu, compensé par apport de matière à partir des goulottes supérieures 4.
Le produit une fois terminé se présente sous la forme d'une succession de pains rigides, enveloppés dans une même gaine protectrice, qui sont reliés par des languettes de matière. Pour le stockage et le transport, il suffit d'empiler les groupes de pains, trois pains par groupe dans l'exemple choisi après avoir cassé, coupé ou séparé de toutes manières la dernière languette supérieure qui reliait le pain du volume 9 aux résidus de matière initialement contenus dans la goulotte 4.