CH633217A5

CH633217A5 - MOLD FOR NON-POLAR EXPANDED PLASTICS.

Info

Publication number: CH633217A5
Application number: CH1016579A
Authority: CH
Inventors: Joel Soulier
Original assignee: Isobox Barbier Sa
Priority date: 1978-11-16
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1982-11-30
Also published as: ES486072A0; ES8100956A1; SE7909381L; GB2035886A; JPS5577541A; IT7927213A0; FR2441474B1; BE879874A; DE2945690A1; NL7908373A; FR2441474A1; IT1125668B

Description

La présente invention est relative à un moule pour matières plastiques expansées telles que, par exemple, le polystyrène expansé, le polyéthylène expansé, le polyuréthanne expansé, etc. The present invention relates to a mold for expanded plastics such as, for example, expanded polystyrene, expanded polyethylene, expanded polyurethane, etc.

Au cours des dernières décennies, le développement des matières plastiques a été foudroyant. Leur taux de croissance est bien supérieur à celui de pratiquement tous les autres produits industriels. Cela est particulièrement vrai pour les matières plastiques expansées, ou mousse plastique, lesquelles, grâce à leurs propriétés mécaniques et thermiques spécifiques, ont trouvé de très larges débouchés dans les industries de la construction, de l'emballage, du froid, etc. Tout progrès, tout perfectionnement dans la fabrication des matières plastiques expansées a donc une influence économique directe considérable dans de très nombreux domaines industriels. In recent decades, the development of plastics has been overwhelming. Their growth rate is much higher than that of almost all other industrial products. This is particularly true for expanded plastics, or plastic foam, which, thanks to their specific mechanical and thermal properties, have found very wide outlets in the construction, packaging, refrigeration, etc. industries. Any progress, any improvement in the manufacture of expanded plastics therefore has a considerable direct economic influence in many industrial fields.

Les procédés de moulage des matières plastiques expansées peuvent être classés dans plusieurs catégories: The processes for molding expanded plastics can be classified into several categories:

a) ceux qui utilisent l'injection directe de la vapeur d'eau dans le moule; a) those using direct injection of steam into the mold;

b) ceux qui utilisent des moules à empreintes présentant des surfaces électriquement conductrices; b) those using impression molds having electrically conductive surfaces;

c) ceux qui utilisent des circuits d'induction et des empreintes de moules en métal présentant des pertes par courant de Foucault; c) those using induction circuits and metal mold cavities with eddy current losses;

d) ceux qui utilisent pour le chauffage et le ramollissement de la matière plastique des champs de haute fréquence; d) those which use for the heating and the softening of the plastic material of the fields of high frequency;

e) ceux qui utilisent l'ultra-haute fréquence (UHF), procédés particulièrement avantageux car ils ne nécessitent aucun circuit capacitif, permettent l'utilisation de tensions peu élevées et assurent une grande homogénéité des matières plastiques expansées moulées obtenues. e) those which use ultra-high frequency (UHF), particularly advantageous processes because they do not require any capacitive circuit, allow the use of low voltages and ensure a great homogeneity of the molded expanded plastics obtained.

C'est ainsi que les brevets français Nos 7601049 et 7631899 décrivent un procédé de fabrication de matières plastiques non polaires expansées à l'aide d'un rayonnement ultra-haute fréquence dans une cavité résonnante et que le brevet français N° 7727302 décrit un moule dont l'empreinte seule est réalisée en un matériau présentant des pertes diélectriques élevées, absorbant le rayonnement UHF. This is how French patents Nos 7601049 and 7631899 describe a process for manufacturing expanded non-polar plastics using ultra-high frequency radiation in a resonant cavity and that French patent N ° 7727302 describes a mold whose imprint alone is made of a material having high dielectric losses, absorbing UHF radiation.

La technologie du moulage des matières plastiques expansées par le procédé UHF faisant appel à des moules en matériaux non polaires, non adsorbants, mais dont l'empreinte seule adsorbe le rayonnement UHF, si elle a fait faire des progrès indéniables à l'industrie des matières plastiques expansées, présente toutefois encore un certain nombre d'inconvénients, qui sont principalement les suivants. The technology of molding plastics expanded by the UHF process using molds made of non-polar, non-adsorbent materials, but whose imprint alone adsorbs UHF radiation, if it has made undeniable progress in the materials industry Expanded plastics, however, still have a number of disadvantages, which are mainly as follows.

La nécessité d'avoir des empreintes présentant des caractéristiques électriques précises (notamment la tangente 5), d'où l'obligation d'incorporer aux empreintes des additifs possédant des facteurs de pertes linéaires avec la température et/ou s'annulant pour une certaine température. Ces additifs (par exemple le charbon, l'oxyde de titane, le titanate de baryum, etc.) sont parfois coûteux et la préparation desdites empreintes toujours difficile, des caractéristiques mécaniques desdites empreintes laissant parfois à désirer. The need to have imprints having precise electrical characteristics (in particular the tangent 5), hence the obligation to incorporate into the imprints additives having linear loss factors with temperature and / or canceling out for a certain temperature. These additives (for example carbon, titanium oxide, barium titanate, etc.) are sometimes expensive and the preparation of said fingerprints always difficult, the mechanical characteristics of said imprints sometimes leaving something to be desired.

Par conséquent, la présente invention s'est donné pour but de pourvoir à des moules qui répondent mieux aux nécessités de la pratique que les moules antérieurement connus, notamment en ce que, tout en assurant un excellent gradient et une excellente répartition de la température, ils sont d'une conception simple, ne nécessitant aucun additif spectral absorbant le rayonnement UHF, et en ce qu'ils produisent des pièces moulées terminées, parfaitement sèches, donc stables et indéformables avec le temps. Ils peuvent, en outre, réaliser des économies substantielles en ce qui concerne l'énergie nécessaire pour fondre superficiellement la matière plastique contenue dans le moule. Consequently, the object of the present invention is to provide molds which better meet the needs of the practice than previously known molds, in particular in that, while ensuring an excellent gradient and an excellent distribution of temperature, they are of a simple design, requiring no spectral additive absorbing UHF radiation, and in that they produce finished molded parts, perfectly dry, therefore stable and non-deformable over time. They can, moreover, make substantial savings in terms of the energy required to surface melt the plastic material contained in the mold.

Le moule selon l'invention pour matières plastiques expansées non polaires est caractérisé en ce qu'il est réalisé en totalité, corps et empreinte, en un matériau à angle de perte faible ou nul, en ce que l'empreinte est réalisée en matière poreuse absorbant les liquides et dont la capacité d'absorption est comprise entre 0,01 et 1 ml/s/cm2 de surface pour un liquide polaire dont la viscosité est voisine de celle de l'eau, la surface de l'empreinte jouxtant le corps du moule étant imperméabilisée. The mold according to the invention for non-polar expanded plastics is characterized in that it is produced entirely, body and imprint, in a material with little or no loss angle, in that the imprint is made of porous material absorbing liquids and whose absorption capacity is between 0.01 and 1 ml / s / cm2 of surface for a polar liquid whose viscosity is close to that of water, the surface of the imprint adjoining the body of the mold being waterproofed.

La nature poreuse de l'empreinte fait que, si ladite empreinte est transparente au rayonnement UHF à sec, elle absorbe au contraire le rayonnement UHF dès l'addition d'un liquide polaire (comme par exemple l'eau), car ce liquide est immédiatement absorbé par les pores de ladite empreinte. The porous nature of the imprint means that, if said imprint is transparent to UHF radiation dry, on the contrary it absorbs UHF radiation upon addition of a polar liquid (such as water), because this liquid is immediately absorbed by the pores of said imprint.

Suivant un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, le matériau poreux servant à la fabrication de l'empreinte est pris dans le groupe qui comprend les céramiques, les faïences, les silices poreuses, les alumines, les argiles, les kaolins et analogues. According to an advantageous embodiment of the subject of the invention, the porous material used for the manufacture of the imprint is taken from the group which includes ceramics, earthenware, porous silicas, aluminas, clays, kaolins and the like.

Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, plusieurs empreintes sont assemblées pour obtenir des moules de grande surface. According to another advantageous embodiment of the object of the invention, several impressions are assembled to obtain large surface molds.

Suivant un autre mode de réalisation particulièrement avantageux de l'objet de la présente invention, l'empreinte est préparée par des méthodes usuelles connues des céramistes industriels, comme le pressage, le coulage de barbotine et analogues. According to another particularly advantageous embodiment of the object of the present invention, the impression is prepared by usual methods known to industrial ceramists, such as pressing, slip casting and the like.

C'est précisément la nature de la barbotine (nature des argiles et kaolins employés, l'addition éventuelle du carbonate et/ou de silicate de sodium), sa fluidité et son aptitude au coulage qui font que l'on peut obtenir toutes porosités désirées et toutes formes d'empreintes désirées et, partant, toutes formes d'objets en mousses plastiques désirées, d'autant plus que ces empreintes peuvent être rectifiées mécaniquement et assemblées pour obtenir des moules de toutes formes et de toutes tailles et, par voie de conséquence, des objets moulés de toutes formes et de toutes tailles. It is precisely the nature of the slip (nature of the clays and kaolins used, the possible addition of carbonate and / or sodium silicate), its fluidity and its flowability which make it possible to obtain all the desired porosities. and all forms of imprints desired and, therefore, all forms of plastic foam objects desired, especially since these imprints can be mechanically corrected and assembled to obtain molds of all shapes and sizes and, by way of as a result, molded objects of all shapes and sizes.

Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, la surface poreuse de l'empreinte est rendue imperméable sur des aires déterminées, délimitées. According to another advantageous embodiment of the object of the invention, the porous surface of the imprint is made impermeable over specific, delimited areas.

En effet, cela peut présenter des avantages dans certaines conditions, afin d'avoir des jets de vapeur dirigés, d'occulter certaines parties de la surface de l'empreinte, lesquelles, rendues non poreuses, n'absorberont pas de liquide polaire et resteront ainsi transparentes au rayonnement UHF, au moment du moulage. Indeed, this can have advantages under certain conditions, in order to have directed jets of vapor, to obscure certain parts of the surface of the imprint, which, made non-porous, will not absorb polar liquid and will remain thus transparent to UHF radiation, at the time of molding.

2 2

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

633 217 633,217

La présente invention a également pour objet une utilisation du moule selon l'invention pour la fabrication d'un objet en matière plastique expansée non polaire, qui est caractérisée en ce que l'on répartit tout d'abord dans l'empreinte une quantité de liquide polaire, en ce que l'on ferme le moule dès l'absorption de celui-ci, en ce que l'on introduit les perles préexpansées de matières plastiques, et en ce que l'on soumet l'ensemble au rayonnement UHF. The present invention also relates to a use of the mold according to the invention for the manufacture of an object made of non-polar expanded plastic material, which is characterized in that a quantity of polar liquid, in that the mold is closed as soon as it is absorbed, in that the pre-expanded plastic beads are introduced, and in that the assembly is subjected to UHF radiation.

Dès la disparition de l'eau des pores de l'empreinte, c'est-à-dire dès que l'empreinte est devenue sèche, le chauffage s'arrête automatiquement. As soon as the water disappears from the pores of the imprint, that is to say as soon as the imprint has become dry, the heating stops automatically.

L'invention pourra être mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère, à titre d'exemple, au dessin annexé, lequel représente une vue en coupe d'un moule conforme à la présente invention. The invention can be better understood with the aid of the additional description which follows, which refers, by way of example, to the appended drawing, which represents a sectional view of a mold in accordance with the present invention.

La figure unique est une vue partielle en coupe du moule selon l'invention, dont aussi bien le corps 1 que l'empreinte 2 sont en matériaux pratiquement transparents au rayonnement UHF. Son angle de perte est très faible : tg8 < 1 • 10 ~ 4 pour la fréquence f= 2,45 GHz. The single figure is a partial sectional view of the mold according to the invention, of which both the body 1 and the imprint 2 are made of materials which are practically transparent to UHF radiation. Its loss angle is very small: tg8 <1 • 10 ~ 4 for the frequency f = 2.45 GHz.

La surface de séparation 3 entre l'empreinte 2 et le corps du moule 1 est rendue imperméable, par exemple par application de silicones. La vapeur du liquide polaire tel que l'eau, absorbée par l'empreinte 2, s'échappe par les pores 4 vers les perles de plastique 5 situées entre les parties mâle et femelle de l'empreinte 2 pour les souder ensemble. Pour obtenir, par exemple, des boîtes en polystyrène expansé de 10 x 5 x 5 cm de dimensions et d'épaisseur de 0,5 cm, on procédera, par exemple, comme suit. On choisit un moule approprié dont l'épaisseur totale de l'empreinte est de 1,5 cm, le matériau de l'empreinte étant en céramique blanche poreuse, d'une 5 capacité d'absorption de 0,15 ml d'eau/s/cm2, la surface 3 de l'empreinte étant imperméabilisée aux silicones. On introduit 3 g d'eau, immédiatement absorbés par l'empreinte puis, après la fermeture du moule, 6 g de perles de polystyrène à l'aide d'un injecteur prévu à cet effet, non représenté sur la figure. On soumet alors le io moule à un rayonnement UHF dans une cavité résonnante (non représentée sur la figure), par exemple pendant 20 s. Le remplissage et le démoulage demandant environ 30 s, le cycle total est d'environ 50 s. Si, à la fin du soudage des perles, il reste quelques traces d'eau, celle-ci est immédiatement réabsorbée par l'empreinte poreuse, la 15 boîte en polystyrène expansé obtenue demeurant parfaitement sèche: l'eau résiduelle dans le produit fini est toujours inférieure à 3% (contre 20-25% d'humidité restante pour les objets moulés par le procédé traditionnel). La cavité résonnante et la presse, qui ne sont pas représentées sur le dessin annexé, sont, par exemple, celles décrites dans les brevets français Nos 7631899 et 7727302. The separation surface 3 between the cavity 2 and the body of the mold 1 is made impermeable, for example by application of silicones. The vapor of the polar liquid such as water, absorbed by the imprint 2, escapes through the pores 4 towards the plastic beads 5 located between the male and female parts of the imprint 2 to weld them together. To obtain, for example, boxes made of expanded polystyrene of 10 x 5 x 5 cm of dimensions and thickness of 0.5 cm, we will proceed, for example, as follows. A suitable mold is chosen, the total thickness of the imprint is 1.5 cm, the imprint material being of porous white ceramic, with an absorption capacity of 0.15 ml of water / s / cm2, the surface 3 of the imprint being waterproofed with silicones. 3 g of water are introduced, immediately absorbed by the impression, then, after the mold has been closed, 6 g of polystyrene beads using an injector provided for this purpose, not shown in the figure. The mold is then subjected to UHF radiation in a resonant cavity (not shown in the figure), for example for 20 s. The filling and demolding taking about 30 s, the total cycle is about 50 s. If, at the end of the welding of the beads, some traces of water remain, this is immediately reabsorbed by the porous imprint, the box in expanded polystyrene obtained remaining perfectly dry: the residual water in the finished product is always less than 3% (against 20-25% of remaining humidity for objects molded by the traditional process). The resonant cavity and the press, which are not shown in the accompanying drawing, are, for example, those described in French patents Nos 7631899 and 7727302.

D'autres avantages des moules conformes à la présente invention résident dans le fait que ces moules sont d'une conception simple, qu'ils sont robustes et économiques, et permettent, grâce aux différentes formes que peuvent prendre les empreintes, de réaliser des objets moulés de toutes tailles et de toutes formes. Other advantages of the molds according to the present invention reside in the fact that these molds are of a simple design, that they are robust and economical, and allow, thanks to the different shapes that can take the impressions, to produce objects molded in all sizes and shapes.

20 20

25 25

R R

1 feuille dessin 1 drawing sheet

Claims

633,217 CLAIMS

1. Mold for non-polar expanded plastics, characterized in that it is made entirely, body and imprint, in a material with a low or zero loss angle, in that the imprint is made of porous material absorbing liquids and whose absorption capacity is between 0.01 and 1 ml / s / cm2 of surface for a polar liquid whose viscosity is close to that of water, the surface of the imprint adjoining the body of the mold being waterproofed.

2. Mold according to claim 1, characterized in that the porous material used for the manufacture of the imprint is taken from the group which includes ceramics, earthenware, porous silicas, aluminas, clays and kaolins.

3. Mold according to any one of claims 1 or 2, characterized in that several imprints are assembled to obtain large surface molds.

4. Mold according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the impression is prepared by pressing or by casting of slip.

5. A mold according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the porous surface of the imprint is made impermeable over specific, delimited areas.

6. Use of the mold according to claim 1 for the manufacture of an object made of non-polar expanded plastic material, characterized in that a quantity of polar liquid is firstly distributed in the impression, in that the the mold is closed as soon as it is absorbed, in that the pre-expanded plastic beads are introduced, and in that the assembly is subjected to UHF radiation.