EP0505296A1 - Procédé de réalisation d'articles obtenus à partir d'un matériau moulable sous forme de pâte humide, et moule de pressage pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Procédé de réalisation d'articles obtenus à partir d'un matériau moulable sous forme de pâte humide, et moule de pressage pour la mise en oeuvre de ce procédé Download PDF

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EP0505296A1 EP92420082A EP92420082A EP0505296A1 EP 0505296 A1 EP0505296 A1 EP 0505296A1 EP 92420082 A EP92420082 A EP 92420082A EP 92420082 A EP92420082 A EP 92420082A EP 0505296 A1 EP0505296 A1 EP 0505296A1
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Jean-Pierre Ferragut
Christian Schenck
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Edilians SAS
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L'INDUSTRIELLE REGIONALE DU BATIMENT
Tuileries Huguenot Fenal
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    • B28B7/10—Moulds with means incorporated therein, or carried thereby, for ejecting or detaching the moulded article
    • B28B7/12—Moulds with means incorporated therein, or carried thereby, for ejecting or detaching the moulded article by fluid pressure, e.g. acting through flexible wall parts or linings of the moulds
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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    • B28B7/40—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material
    • B28B7/42—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material for heating or cooling, e.g. steam jackets, by means of treating agents acting directly on the moulding material

Definitions

  • the present invention relates to a pressing mold for the production of articles obtained from a moldable material in the form of a wet paste.
  • This mold is intended in particular for the production of fine or coarse clay products, such as tiles, tiling elements, or decorative elements.
  • the clay articles are obtained by molding a clay cake in the form of a wet paste, this molding being carried out inside a wet mold, by pressure exerted between the two parts of the mold, which is an open mold.
  • each clay cake is coated with a mold release oil before being pressed between the two parts of a metal mold.
  • Another solution is to make plaster molds. As the plaster is saturated with water, a film of water is produced on the surface of the mold during pressing, helping the mold release.
  • molds have a very short life, taking into account the brittleness of the plaster, and the abrasive nature of the clay.
  • the object of the invention is to provide a mold which is made of a material which is very resistant to abrasion, the longevity of which is very long, allowing the manufacture of articles for very long periods without interruption, and inside from which the clay does not stick.
  • each half-mold comprises a base of known type, for example made of aluminum, equipped with a coating comprising an imprint of shape complementary to that of the article to be molded, this coating being made of a porous and abrasion-resistant material, each half-mold comprising a network of capillary holes opening into the coating and supplied from channels connected to a source of pressurized steam during the phase of pressing an article.
  • pressurized steam is injected through the porous material. This results in the formation of a film of condensation water on contact with the cold clay, making demolding easy.
  • the coating being made of a hard material, resistant to abrasion allows the production of articles having sharp angles, and has a long service life.
  • the base of each half-mold is coated with a layer of epoxy resin comprising an imprint of a shape complementary to that of the article to be molded, in which is extended the network of capillary bores that the base comprises, this resin layer being itself coated, on its molding face, with the coating layer of porous material and resistant to abrasion.
  • This solution makes it possible to have a support layer whose shape can be easily adapted to the shape of the articles to be obtained, while limiting the thickness of the coating layer to a low value of between 0.5 and 1.5 mm. for example.
  • the coating layer of porous and abrasion resistant material is either made of a ceramic, for example based on sintered alumina with chromium-zirconium or else of synthetic resin.
  • the pressure of the water vapor brought into contact with the internal face of the two half-molds is at least equal to the pressure exerted by the latter on the material to be molded. It should be noted that one works in this case with an open mold, the pressure exerted by the two half-molds on the clay cake being a function of the hardness of the latter. The harder the wafer, the higher the pressure for producing the molded article.
  • the base of each half-mold comprises a network of channels parallel to the surface of the half-mold in question into which the network of capillary bores opens, the channels being supplied from a conduit. distribution, with balancing of the flows in each channel using an adjusting screw.
  • each half-mold is equipped with heating resistors.
  • the base of each half-mold is equipped with a network of pipes and capillary passages opening into the coating layer, this network being supplied by a source of compressed air, l 'feeding being carried out during demolding.
  • Figure 1 shows, seen in section, a half-mold designated by the general reference 2, comprising a base 3 of known type made for example of aluminum. On this base 3 is fixed an element 4 of epoxy resin, one face of which corresponds to the external profile of an element 5 to be molded, for example from a malleable and moldable material, such as clay.
  • the epoxy resin is covered with a layer 6 made of a material having a high hardness, resistant to abrasion, and having a good porosity, such as a sintered alumina or chromium-zirconium.
  • a conduit 7 connected to a source of water vapor, this conduit 7 supplying a plurality of channels 8, parallel to the molding face, balancing the vapor d water at the level of the different channels 8 being produced by means of adjustment screws 9.
  • An outlet conduit 10 is disposed at the other end of the channels 8.
  • the channels 8 open capillary passages 12 formed on the one hand in the base 3 and on the other hand in the epoxy resin layer 4, and extending to the ceramic layer 6. These capillary passages are intended to bring the water vapor into the ceramic 6, demolding period.
  • electrical resistors 13 intended to ensure the heating of the base to prevent condensation of water vapor inside them, and thus ensure that all of the vapor d
  • the water entering the base is brought in the form of vapor to the contact of the clay cake from which an article such as a tile 5 is molded.
  • pressurized steam is injected through the layer of porous material 6.
  • condensation of the vapor occurs which forms a film of water facilitating release from the mold.
  • the invention brings a great improvement to the existing technique, by providing a mold having excellent mold release qualities, and perfectly resistant to the phenomenon of wear over time, while being capable of being produced. articles of very different shapes, including articles with sharp angles.
  • the invention is not limited to the sole embodiment of this mold described above by way of example; on the contrary, it embraces all variants.
  • the water vapor supply structure could be different, that the porous layer could be formed not by a ceramic but by a synthetic resin, or that the release could be helped by injection. in the porous layer of pressurized air, without thereby departing from the scope of the invention.

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Abstract

Dans ce moule chaque demi-moule (2) comprend une embase (3) de type connu, par exemple en aluminium, équipée d'un revêtement (6) comportant une empreinte de forme complémentaire de celle de l'article (5) à mouler, ce revêtement étant réalisé en un matériau poreux et résistant à l'abrasion, chaque demi-moule comportant un réseau de perçages capillaires (12) débouchant dans le revêtement (6) et alimenté à partir de canaux (8) reliés à une source de vapeur d'eau sous pression au cours de la phase de pressage d'un article. Application à la réalisation d'articles en argile, tels que des tuiles. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un moule de pressage pour la réalisation d'articles obtenus à partir d'un matériau moulable sous forme de pâte humide. Ce moule est destiné notamment à la réalisation de produits en argile fine ou grossière, tels que des tuiles, des éléments de carrelage, ou des éléments de décoration.
  • En pratique, les articles en argile sont obtenus par moulage d'une galette d'argile se présentant sous forme de pâte humide, ce moulage étant réalisé à l'intérieur d'un moule humide, par pression exercée entre les deux parties du moule, qui est un moule ouvert.
  • Un problème important à résoudre dans le cas du moulage de tels articles, est la tendance que possède l'argile à adhérer sur les deux parties du moule, en fin d'opération de moulage. Cette adhérence limite les cadences de fabrication, et se traduit par des défauts de fabrication dans la mesure où les particules d'argile demeurant collées contre le moukle se traduisent par des vides au niveau de l'élément moulé.
  • Pour remédier à ces inconvénients, il a déjà été imaginé les différentes solutions suivantes.
  • Selon une première possibilité, chaque galette d'argile est enduite d'une huile de démoulage avant d'être pressée entre les deux parties d'un moule métallique.
  • L'inconvénient réside dans le fait qu'il convient d'opérer une enduction de chaque galette par de l'huile, que la pellicule d'huile ralentit le séchage, et que l'argile, du fait de cette enduction "chasse" entre les moules, la pellicule d'huile risquant également de "chasser", ce qui se traduit alors par un collage.
  • Une autre solution consiste à réaliser des moules en plâtre. Le plâtre étant saturé d'eau, il se produit, au moment du pressage, une pellicule d'eau à la surface du moule aidant le démoulage. Toutefois de tels moules ont une durée de vie très courte, compte tenu de la fragilité du plâtre, et du caractère abrasif de l'argile.
  • Il est également connu d'utiliser un moule métallique, et d'alimenter en un courant électrique puissant (100 volts - 100 ampères) les deux -demi-moules au moment du pressage. Il se produit alors une électrolyse entre l'argile et les moules aidant le démoulage. Toutefois il s'agit d'un système coûteux et se traduisant par une corrosion importante et rapide des moules.
  • Il est enfin connu d'équiper des moules métalliques ou en résine d'une membrane en matière synthétique très fine et très élastique possédant un pouvoir de cohésion très faible avec l'argile. Le défaut de ces membranes est qu'elles sont fragiles, et que se déchirant souvent, elles doivent être remplacées périodiquement, ce qui nécessite des arrêts fréquents de l'installation, nuisant à la capacité de production. En outre, ces membranes ont tendance à effacer les angles vifs des moules, ne permettant la réalisation que d'articles dont les formes sont relativement arrondies.
  • Le but de l'invention est de fournir un moule qui soit réalisé en un matériau très résistant à l'abrasion, dont la longévité soit très importante, permettant une fabrication d'articles pendant des périodes très longues sans interruption, et à l'intérieur duquel l'argile ne colle pas.
  • A cet effet, dans le moule qu'elle concerne, chaque demi-moule comprend une embase de type connu, par exemple en aluminium, équipée d'un revêtement comportant une empreinte de forme complémentaire de celle de l'article à mouler, ce revêtement étant réalisé en un matériau poreux et résistant à l'abrasion, chaque demi-moule comportant un réseau de perçages capillaires débouchant dans le revêtement et alimenté à partir de canaux reliés à une source de vapeur d'eau sous pression au cours de la phase de pressage d'un article.
  • Au moment du pressage il est procédé à l'injection de vapeur sous pression à travers la matière poreuse. Il en résulte la formation d'une pellicule d'eau de condensation au contact avec l'argile froide, rendant le démoulage aisé. Le revêtement étant réalisé en un matériau dur, résistant à l'abrasion permet la réalisation d'articles possédant des angles vifs, et possède une durée de vie importante.
  • Avantageusement, l'embase de chaque demi-moule est revêtue d'une couche de résine époxy comportant une empreinte de forme complémentaire de celle de l'article à mouler, dans laquelle est prolongé le réseau de perçages capillaires que comporte l'embase, cette couche de résine étant elle-même enduite, sur sa face de moulage, de la couche de revêtement en matériau poreux et résistant à l'abrasion.
  • Cette solution permet de disposer d'une couche support dont la forme peut être facilement adaptée à la forme des articles à obtenir, tout en limitant l'épaisseur de la couche de revêtement à une valeur faible comprise entre 0,5 et 1,5 mm par exemple.
  • La couche de revêtement en matériau poreux et résistant à l'abrasion est soit réalisée en une céramique par exemple à base d'alumine frittée au chrome-zirconium ou encore en résine de synthèse.
  • Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la pression de la vapeur d'eau amenée au contact de la face interne des deux demi-moules est au moins égale à la pression exercée par ces derniers sur le matériau à mouler. Il doit être noté que l'on travaille dans ce cas avec un moule ouvert, la pression exercée par les deux demi-moules sur la galette d'argile étant fonction de la dureté de cette dernière. Plus la galette est dure, plus on monte en pression pour la réalisation de l'article moulé. Avantageusement, la face interne des deux demi-moules est alimentée en vapeur d'eau saturée à 150 - 180° C sous une pression de l'ordre de 20 bars (1 bar = 10⁵ Pa).
  • Selon une forme d'exécution de ce moule l'embase de chaque demi-moule comporte un réseau de canaux parallèles à la surface du demi-moule considéré dans lesquels débouche le réseau de perçages capillaires, les canaux étant alimentés à partir d'un conduit de répartition, avec équilibrage des débits dans chaque canal à l'aide d'une vis de réglage.
  • Afin d'éviter une condensation dans le moule et d'aider à la vaporisation, l'embase de chaque demi-moule est équipée de résistances de chauffage.
  • Conformément à une autre caractéristique de l'invention, l'embase de chaque demi-moule est équipée d'un réseau de canalisations et de passages capillaires débouchant dans la couche de revêtement, ce réseau étant alimenté par une source d'air comprimée, l'alimentation étant réalisée en période de démoulage.
  • De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce moule :
    • Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un demi-moule, le second demi-moule étant représenté en traits mixtes ;
    • Figure 2 est une vue en coupe du demi-moule de figure 1, selon la ligne II-II de figure 1.
  • La figure 1 représente, vu en coupe, un demi-moule désigné par la référence générale 2, comprenant une embase 3 de type connu réalisée par exemple en aluminium. Sur cette embase 3 est fixé un élément 4 en résine époxy, dont une face correspond au profil extérieur d'un élément 5 à mouler, par exemple à partir d'un matériau maléable et moulable, tel que de l'argile. La résine époxy est recouverte d'une couche 6 réalisée en un matériau possédant une haute dureté, résistant à l'abrasion, et possédant une bonne porosité, telle qu'une alumine frittée ou au chrome-zirconium.
  • Comme montré au dessin, dans l'embase 3 est ménagé un conduit 7, relié à une source de vapeur d'eau, ce conduit 7 alimentant une pluralité de canaux 8, parallèles à la face de moulage, l'équilibrage de la vapeur d'eau au niveau des différents canaux 8 étant réalisé à l'aide de vis de réglage 9. Un conduit de sortie 10 est disposé à l'autre extrémité des canaux 8. Dans les canaux 8 débouchent des passages capillaires 12 ménagés d'une part dans l'embase 3 et d'autre part dans la couche de résine époxy 4, et s'étendant jusqu'à la couche de céramique 6. Ces passages capillaires sont destinés à amener la vapeur d'eau jusque dans la céramique 6, en période de démoulage. Il est également prévu, comme montré au dessin, des résistances électriques 13 destinées à assurer le chauffage de l'embase pour éviter la condensation de vapeur d'eau à l'intérieur de celles-ci, et assurer ainsi que la totalité de vapeur d'eau entrant dans l'embase soit amenée sous forme de vapeur jusqu'au contact de la galette d'argile à partir de laquelle un article tel qu'une tuile 5 est moulée.
  • Au moment du pressage d'une galette d'argile, il est procédé à l'injection de vapeur sous pression à travers la couche de matière poreuse 6. Au contact de l'argile froide, il se produit une condensation de la vapeur qui forme une pellicule d'eau facilitant le démoulage.
  • Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante, en fournissant un moule possédant d'excellentes qualités de démoulage, et résistant parfaitement au phénomène d'usure dans le temps, tout en étant susceptible de réalisation d'articles de formes très différentes, y compris d'articles possédant des angles vifs.
  • Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce moule décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment, que la structure d'alimentation en vapeur d'eau pourrait être différente, que la couche poreuse pourrait être constituée non pas par une céramique mais par une résine de synthèse, ou encore que le démoulage pourrait être aidé par injection dans la couche poreuse d'air sous pression, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.

Claims (11)

  1. Moule de pressage pour la réalisation d'articles obtenus à partir d'un matériau moulable sous forme de pâte humide, caractérisé en ce que chaque demi-moule (2) comprend une embase (3) de type connu, par exemple en aluminium, équipée d'un revêtement (6) comportant une empreinte de forme complémentaire de celle de l'article (5) à mouler, ce revêtement étant réalisé en un matériau poreux et résistant à l'abrasion, chaque demi-moule comportant un réseau de perçages capillaires (12) débouchant dans le revêtement (6) et alimenté à partir de canaux (8) reliés à une source de vapeur d'eau sous pression au cours de la phase de pressage d'un article.
  2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embase (3) de chaque demi-moule (2) est revêtue d'une couche (4) de résine époxy comportant une empreinte de forme complémentaire de celle de l'article (5) à mouler, dans laquelle est prolongé le réseau de perçages capillaires (12) que comporte l'embase, cette couche de résine (4) étant elle-même enduite, sur sa face de moulage, de la couche de revêtement (6) en matériau poreux et résistant à l'abrasion.
  3. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche de revêtement (6) en matériau poreux et résistant à l'abrasion est réalisée en une céramique.
  4. Moule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de revêtement en céramique est à base d'alumine frittée au chrome-zirconium.
  5. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche de revêtement (6) en matériau poreux et résistant à l'abrasion est en résine de synthèse.
  6. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (6) de revêtement est comprise entre 0,5 et 1,5 mm.
  7. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pression de la vapeur d'eau amenée au contact de la face interne des deux demi-moules est au moins égale à la pression exercée par ces derniers sur le matériau.
  8. Moule selon la revendication 7, caractérisé en ce que la face interne des deux demi-moules est alimentée en vapeur d'eau saturée à 150 - 180° C sous une pression de l'ordre de 20 bars (1 bar = 10⁵ Pa).
  9. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'embase (3) de chaque demi-moule comporte un réseau de canaux (8) parallèles à la surface du demi-moule considéré dans lesquels débouche le réseau de perçages capillaires (12), les canaux étant alimentés à partir d'un conduit de répartition, avec équilibrage des débits dans chaque canal à l'aide d'une vis de réglage.
  10. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'embase (3) de chaque demi-moule est équipée de résistances de chauffage (13).
  11. Moule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'embase (3) de chaque demi-moule est équipée d'un réseau de canalisations et de passages capillaires débouchant dans la couche de revêtement, ce réseau étant alimenté par une source d'air comprimée, l'alimentation étant réalisée en période de démoulage.
EP92420082A 1991-03-21 1992-03-20 Procédé de réalisation d'articles obtenus à partir d'un matériau moulable sous forme de pâte humide, et moule de pressage pour la mise en oeuvre de ce procédé Expired - Lifetime EP0505296B1 (fr)

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