FR2757527A1

FR2757527A1 - THERMOPLASTIC COMPOSITION FOR FORMING A MODEL

Info

Publication number: FR2757527A1
Application number: FR9716160A
Authority: FR
Inventors: William F P Neill; Michael A Stradling
Original assignee: CAMPBELL DUSSEK Ltd
Current assignee: CAMPBELL DUSSEK Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1998-06-26
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: GB2321461A; DE19754051A1; GB9626528D0; JPH10277700A; FR2757527B1

Abstract

Composition thermoplastique destinée à former un modèle, comprenant de la bêta-cyclodextrine en tant que charge.Thermoplastic composition for forming a model, comprising beta-cyclodextrin as a filler.

Description

La présente invention à pour objet une composition thermoplastiqueThe present invention relates to a thermoplastic composition

destinée à former un modèle et l'utilisation de cette intended to form a model and the use of this

composition dans un procédé de coulée à modèle perdu. composition in a lost model casting process.

Les procédés de coulée à modèle perdu, qui sont également appelés procédés "en cire perdue", sont connus depuis de nombreuses années. Dans un procédé de coulée à modèle perdu, un modèle perdu est généralement formé par chauffage et fusion d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle, introduction de la composition fluide dans un moule et ensuite, refroidissement du The lost model casting processes, which are also called "lost wax" processes, have been known for many years. In a lost model casting process, a lost model is generally formed by heating and melting a thermoplastic composition intended to form a model, introducing the fluid composition into a mold and then cooling the

matériau jusqu'à ce qu'il se solidifie pour former un modèle positif. material until it solidifies to form a positive pattern.

Ensuite, le modèle positif est retiré du moule et est encastré dans un matériau formateur de moule, généralement un matériau céramique, et on laisse ce dernier ou le contraint de façon à ce qu'il prenne la forme d'une carapace ou d'une empreinte autour du modèle positif thermoplastique. Une majeure partie du modèle thermoplastique est alors éliminée de la carapace, par fusion de la composition à une température modérément élevée. Toute matière thermoplastique restante dans la carapace après cette étape est éliminée par application d'une température nettement plus élevée, qui provoque l'évaporation, la combustion ou les deux, de sorte qu'à l'exception des Then, the positive model is removed from the mold and is embedded in a mold-forming material, generally a ceramic material, and the latter is left or constrained so that it takes the form of a shell or a imprint around the positive thermoplastic model. A major part of the thermoplastic model is then removed from the shell, by melting the composition at a moderately high temperature. Any thermoplastic material remaining in the shell after this step is removed by applying a significantly higher temperature, which causes evaporation, combustion or both, so that with the exception of

résidus de type cendre, la surface intérieure de la carapace est propre. ash-like residue, the interior surface of the shell is clean.

La carapace peut être alors utilisée pour former la pièce coulée finale. The shell can then be used to form the final casting.

Ce procédé permet de transférer les caractéristiques de surface du modèle positif sur la pièce coulée finale, par l'intermédiaire de la carapace en matériau céramique. La qualité de la pièce coulée finale dépend de la qualité du modèle positif, qui dépend à son tour de la qualité de la composition thermoplastique destinée à former le modèle à partir de laquelle le This process makes it possible to transfer the surface characteristics of the positive model to the final casting, via the shell made of ceramic material. The quality of the final casting depends on the quality of the positive model, which in turn depends on the quality of the thermoplastic composition intended to form the model from which the

modèle positif est formé.positive model is formed.

Dans un procédé de coulée à modèle perdu, la qualité de la pièce coulée finale est affectée si la composition thermoplastique destinée à former le modèle se rétracte en se solidifiant. La proportion du retrait peut être réduite par incorporation de charges telles que du polystyrène réticulé ou du BisphénolA dans la In a lost model casting process, the quality of the final casting is affected if the thermoplastic composition intended to form the model shrinks while solidifying. The proportion of shrinkage can be reduced by incorporating fillers such as crosslinked polystyrene or BisphenolA in the

composition thermoplastique destinée à former le modèle. thermoplastic composition intended to form the model.

Malheureusement, certaines charges sont considérées défavorables à l'environnement. Généralement, la charge constitue jusqu'à environ % en poids de la composition thermoplastique destinée à former le modèle. La charge présente généralement une taille de particules ) comprise entre 175 et 250 mesh. Ainsi, pour une charge typique, ai moins environ 90 %, de préférence 100 % en poids des particules traversent un tamis de 100 mesh, et au moins environ 50 % en poids Unfortunately, certain loads are considered unfavorable for the environment. Generally, the filler constitutes up to approximately% by weight of the thermoplastic composition intended to form the model. The filler generally has a particle size of between 175 and 250 mesh. Thus, for a typical load, at least about 90%, preferably 100% by weight of the particles pass through a 100 mesh screen, and at least about 50% by weight

des particules traversent un tamis de 200 mesh. particles pass through a 200 mesh screen.

Le brevet US-A-5 270 360 décrit l'utilisation de poly(nméthacrylate de méthyle) en tant que charge pour une US-A-5 270 360 describes the use of poly (methyl methacrylate) as a filler for a

composition thermoplastique destinée à former un modèle. thermoplastic composition intended to form a model.

Le brevet US-A-5 518 537 décrit l'utilisation de poudres de résine thermoplastique à base d'esters acétate de cellulose en tant que charge pour une composition thermoplastique destinée à former un US-A-5,518,537 describes the use of thermoplastic resin powders based on cellulose acetate esters as a filler for a thermoplastic composition intended to form a

modèle.model.

L'objet de la présente invention est de fournir une charge de remplacement pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle. Un autre objet de la présente invention est de fournir une charge favorable à l'environnement, pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle. Conformément à la présente invention, il est fourni une composition thermoplastique destinée à former un modèle The object of the present invention is to provide a replacement filler for a thermoplastic composition intended to form a model. Another object of the present invention is to provide an environmentally friendly filler for a thermoplastic composition intended to form a model. In accordance with the present invention, there is provided a thermoplastic composition for forming a pattern

comprenant de la bêta-cyclodextrine en tant que charge. comprising beta-cyclodextrin as a filler.

Conformément à la présente invention, il est également fourni ) l'utilisation de la béta-cyclodextrine en tant que charge dans une In accordance with the present invention, there is also provided) the use of beta-cyclodextrin as a filler in a

Conformément a la présente invention, il est également fourni un procédé de coulée à modèle perdu comprenant les étapes consistant a) à préparer un modèle positif à partir d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle; b) à encastrer le modèle positif dans un matériau formateur de moule tel qu'un matériau céramique, et à laisser ce dernier, ou à le contraindre à, former une carapace ou une empreinte autour du modèle positif; et c) à éliminer le modèle positif de la carapace ou empreinte; caractérisé par le fait que la composition thermoplastique destinée à former le modèle contient de la bêta-cyclodextrine en tant que charge. La bêta-cyclodextrine est couramment utilisée pour encapsuler des produits pharmaceutiques. Elle est fabriquée à partir du maïs et c'est une source renouvelable. Elle ne produit pas de matières toxiques par décomposition thermique, et est donc favorable à l'environnement. Le déposant a découvert que la bèta-cyclodextrine présente toutes les caractéristiques requises d'une bonne charge pour une composition thermoplastique destinée à former un modèle: elle laisse un faible résidu de combustion; elle brûle proprement avec une faible formation de suie; et elle est inerte. La bêta-cyclodextrine est In accordance with the present invention, there is also provided a lost pattern casting method comprising the steps of a) preparing a positive pattern from a thermoplastic composition for forming a pattern; b) embedding the positive model in a mold-forming material such as a ceramic material, and leaving the latter, or forcing it to, form a shell or an imprint around the positive model; and c) removing the positive shell pattern or imprint; characterized in that the thermoplastic composition intended to form the model contains beta-cyclodextrin as a filler. Beta-cyclodextrin is commonly used to encapsulate pharmaceutical products. It is made from corn and is a renewable source. It does not produce toxic materials by thermal decomposition, and is therefore environmentally friendly. The applicant has discovered that beta-cyclodextrin has all the characteristics required for a good charge for a thermoplastic composition intended to form a model: it leaves a low combustion residue; it burns cleanly with little formation of soot; and it is inert. Beta-cyclodextrin is

thermiquement stable jusqu'à 300 C. thermally stable up to 300 C.

La composition thermoplastique destinée à former un modèle comprend de préférence 5 à 70 % en poids, mais plus préférentiellement de 20 à environ 60 % en poids de bêta- cyclodextrine particulaire, qui est distribuée uniformément à l'intérieur de la matière thermoplastique. D'autres charges peuvent The thermoplastic composition intended to form a model preferably comprises 5 to 70% by weight, but more preferentially from 20 to approximately 60% by weight of particulate beta-cyclodextrin, which is distributed uniformly inside the thermoplastic material. Other charges may

être ajoutées ou combinées avec, la bêta-cyclodextrine. be added or combined with, beta-cyclodextrin.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple décrit The invention will be better understood using the example described

1 0 ci-après.1 0 below.

EXEMPLEEXAMPLE

On prépare la composition thermoplastique destinée à former un modèle suivante: Cire de paraffine complètement raffinée, p.f. 60 C 10,6 % Cire microcristalline, p.f. 70 C* 7,8 % Cire microcristalline, p.f. 78 C* 1,7 % Cire de paraffine complètement raffinée, p.f. 57 C 4,5 % Cire microcristalline oxydée synthétique, p.f. 70 C* 10,1 % Ester de rosine du pentaérythritol, p.f. 103 C** 33,0 % Copolymère éthylène/acétate de vinyleA 2,3 % Bêta- cyclodextrine 30,0 % The thermoplastic composition intended to form a following model is prepared: Completely refined paraffin wax, m.p. 60 C 10.6% Microcrystalline wax, m.p. 70 C * 7.8% Microcrystalline wax, m.p. 78 C * 1.7% Completely refined paraffin wax, m.p. 57 C 4.5% Synthetic oxidized microcrystalline wax, m.p. 70 C * 10.1% Rosin ester of pentaerythritol, m.p. 103 C ** 33.0% Ethylene / vinyl acetate copolymer A 2.3% Beta-cyclodextrin 30.0%

* ASTM D127* ASTM D127

* * ASTM E-28* * ASTM E-28

^ Indice de fluidité à chaud 150 g/ 10 min @ 190 C, ^ Hot melt index 150 g / 10 min @ 190 C,

acétate de vinyle incorporé à raison de 19 % p/p. vinyl acetate incorporated at a rate of 19% w / w.

Procédé de préparation d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle La composition thermoplastique destinée à former un modèle est préparée par le procédé suivant Les cinq composants de type cire sont fondus ensemble à C. L'ester de rosine est ajouté à la cire fondue et le mélange est agité à 130 C jusqu'à ce que l'ester de rosine se soit complètement dissous. Le copolymère éthylène/acétate de vinyle est ensuite ajouté ail mélange et le mélange est agité à 130 C jusqu'à dissolution complète du copolymère éthylène/acétate de vinyle. On laisse le mélange se Process for preparing a thermoplastic composition intended to form a model The thermoplastic composition intended to form a model is prepared by the following process The five wax-type components are melted together at C. The rosin ester is added to the melted wax and the mixture is stirred at 130 ° C until the rosin ester has completely dissolved. The ethylene / vinyl acetate copolymer is then added to the mixture and the mixture is stirred at 130 ° C. until the ethylene / vinyl acetate copolymer is completely dissolved. We let the mixture

refroidir à 105 C et ensuite, on ajoute la bêta-cyclodextrine. cool to 105 ° C. and then the beta-cyclodextrin is added.

Un modèle perdu a été préparé à partir de la composition thermoplastique destinée à former un modèle. Le modèle perdu s'est avéré présenter des retraits linéaire et volumique équivalents, par rapport à un modèle perdu préparé à partir d'une composition thermoplastique destinée à former un modèle comparable, comprenant, en tant que charge, du polystyrène réticulé. De plus, la finition de surface du modèle perdu préparé ci-dessus s'est révélée A lost model was prepared from the thermoplastic composition intended to form a model. The lost model was found to exhibit equivalent linear and volume shrinkages, compared to a lost model prepared from a thermoplastic composition intended to form a comparable model, comprising, as filler, crosslinked polystyrene. In addition, the surface finish of the lost model prepared above was found to be

être également de qualité supérieure. also be of superior quality.

Claims

1. Thermoplastic composition intended to form a

model, characterized in that it comprises beta-

cyclodextrin as a filler.

2. Use of beta-cyclodextrin as a filler in

a thermoplastic composition intended to form a model.

3. A lost model casting method comprising the steps of a) preparing a positive model from a thermoplastic composition intended to form a model; b) embedding the positive model in a mold-forming material such as a ceramic material, and leaving the latter, or forcing it to, form a shell or an imprint around the positive model; and c) removing the positive shell pattern or imprint; characterized in that the thermoplastic composition intended to form the

model contains beta-cyclodextrin as a filler.

4. Composition, use or process according to any one

of the preceding claims, characterized in that the beta-

cyclodextrin consists of fine particles.

5. Composition, use or method according to claim 4, characterized in that the beta-cyclodextrin comprises 5 to 70%,

preferably 20 to 60% by weight of fine particles.

6. Composition, use or process according to claim 4 or 5, characterized in that at least 90%, preferably 100% by weight of the particles are capable of passing through a 100 mesh screen and that at least 50% in weight of particles are capable

to pass through a 200 mesh screen.