<Desc/Clms Page number 1>
Fabrication d'articles en résines polyvinylique.
La présente invention se rapporte à la produc- tion d'objets creux rigides, thermoplastiques. Elle con- cerne plus spécialement l'utilisation d'une composition en poudre de résine polyvinylique rigide dans la produc- tion d'objets creux vinyliques rigides de très bonne qualité par un procédé de moulage par extrudage-souffla- ge.
La fabrication d'objets creux thermoplastiques par des techniques de moulage par extrudage-soufflage s'est développée de manière importante, ces dernières années au point qu'il est maintenant possible de pro-
<Desc/Clms Page number 2>
duire ainsi une grande variétés d'objets industriels, domestiques et de nouveauté qui diffèrent considéra- blement par leurs propriétés¯et par leur usage final.
@ien que des résines comme par exemple des poly-oléfi- nes aient été utilisées jusqu'ici avec succès dans le procédé, il n'a pas été possible de produire des objets creux de très bonne qualité en soumettant à un extru- dage-soufflage une composition rigide de résine poly- vinylique. Dans une telle composition la résine poly- vinylique, par exemple le chlorure de polyvinyle, est essentiellement le seul constituant où la résine peut @tre mélangée avec seulement des quantités mineures de divers ingrédients modifiants choisis de manière à ne pas altérer de manière significative sa résistance chimique inhérente.
Les températures opératoires éle- .vées qu'on doit nécessairement appliquer dans le pro- cédé en raison de la viscosité à l'état fondu élevée de la résine et pour obtenir la résistance à chaud et l'homogénéité nécessaires de la composition fondue ont provoqué la dégradation de la résine et les objets , obtenus par soufflage des compositions ont eu pour la plupart une couleur fortement altérée, une qualité 'superficielle inférieure et souvent des propriétés dégradées.
La présente invention se propose par conséquent de fournir un procédé de production d'objets creux viny- liques rigides de très bonne qualité par une technique de moulage par extrudage-soufflage, donnant des objets tenaces et durables ne manifestant pas de dégradation thermique ni d'imperfactions superficielles.
Elle se propose de fournir par soufflage des récipients vinyliques rigides, limpides,translucides et opaques, de section transversale variable et
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
d'épaisseur uniforme de$ paresq ,f' p6Q,' d'épaisseur uniforme des patois, ees ,t'' 1.
J testant une excellente résistance aux <t%@qu4% '!j)t- ques, une bonne résistance à l'éclatement sous l'action de chocs et faciles à imprimer sans traitement supplé- ment aire de la surface.
@es buts et d'autres de l'invention apparaîtront aux techniciens au cours de la description qui suit.
Il doit être entendu que le terme de "résine polyvinylique" utilisé ici couvre à la fois les poly- mères de chlorure de vinyle et les copolymères du chlorure de vinyle avec d'autres composés non-saturés copolymérisables, lesdits copolymères contenant du chlorure de vinyle et au maximum environ 5% en poids
EMI3.2
du copolymère d'un ou de pluaieur ea m.ano3res supplémentaires, bea exemples de composés e....':"t'Opr1és pouvant ainsi être copolymérisés sont les halogène de vinylidêne, par exemple le chlorure de vinyle, les esters vinyliques comme le formiate de vinyle, l'acétate de vinyle, le butyrate de vinyle, etc. et
EMI3.3
les esters alooyliques de l'acide acrylique, spécia- lement l'acrylate de méthyle et l'acrylate d'éthyle.
Toutefois, en raison de son bas prix et de son abandan- ce le chlorure de polyvinyle constitue actuellement
EMI3.4
la résine préférée pour l'application à '1nvtton. : Pour cette raison, ce qui suitze rapportera spéciale?" ment au chlorure de polyvinyle, étant toutefois en%en-, du que ceci n'est nullement limitatif mais purement illustratif de l'invention.
La présente invention couvre la préparation d'objets creux vinyliques rigides de très bonne quali- té par un procédé de moulage par extrudage-soufflage consistant à extrudor une composition de résine de polyvinyle rigide dans des conditions de traitement
<Desc/Clms Page number 4>
dans lesquelles elle est exposée pendant une période . de temps minimum aux températures de mastication élevées nécessaires pour convertir ladite composition en un état thermoplastique coulable susceptible ulté- rieureaent de dilatation facile.
L'exposition à de telles températures élevées de traitement étant brève, c'est-à-dire la durée de séjour dans l'appareil d'ex- trudage minimum, la matière résineuse ne subit pas de dégradation thermique et les objets creux soufflés ne produits ensuite à l'aide de cette matière/montrent pas non plus de dégradation thermique ou d'importée- tions superficielles.
La composition de résine polyvinylique rigide le plus avantageusement utilisée ici est une composi- tion en poudre comprenant la résine polyvinylique, par exemple le chlorure de polyvinyle, à titre de constituant principal, ladite résine étant intimement mélangée à volonté avec divers autres ingrédients comme on en utilise normalement dans ces compositions rigides pour améliorer ou modifier les caractéristi- ques d'usinage de la résine et (ou) conférer aux objets fabriqués à l'aide cette résine certaines pro- priétés physiques, Ces ingrédients sont normalement choisis parmi des composés tels que des modificateurs résineux de choc, dos adjuvants organiques de traite- ment,
des agents stabilisant à la chaleur et à la lumière typiquement utilisés avec les résines polyvi- nyliques, des pigments, des charges, des colorants, etc. Lea modificateurs résineux de choc sont convena- blement incorporés en quantités mineures, c'est-à-dire allant jusqu'à 20% environ en poids du constituant résineux et peuvent comprendre une ou plusieurs matiè- res telles que des copolymères styrène-acrylonitrile, des polymères ternaires acrylonitrile-styrène-
<Desc/Clms Page number 5>
butadiène, des coploymères d'éthylène avec des esters vinyliques d'acides gras inférieurs, des polyéthylènes chlorés et des polyéthylènes sulfo-chlorés.
D'autres adjuvants de traitement utilisables dans des propor- tions de 0,5 à 5 parties environ pour 100 parties dé résine sont les monoacides gras contenant environ 12 à 18 atomes de carbone par molécule, les sels métalli- ques de ces acides et divers dérivés hydrocarbonés naturels et synthétiques comme des résines, des cires, des huiles minérales, de la glycérine, des plastifiants, etc. Les stabilisants usuellement employés comprennent les savons métalliques, les composes-organiques d'étain pouvant ou non contenir du soufre et des complexes des métaux avec des composés organiques comme des composés ' de baryum, cadmium, calcium, zinc, etc., ces composés étant usuellement incorporés dans la composition en quantités comprises entre 1 et 5 parties pour 100 parties de résine.
On peut de même incorporer des charges et des pigments en petites quantités, soit environ 0,05 à 5 parties pour 100 de résine comme le carbonate de cal- cium, le blanc de Meudon, le bioxyde de titane etc. et des pigments minéraux , des colorants organiques etc,
La composition résineuse pulvérulente de préfé- rence utilisée ici peut également être une composition ;
n'étant pas essentiellement modifiée, sans modificateurs! de choc, comme on en utilise normalement dans la fabri- ; cation d'une composition pulvérulente résineuse rigide de polyvinyle. Une telle composition contient généra- lement le constituant résineux associé à un agent thermostabilisant et souvent à un adjuvant de traite- ment et'est utilisée dans la fabrication d'objets creux moulés par soufflage, par exemple de récipients, ayant
<Desc/Clms Page number 6>
la clarté du cristal et présentant une grande résistance aux attaques chimiques.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, il est , préférable que la composition résineuse utilisée n'acuiè- re pas au cours de sa préparation un passé calorifique significatif qui pourrait contribuer à sa décomposition par la chaleur au cours des opérations de traitement.
C'est pour cette raison qu'on préfère une composition en poudre. Comme on le verra dans la suite par des exemples particuliers on prépare cette matière.dans un mélangeur fonctionnant à des vitesses élevées de cisail- lement, grâce auquel les agent's modifiant éventuellement utilisés peuveht être intimement dispersés dans la rési- ne dans un cycle accéléré avec. un minimum d'exposition des températures de mélange .élevées.
Dans la pratique, on utilise typiquement des cy- cles totaux de mélange ne dépassant pas huit à dix minu- tes dans la préparation de la composition résineuse en poudre. Au cours de cette période les ingrédients sont usuellement exposés un court instant à des températures 'de l'ordre de 99 à 121 . Toutefois, dans certains cas particuliers, quand on prépare.des compositions en pou- die spécialement formulées, on, peut opérer à des tem- péràtures de mélange atteignant 143 .
Les appareils d'extrudage qui peuvent être conve- nablement utilisés dans le procédé selon l'invention sont les machines dont on dipose actuellement dans le commerce dont le rapport de la longueur au diamètre du cylindre (L/D) est d'au moins 10/1, celles dans lesquelles ledit rapport est de-15/1 au moins étant préférées. L'appareil d'extrudage utilisé peut être muni d'une vis a étage
Simple ou multiple ayant un rapport global de compression de 1/1 à 5/1.
En fonctionnement l'appareil d'extrudage
<Desc/Clms Page number 7>
peut être facultativement pourvu ou non d'évents, Quand la composition résineuse devient plastique dans la cham- bre d'extrudage, elle peut être déchargée de manière' continue par l'orifice d'extrudage ou selon des cycles réglés en interrompant un court moment la rotation de la via. Dans un autre mode opératoire, la via peut fonctionner de manière continue et l'appareil d'extrudage peut être muni d'une grille ou section de tête avec un dispositif du type à accumulation où la charge résineuse fondue peut être recueillie à mesure qu'elle est poussée hors de la chambre d'extrudage.
Quand la quantité de charge résineuse plastifiée atteint un niveau déterminé à l'avance, elle est vigoureusement déchargée au moyen d'un piston et poussée dans une O@ plusieurs matrices
EMI7.1
annulaires de laquelle ou desquelles elle est rapidement annula.res laq,ue2le d.saquellcs elle eat rapideaent extrudée. on peut également utiliser et,;
cacement dans le procédé un appareil d'extrudage muni KljQ1is du type va-et-vient. wans un tel appareil, la 1.6 de 'stiii- , cation agit également comme un pistsn ou plier pour décharger la matière plastifiée de l'avaiit-- la chambre d'extrudage dans la section de tête de .appars1 d'ex- trudage, de laquelle elle est déchargée par un orifice de matrice ou plusieurs orifices de matrices, En fonc- tionnement, la matière plastifiée s'accumule à l'avant de la chambre d'extrudage en poussant progressivement
EMI7.2
par pression la vis en arrjère de la chambre d'extrudage." Quand elle a franchi en arrière une distance déterminée !
EMI7.3
a l'avance, la vis est alors automatiquement poussée en avant,
ce qui refoule la charge de matière résineuse plastifiée accumulée dans la section de tête de l'appa-
EMI7.4
reil d'extrudage. Ainsi, à l'aide de cette installation, la matière plastifiée peut être déchargée de manière intermittente en un cycle réglé en faisant.varier la
<Desc/Clms Page number 8>
vitesse de fonctionnement de la vis, le déplacement maxi- mum en arrière de cette vis ou les deux facteurs simul- tanément.
On a déjà fait remarquer ci-dessus qu'il était essentiel que la composition en poudre de résine poly- vinylique n'acquière pas au cours de sa préparation de passé calorifique qui contribuerait à sa dégradation thermique au cours des opérations ultérieures de brai- tement. ]Pour éviter la dégradation de la composition. résineuse au cours du traitement, il est de même essen- tiel que la matière résineuse soit exposée pendant une période minimum aux températures élevées exigées pour la convertir en un état thermoplastique susceptible de facile dilatation.
Au cours de la plastification, une chaleur appliquée par un moyen extérieur est conduite difficilement dans la matière résineuse polyvinylique rigide en raison de ses caractéristiques de transfert de chaleur médiocres. Par conséquent, dans la pratiques la composition résineuse rigide est amenée à la tempé- rature désirée par la chaleur de frottement qui se développe rapidement dans la composition grâce à l'action de cisaillement exercée par la vis de plastification.
La composition est ainsi plastifiée de la manière la plus efficace et la plus uniforme avec réduction au minimum de la possibilité d'une dégradation thermique quelconque par suite de surchauffes locales telles qu'il s'en pro- duirait en utilisant des dispositifs extérieurs de chauffage, toutefois,les parois de la chambre d'extru- dage sont de préférence chauffées suffisamment pour éviter,
qu'il ne se forme dans la matière plastifiée des
Ozones froides" dans la partie de la matière contiguë auxdites parois étant donné qu'une charge de résine présentant des inégalités de température ne coulerait
<Desc/Clms Page number 9>
pas de manière uniforme au cours des opérations subsé- quentes de mise en forme et on obtiendrait des objets ayant une épaisseur des parois ou une surface indési- rable.
Les températures de plastification atteintes dans le procédé et la longueur du cycle de plastifies- tion varient quelque peu selon le poids moléculaire de 'la résine utilisée dans la composition ainsi que selon le type de formule traité. Par exemple, dans le traite- ment d'une composition contenant une résine de poids moléculaire élevée ayant une viscosité à l'état fondu élevée, la vis de plastification exerce une action de cisaillement plus grande qu'elle le ferait sur une composition comprenant une résine de poids moléculaire plus faible.
uette force de cisaillement étant plus grande, il se développe une plus grande chaleur de frottement dans la conversion d'une telle matière à l'état thermoplastique, Par conséquent, dans le procédé,, la matière plastifiée au moment où elle est déchargée / de l'orifice de la matrice peut atteindre une tempéra- ture de 232 . uependant cette matière ne montre pas de signes de dégradation thermique étant donné qu'elle n'a qu'un passé calorifique insignifiant, c'est-à-dire n'a été exposée à des températures très élevées que pendant une brève période au cours de sa plastification. vans la suite, quand on procède au moulage par soufflage d'objets creux rigides à l'aide de cet extrudat, ceux-ci ne mon- trent pas le plus faible signe de dégradation thermique.
En plus des variations dans le cycle de plasti- fication qui peuvent être obtenues par le type de formu- le traité, les conditions d'extrudage, c'est-à-dire la durée de séjour de la composition résineuse dans l'ap- pareil d'extrudage et la vitesse à laquelle cette matiè-
<Desc/Clms Page number 10>
re à l'état plastifié peut être déchargée et dilatée pour forcer les objets creux terminés, dépendent princi- palement de 'opération de moulage particulière utilisée.)
Des variations dans l'opération ou le cyle de moulage sont produites par des facteurs tels que la dimension de l'objet moulé produit,
le nombre de moules utilisés dans le procédé et en particulier la longueur de temps de refroidissement de l'objet 4ilatè avant qu'on puisse le sortir du moule sans le déformer, .en d'autres termes, la vitesse à laquelle la matière résineuse peut être extrudée dépend dans une grands mesure de la vitesse à laquelle l'opération de moulage par soufflage peut être effectués, vette opération, comme on l'a dit, comprend les opérations de charge d'une-quantité suffisante d'ex- trudat dans la cavité du moule, le soufflage d cet extrudat de manière qu'il épouse les contours du moule puis son éjection de celui-ci au bout d'un certain temps.
comme on le verra plus en détail dans la suite, on peut réaliser@des cycles de moulage minimum dans le procédé selon l'invention en utilisant-certaines conditions d'extrudage et certains appareils permettant de remplir rapidement le moule. De plus, le cycle de refroidissement qui suit l'opération de souffaîge peut 8tre sensiblement diminué en raison du module de.flexion élevé da la résine polyvinylique,
par exemple de chlorure de polyyinyle' de sorte que l'objet dilaté puisse être enlevé du moule sans être déformé à une température beaucoup plus élevée qu'il est possible par exemple'quand on traite des poly- oléfines. uomme on l'a dit la plestifictaion et l'extruda- ge de la matière résineuse peuvent être effectués dans différents types d'appareils et dans des conditions va- riées selon l'opération de moulage utilisée, Far exemple,
<Desc/Clms Page number 11>
si on utilise un seul moule,
la résine plastifiée peut être extrudée de manière intermittente en interrompant la rotation de la vis de l'appareil d'extrudage au cours des intervalles où on effectue les opérations de soufflage et de refroidissement dans le moule en conti- nuant l'extrudage à mesure que le moule devient dispo- nible pour le recharge, toutefois, pour produitre des objets de forme creuse dans des opérations industrielles c'est-à-dire à des vitesses permettant de produire le plus grand nombre possible d'objets par haure. le pro- cédé est avantageusement mis en oeuvre en @tilisant un certain nombre de moules.
Dans un tel proe dé. la matiè- re extrudée est déchargée de manière contre de.l'appa- reil d' extrudage et chargée successivement une série de moitiés de moule disposées de mani ce érr tement contiguë, opposées verticalement par paires sur une table ou plateforme tournante de manière que les moules ppissent être successivement déplace en s'ali- gnant avec l'orifice de la matrice.
Dans un autre mde opératoire utilisant également un extrudage continu la matière plastifiée est chargée alternativement dans un ou plusieurs moules du type à va-et-vient qui se dépla- cent après réception de la paraison de résine, vertica- lement ou horizontalement en s'éloignant de l'orifice de la matrice pendant que sont effectuées les opérations dqéoufflage et de refroidissement. Dans ce procédé, le nombre de moules utilisé dépend usuellement du cycle de moulage nécessaire.
Le procédé selon l'invention peut également être effectué dans des conditions dans lesquelles on peut charger simultanément plusieurs moules de la quantité voulue de matière résineuse, les opérations de moulage qui suivent étant de même effectuées-simultanément. vans ce mcde opératoire, la matière résineuse qui peut
<Desc/Clms Page number 12>
être plastifiée de manière intermittente ou continue est usuellement chargée dans une chambre de collectage qui peut être un accumulateur extérieur ou le cylindre de l'appareil d'extrudage lui-même et déchargée de manière intermittene de la chambre de collectage sous pression de manière que les moules peuvent être chargés de la paraison en un minimum de temps.
Les moules utilisés peuvent à volonté être fixes ou mobiles. de procédé est particulièrement propre à la production efficace de grands objets et utilise des appareils d'extrudage muni. de moyens permettant de décharger la matière plastifiée de manière intermittente, par exemple des appareils d'extrudage munis d'un dispositif de remise en circula- tion) d'une vis à va-et-vient ou d'un appareil d'accu- mulation.
Dans le procédé, il est possible de produire des récipients, par exemple des fioles de 425 ml environ, ayant une résistance élevée au choc dans des cycles de moulage de sept à huit secondes environ par moule. On peut ainsi produire par moule plus de 450 objets dilatés si par heure. Ainsi,/on utilise un appareil d'extrudage d'une capacité suffisante permettant de charger simul- tanément plusieurs moules, on peut atteindre des taux proportionnellement plus élevés, par exemple de l'ordre , de 450 fioles par moule et par heure, soit 1800 bouteil- les par heure en utilisant quatre moules.
Dans le piocédé selon l'invention, il est égale- ment possible de fabriquer des objets creux rigides polyvinyliques ayant des parois d'épaisseur variée si on le désire, us produits se préparent par un procédé généralement dénommé d'oxtrudage "programmé". ue procédé ' s'effectue en général en faisant varier dans un cycle d'extrudage à des intervalles do temps prescrite la
<Desc/Clms Page number 13>
vitesse à laquelle la matière résineuse plastifiée est extrudée par l'orifice de la matrice. La paraison extru.- dée peut ainsi être amenée à gonfler en quantités variées à des zones déterminées à l'avance et les objets obtenus . auront des sections des parois correspondantes plus min- ces et (ou) plus épaisses, à volonté.
Dans la pratique, la vitesse d'extrudage peut être modifiée en modifiant par exemple la vitesse à laquelle le piston dans la section d'accumulation de l'appareil d'extrudage est actionné pour en refouler la matière plastifiée. de nombreux types différents d'objets creux' rigides peuvent être moulés par soufflage dans le procé- dé selon l'invention de manière efficace et à un coût extrêmement bas de fabrication, par exemple des jouets, des panneaux publicitaires, de nombreux articles indus- triels comme des convoyeurs pour produits chimiques,.des conduits ou tuyaux pour le conditionnement de l'air et des récipients de tous types et de toutes dimensions tels que:
des bouteilles, des seaux, des bonbonnes et des fats. des water-closet. des réservoirs à essence, des sièges d'automobile,des coques de bateaux,des pots à fleurs, des plantoirs et de nombreux articles de nou- veauté.
Par leur utilité et leur aspect séduisant, les objets moulés par soufflage sont des produits de qualité qui ne montrent pas de dégradation thermique. Ils sont en outre caractérisés par leur surface lise, exempte de . piqûres ou de vides, qui peuvent être facilement impri- mée par des procédés tels que les impressions au tamis de soie ou les impressions en offset sans traitement préalable de la surface. Selon le dessin du moule uti- lisé, on produit des objets de section transversale très variée qui peuvent, à volonté, avoir des parois d'une épaisseur uniforme ou irrégulière.
On peut- fabri-
<Desc/Clms Page number 14>
quer par le procédé selon 1'invention des objets creux et rigides polyvinyliques manifestant le maximum de résistance ou d'inertie chimique, un module de flexion ou une rigidité élevée, une bonne résistance au choc et une bonne résistance au fissruage sous l'influence des tensions. Ils peuvent être utilisés pour transporter ou conserver pendant des périodes prolongées sans se détériorer des produits chimiques tels que des bases fortes et des acides minéraux.forts, de l'essence, du kérosène, des alcools et des hydrocarbures aliphatiques, ainsi que des huiles animales, minérales et végétales.
raison de leur rigidité, ces objets, par exemple, des récipients rigides, même à parois extrêmement minces, peuvent être utilisés et peuvent être empilée sans se déformer. On peut de même fabriquer des objets creux d' aspect translucide ou opaque avec fini brillant ou mat. On peut également fabriquer des objets creux rigides ayant la clarté du cristal, qu'on ne peut obtenir qu'à l'aide de résines telles que les polyéthy- lènes traitées de cette manière.
Les exemples particuliers suivants permettront aux techniciens de mieux comprendre l'invention et la manière dont elle peut être mise en oeuvre. mana ces exemples, les, proportions des ingré- dients quand elles sont exprimées en partes désignent des poids,
On prépare une composition en poudre de résine de polyvinyle rigide à l'aide.d'un mélangeur à grand cisaillement fonctionnant à une vitesse linéaire mesurée à l'extrémité de la pale d'hélice) de 3000 mètres par minute.
La résine polyvinylique utilisée est une résine de chlorure de polyvinyle ayant une
Viscosité relative de 2,35. valeur déterminée à 30
<Desc/Clms Page number 15>
à l'aide d'une solution à 1% du polymère dans la cyclehexanone. Pour 100 parties de résine utilisée dans la formule, on ajoute 2 parties d'un organomercaptide d'étain comme agent stabilisant (Thermolite 31- Métal and Thermit), 10 parties d'un polymère ternaire styrène- butadieêne-carylonitriel (Blendex 301.
fabriqué par Marbon Chemical) comme modificateur de traitement, 5 parties de bioxyde de titane comme pigment et charge, 2,25 parties d'une paraffine solide de poids moléculaire élevé (sohio Wax, Standard Oil of Ohio) et 2 parties de stéarate de calcium comme adjuvant de traitement et 0,017 partie de bleu d'outremer comme colorant.
On charge la résine et l'ingrédient stabilisant dans le mélangeur à la température ambiante et on commen- ce le cycle, de mélange. On disperse l'agent stabilisant dans la résine pendant environ deux minutes; la températu re du mélange atteint alors 65 . A cette température et en continuant à mélanger, on incorpore le polymère ter- naire styrêne-butadiène-acrylonitrie. Quand le mélange atteint la température de 77 , on ajoute le bioxyde de titane.
On mélange ensuite la paraffine solide et ie stéarate de calcium associés avec le mélange et quand celui-ci atteint la température de 88 on ajoute la quantité prescrite de bleu d'outremer. On continue alors à mélanger jusqu'à ce que la température de la composition atteigne environ 110 . On décharge le mélange du mélangeur et on le traite à raison de 36,3 kg par heure dans un appareil d'extrudage de 6,25 cm dont le rapport de la longueur du cylindre au diamètre est de 20/1. L'appareil est muni d'une vis évidée à deux paliers à pas constant, ayant un rapport global de compression de 1,85/1.
Dans le procédé, la vis fonctionne d'une manière continue à la vitesse de 45 tours/minute et est étroitement maint en
<Desc/Clms Page number 16>
à une température de 132 par reciroulation dans le noyau de la vis d'un milieu huileux de transfert de chaleur. La composition pulvérulente est introduite dans la trémie de l'appareil d'extrudage et refoulée par la rotation de la vis dans la chambre d'extrudage où elle est travaillée jusqu'à obtention d'une casse plastique ramollie par la chaleur.
La chambre d'extru- dage est munie de quatre zones de chauffage contrôlées éloctriquement aux températures suivantes à partir de la section arrière de l'extrudeur contigë à la section de la trémie :
EMI16.1
<tb> Zone <SEP> 1 <SEP> 1710
<tb>
<tb> Zone <SEP> 2 <SEP> 177
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 3 <SEP> 177
<tb>
<tb> Zone <SEP> 4 <SEP> 182
<tb>
La charge plastique ramollie par la chaleur est refoulée dans la tête de Moulage par soufflage, mainte- nue à une température de 18 à 190 et déchargée verti- calement sous forme de tube de paraison par une matrice annulaire (diamètre intérieur 26,9 mm. diamètre esté- rieur 30.4 mm).
La température de la matrice est main- ! tenue à environ 221 et la température de la matière à la décharge est d'neviron 218
Dans l'opération de moulage,on utilise deux moules à bouteilles à va-et-vient à deux sections de 425 g environ. Ils fonctionnent dans un plan transversal j au chemin de l'extrudet tubulaire avançant verticalement déchargé par l'orifice de la matrice et sont alternati- vement dans leur position avancée en ligne sous cet orifice et très près de lui.
Au cours de la décharge, une longueur suffisante de l'extrudat tubulaire est suspendue dans 1 espace compris entre les deux moitiés du moule aligné sous l'orifice et tombe sur une aiguille '
<Desc/Clms Page number 17>
de soufflage disposée au fond du moule. Les moitiés de moule sont alors amenées en contact, ce qui coupe la longueur de tube emprisonnée du reste de l'extrudat: et scelle le tube à cette extrémité. Le moule est alors déplacé de sa position avancée cependant qu'on applique dans le moule par l'aiguille de soufflage de l'air com- primé, ce qui dilate le tube emprissonnéet lui fait épouser les contours du moule.
Au cours du retrait du moule de l'orifice de la matrice et de l'opération de soufflage, l'autre moule est poussé en avant pour s'aligner avec l'orifice, rempli d'extrudat tubulaire, fermé de manière à emprisonner le tube puis déplacé de sa position avancée pendant qu'on effectue l'opéra- tion de soufflage. Pour chaque moule, le cyle complet de moulage, c'est-à-dire les opérations de remplissage et de soufflage, le refroidissement de la bouteille dilatée et son enlèvement du moule est effectué en dix secondes. A l'aide de deux moules, on produit douze bouteilles par minute. Dans ce procédé, la compo@i- tion résineuse pulvérulente est traitée à raison de 36,32 kg par heure et on produit par heure 720 bouteil- les de 425 g environ.
Les produits moulés par soufflage obtenus sont des récipients blancs, opaques, ne montrant aucun.jau- nissement ou autre signe de dégradation thermique. Ils ont des parois d'une épaisseur uniforme de 0,5 mm et une surface lisse et brillante exempte de piqûres, de vides ou autres imperfections superficielles.
Ces produits, aussi bien à la température ambian- te qu'à des températures très inférieures au point de congélation de l'eau, offrent une forte résistance à l'éclatement par choc. Pour déterminer leur résistance au choc on remplit un certain nombre d'échantillons
<Desc/Clms Page number 18>
d'eau à la température ambiante, on les bouche puis on les fait tomber sur un sol en béton d'une hauteur de
1,20 mètre. Essayes de cette manière, ils ne se brisent .qu'après au moins vingt chutes,successives. Ils ne se brisent pas quand on les :fait tomber à la température ambiante d'une hauteur de 2.40 mètres.
L'autres échantillons remplis d'une solution salée et conditionnés pendant au moins vingt-quatre heures à -6 8 sont essayés de la même manière. ! cette température, ils ne se brisent.pas après quinze chutes successives d'une hauteur de 1.20 mètre, Un échantillon préparé de manière similaire essayé à -34 5 résiste également à une chute de la même hauteur.
EXEMPLE 2
On moule par soufflage des récipients creux rigi- des vinyliques d'une capacité de 1,12 litre à l'aide de la composition en poudre de résine de chlorure de poly- vinyle de l'exemple 1 en utilisant l'extrudeur de 62,5 @m utilisé dans l'exemple 1 et def moules du type à va-et- vient. Dans le procédé de cet exemple,les zones de chauffage de l'appareil d'exturdage sont réglées aux températures suivantes :
EMI18.1
<tb> Zone <SEP> 1 <SEP> 1820
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 2 <SEP> 182
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 3 <SEP> 188
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 4 <SEP> 193
<tb>
La via maintenue à une température de 132 est actionnée de manière continue à la vitesse de 53 tours/ minute, La tête de moulage par soufflage est maintenue à une température de 196 à 204 . La matrice est mfinte- nue à une température de 221 et la température de la matière à la décharge est d'environ 218 . La composi- tion résineuse est traitée à raison de 43,13 kg par heure.
<Desc/Clms Page number 19>
L'extrudat tubulaire formé est moulé et dilaté comme il est dit dans l'exemple 1 en utilisant des moules appropriée du type à va-et-vient. Dans ce pro- cédé. un cycle complet de moulage est effectué en onze secondes environ, ce qui donne uné production horaire de 655 récipients.
.. les produits obtenus ont un aspect similaire de ceux préparés dans l'exemple 1, étant blancs, opaques et brillants, avec une surface de qualité et des parois d'épaisseur uniforme. Si on les remplit d'eau et on les laisse tomber sur le sol de manière répétée d'une hau- teur de 1,20 mètre, ils résistent à vingt chocs au moins sans se briser. Des échantillons remplis, conditionnés et essayés à -6 7 résistent à au moins cinq chutes successives d'une hauteur de 1,20 mètre.
EXEMPLE3 :
On fabrique à l'aide de la composition en poudre de résine de chlorure de polyvinyle liquide préparée dans l'exemple 1 des récipients creux rigides d'une capacité de 3,97 litres. On utilise un appareil d'extrudage de 85,5 mm avec un rapport L/D de 24/1. L'extrudeur est\ muni d'une vis évidée à deux paliers avec un rapport global de compression de 2,7/1. La vis fonctionne à 55 tours/minute et est maintenue à une température pré- cise de 124 par recirculation dans le noyau d'un milieu huileux de transfert de chaleur. La composition est trai- tée à raison de 110,6 kg par heure.
Dans le procédé d'extrudage, les cinq zones de chauffage de l'extrudeur sont réglées électriquement aux températures suivantes :
EMI19.1
<tb> Zone <SEP> 1 <SEP> 171
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 2 <SEP> 1770
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 3 <SEP> 182
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 4 <SEP> 193
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zone <SEP> 5 <SEP> 1880
<tb>
<Desc/Clms Page number 20>
La matière plastique est refoulée de la chambre d'èxtru- dage dans un réservoir d'accumulation disposé dans la section de tête d'extrudeur contiguë à la chambre.
Bans ce réservoir d'accumulation qui est maintenu à environ 199 à 204 , la quantité de matière plastifiée augmente à mesure qu'on charge la vis de manière continue jusqu'à une quantité suffisante pour fournir la charge nécessaire pour quatre matrices, quantité réglée par des dispositifs automatiques préalablement réglés.
La matière} plastifiée accumulée est alors déchargée sous une pres- sion élevée (par exemple de 420 kg/cm2) dans une tête de moulage par soufflage semblablement chauffée qui la diti- ge dans quatre chambres de matrice (maintenues à environ
199 ) et déchargée sous forme d'un tube de parasion par des orifices annulaires (diamètre e@térieur 28,57 mm).Les orifices sont chauffés à 221 .
Les différentes paraisons sont disposées simultanément entre les moitiés du moule aligné avec et sous lesdits orifices ou les buses d'ex- trudage, Après remplissage, on ferme les moitiés de moule et on les serre autour des paraisons puis on effec- tue l'opération de soufflage au moyen d'une aiguille de soufflage logée dans le col de chacun des moules, ladite aiguille étant fixée à la buse d'extrudage. Dans ce pro- cédé, le cyle complet de moulage est effectué en environ vingt-trois secondes. Dans ce cycle, la chute de la paraison de l'orifice de la matrice et la charge de la cavité du moule sont effectuées en six à sept secondes seulement.
Ce procédé fournit environ 624 récipients par heure.
EXEMPLE 4 :
On prépare une composition en poudre de résine de chlorure de polyvinyle rigide en utilisant le mélan- geur à cisaillement élevé de l'exemple 1. POur 100 par-
<Desc/Clms Page number 21>
lies de chlorure de polyvinyle (viscosité relative de 2,10 déterminée comme précédemment), on introduit 3 parties d'un mercaptide d'étain comme agent stabilisant (Thermelite 31, Métal and Thermit), 10 parties d'un polymère ternaire atyrène-butadiène-acrylonitrile (Blendex 301, fabriqué par Marbon Chemical) et 0,002 partie de Violet Resoform pour nuançage.
On charge la résine et l'agent stabilisant dans le mélangeur à la température ambiante et on commence le cycle de mélange; on mélange ces ingrédients jusqu'à ce que la température du mélange atteigne environ 65 . On incorpore le poly- : mère ternaire à cette température tout en continuant à mélanger. Quand le mélange atteint 88 , on ajoute le colorant. On continue ensuite à mélanger pendant un court instant jusqu'à ce que le mélange atteigne là température approximative de 110 . On décharge alors le. mélange du mélangeur et on le traite dans l'extrudeur de 26,9 mm utilisé dans l'exemple 1 dans les mêmes con- ditions d'extrudage. L'extrudat ramolli par la chaleur est moulé par soufflage en récipients de 425 g comme il est dit dans l'exemple 1 à raison de 720 récipients par heure.
Les objets creux vinyliques rigides fabriqués sont des récipients translucides ayant une excellente stabilité à la chaleur, des surfaces exemptes de vides d'un beau brillant et ont des parois d'une épaisseur uniforme de 0,5 mm. Soumis à l'essai de résistance au choc à la température ambiante, ils ne se brisent pas quand, remplis d' eau, on les fait tomber de manière répétée d'une hauteur de 1,20 mètre sur le sol au moins quinze fois. Après conditionnement pendant au moins vingt-quatre heures à -18 ils peuvent également tomber d'une hauteur de 1,20 mètre à cette température sans dommage..
<Desc/Clms Page number 22>
EXEMPLE 5 : On produit dea récipients creux vinyliques rigi- des d'une capacité de 1,2 litre à l'aide de la compo- aition préparée dans l'exemple:4. Dans cet exemple, on utilise l'extrudeur de 0,25 mm de l'exemple 1 mais dans les mêmes conditions d'extrudage que dans l'exemple 2.
Les récipients obtenus ont un aspect similaire à ceux de l'exemple 4, c'est-à-dire sont des produits translucides d'une excellente stabilité à la chaleur avec une surface lisse et brillante, emplis d'eau et essayés à la température ambiante, ces produits résis- tent à la fracture sous l'action des chocs quand on les laisse tomber au moins quinze fois de suite d'une hauteur de 1,20 mètre; on peut également les laisser tomber d'une hauteur quelconque jusqu'à itou mtre sans qu'ils se brisent.
EMI22.1
SXEtaTL ;
Pour la production d'objets vinyliques limpides et rigides, on.prépare une composition pulvérulente de résine de chlorure de polyvinyle non-modifiée à l'aide de la formule de base suivante 1 )
EMI22.2
<tb> , <SEP> x <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> 100 <SEP> parties
<tb>
EMI22.3
xx Sercaptide d'6tain stabi- lisant Violet tsoform .
0,00 " 1 x Viscosité relative 2,10
EMI22.4
m< !hermol1te 31, fabriqué par .Matal and Thermit
On utilise un mélangeurs/grand cisaillement comme dans les exemples précédents dans lequel on charge la résine et l'agent stabilisant à la tempéra- ture ambiante et on mélange intimement jusqu'à ce que le mélange obtenu atteigne une-température d'environ
<Desc/Clms Page number 23>
77 .on incorpore le colorant et on continue à mélanger jusqu'à ce que la température du mélange atteigne environ 99 .
On traite la composition préparée à raison de
EMI23.1
±6,3z kg/houre dans un appareil d'extrudage de 6,25 ma ayant un rapport de la longueur au diamètre de 20/1. muni d'une vis évidée à deux paliers ayant un rapport global de compression de 2,7/1. La vis fonctionne à une vitesse de 53 tours/minute et elle est maintenue à une température de 93 par circulation d'un milieu huileux de transfert de chaleur. A mesure que la com- position est refoulée dans la chambre d'extrudage, elle est exposée aux températures suivantes maintenues et réglées dans les zones de chauffage par des dispo- sitif s électriques.
EMI23.2
Zone 1 1600 '<. Zone .2 165 ""<.
EMI23.3
<tb> Zone <SEP> 3 <SEP> 171
<tb>
<tb> Zone <SEP> 4 <SEP> 171
<tb>
La matière ramollie par la chaleur est refoulée de la chambre d'extrudage dans la section de tête de moulage par soufflage de l'extrudeur qui est réglée entre 174 et 177 . On la déchargé alors sous forme de parai.on tubulaire, verticalement, d'une matrice annulaire (diamètre intérieur 26,9 mm), ladite matrice étant réglée électriquement à une température de 213 de sorte que la matière déchargée est à une température d'environ 199 .
On moule alors par soufflage l'extrudat ramolli par la chaleur sous ferme de récipients d'une capacité de 425 g environ en utilisant l'appareil de moulage et le procédé décrit dans l'exemple 1. On produit par heure 720 récipients transparents.
<Desc/Clms Page number 24>
Les récipients obtenus sont sompletement trans. parents et montrent une excellente stabilité thermique.
Ayant une surface lisse et brillante, ils possèdent une résistance inhérente aux attaques chimiques maximum.
Pour évaluer la durabilité de ces récipients à l'usage commercial, on les remplit au moyen d'un détersif du commerce et on les emballe dans des boites en carton à raison de 24 par carton. Au bout de vingt-quatre heures de conditionnement à 23 et 50 % d'humidité relative, on soumet les bottes à des conditions imitant les conditions usuelles de manutention commerciales.
. un utilise pour les essais une table vibratoire LAB, type 100-SUMHC-5.Ces récipients soumis à des vibrations i pendant trente minutes après conditionnement ne se brisent pas quand on les fait tomber sur le fond ou sur le coté d'une hauteur de 60 cm .D'autres bottes sont conditionnées à -18 pendant sept jours puis à la température ambiante pendant encore sept jours avant d'être soumises à des vibrations pendant trente minutes. Les réc.ipients contenus dans ces bottes ne se brisent pas quand on les laisse tomber sur le fond ou sur le côté d'une hauteur de 60 cm.
On spumet d'autres boîtes à des vibrations après vingt-quatre heures de conditionnement à température constante puis pendant sept jours à -18 au cours desquels le détersif se congèle dans les récipients. Aux essais effectués sans réchauffage, $ces $récipients ne se $brisent pas quand on les laisse tomber comme dans les essais précédents d'une hauteur de 60 centimètres.
EXEMPLE 7 :
Cet exemple illustre la faculté des récipie ts creux rigides fabriqués par le procédé selon l'invention
<Desc/Clms Page number 25>
de contenir pendant de longues périodes divers produits ménagera et industriels. uontrairement aux récipients en polyéthylène essayés de la même manière, ces échan- tillons ne montrent aucun signe de fissurage dû aux tensions. De plus, il n'y a pas de pertes excessives des produits chimiques emmagasinés par évaporation ou diffusion par les parois des récipients.
Pour l'essai, on fabrique des récipients selon le procédé décrit dans l'exemple 1 en utilisant la même composition pulvérulente de résine de chlorure de poly- vinyle. Les flacons ont une capacité liquide de 185 ml environ et une épaisseur des parois de 0,5 mm. Les ré- cipients en polyéthylène utilisés sont de structure identique. Après les avcir d'abord bouchés et pesés, les récipients sont remplis à 85 % des produits chi- miques à essayer en utilisant trois récipients de chlorure de polyvinyle et autant de polyéthylène pour chaque produit chimique différent. Après remplissage, les récipients sont bouchés hermétiquement et pesés de nouveau. On les conserve alors dans une pièce à température constante de 23 et humidité relative de 50 %.
Au cours de la période de magasinage, les réci- pients bouchés et remplis sont pesés périodiquement pour déterminer par différence de poids le pourcentage de liquide qui s'est évaporé ou a diffusé à travers les parois du récipient. Les récipients d'essai sont également examinés pour vérifier s'ils présentent des fissures dues à des tensions. On obtient à l'aide de ce procédé les résultats suivants.
<Desc/Clms Page number 26>
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation.qui viennent d'être dé- crits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente Invention.
EMI26.1
<Desc/Clms Page number 27>
TABLEAU- ' Perte moyenne de poids %
EMI27.1
par nombre de Jours à 23 , 50E d'humidité 1:'elatbe P zzwit chUgau2 D, nt 3 ....
Lestoil P0C 0,85 1,32 1,25 1,07 2,91 (IatoilProduc'ts? PE ! 1195 7,67 IO;fi2 13,52 iffl9 Glass Auto liax PNC Gt,41 l 'O9 1,34 1,'T9 2,53 (iq tl'ey Industries) . 1,22 3y55 3,66 4139 5.18 Charcoal Lighter PiC 0,54 C1,6I 400 1, Da 1.32 (Penn-Cbamp OU) 0184 12 (fissures par ten$ions en 93 jours) Liquid Fabric Cleaner PVC 0,55 1 K6 1,^$ 1,49 1,91 (Renuzit Home Product.) PE 0,51 10,42 17,52 22,65 35.67 Chrome Cléene%' PIC 0;,9 1, # 448 1,1'5 2144 (S.C. Joinsan and Son*) PE 2si62 8,58 (fissures *par tensions en 80 jours) Prido Furniture Polish PVC 0,36 1,23 1,'t3 2,01 2,62 (S.C. Johnson and Sons) lE Dr37 13, 99 (fissures par tenaiom en 7C jours) Mr.
Clean Detergent pyc 0;1'9 0,48 0,92 1,,07 1,74 (Proctor snd Gamble) 02D 0,66 (fissures par tensions en 45 jnurs) F1at-Tone f.1kyd Paint 0,09 0,15 0,22 0,27 0,36 (Sivexrrin.i:illiams)' PE 0,05 0.,44 (récipient affaisséen -95 jours) Outboard Motor 011 PVC 0,16 0,26 C 2Es 0,26 0,26 (Penn-Dzake OEL Co.% Ci70 o.,# (fissures par tensions en 107 jours) A-Penn Furniture Polith PVC 007 0,24 0,24 0124 (A-Fenn 011 Co.) PE 0 :\15 (fissurea par 'tttns1on$ ,en 93 jQa1'8) . pero1 afaissée en 31 joura.