FR2519735A1 - Plastic collar to protect gas bottles against impact - dip-cast onto molten polymer coating of base ring - Google Patents
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Abstract
Description
Les bouteilles à gaz domestique ont connu un grand perfectionnement en recevant une protection du métal constituant le corps et l'embase de la bouteille contre la corrosion sous la forme d'un revêtement mince et continu de resine organique, de préférence constitué par un polyamide et de préférence choisi dans le groupe formé par les polyamides 6, 11, 12 ou les copolyamides obtenus par polycondensation des monomères de ces polyamides.The domestic gas cylinders have undergone a great improvement in receiving a protection of the metal constituting the body and the base of the bottle against corrosion in the form of a thin and continuous coating of organic resin, preferably consisting of a polyamide and preferably chosen from the group formed by the polyamides 6, 11, 12 or the copolyamides obtained by polycondensation of the monomers of these polyamides.
Par polyamides, nous entendons les polymères obtenus par condensation de quan tités équimoléculaires d'acides dicarboxyliques saturés et d'alkyl diamines ou par condensation de lactames.By polyamides we mean polymers obtained by condensation of equimolar amounts of saturated dicarboxylic acids and alkyl diamines or by condensation of lactams.
Ces polyamides sont déposés en couche fine et continue sur des subjectiles metalliques en recourant au choix à l'une des techniques suivantes - revêtement par lit fluidise (dip coating) - revêtement par projection électrostatique.These polyamides are deposited in a thin and continuous layer on metallic substrates by the choice of one of the following techniques - coating by fluidized bed (dip coating) - coating by electrostatic spraying.
Toutefois, il s'est avéré a l'usage que ce revêtement ne pouvait résister, au droit de l'embase, à l'arrachement provoqué par le trainage des bouteilles sur une surface rugueuse, telle que du béton , ou aux chocs.However, it has been found that this coating could not withstand the right of the base, the tearing caused by the dragging of bottles on a rough surface, such as concrete, or shocks.
Il a été proposé de munir cette embase d'une garniture en caoutchouc, sous la forme d'un profilé à double lèvre en U, collé sur le pourtour de la jupe metal- lique.It has been proposed to provide this base with a rubber lining, in the form of a U-shaped double lip profile, glued on the periphery of the metal skirt.
Ce procédé n'est ni pratique ni économique et n'apporte pas une garantie totale.This process is neither practical nor economical and does not provide a total guarantee.
La demanderesse a trouvé et ceci fait l'objet de la présente invention, que l'on obtenait des bouteilles résistant aux chocs en munissant leurs embases d'une collerette massive et adhérente au revêtement polyamidique, réalsée dans une autre matière relativement tendre, telle que la cohesion propre de celle-ci soit inférieure à la force d'adhérence existant à l'interface des deux matières plastiques.The Applicant has found and this is the object of the present invention, that one obtained bottles resistant to shocks by providing their bases with a massive collar and adherent to the polyamide coating, réalsée in another relatively soft material, such as the proper cohesion thereof is less than the adhesion force existing at the interface of the two plastics.
Cette matière appartient au groupe formé par les polyoléfines.This material belongs to the group formed by polyolefins.
De plus les bouteilles obtenues selon l'invention acquièrent une plus grande insonorité lors des opérations de manutention.In addition the bottles obtained according to the invention acquire greater soundness during handling operations.
La demanderesse a aussi trouve, et ceci fait également l'objet de la présente invention un moyen simple de realiser ces bouteilles.The Applicant has also found, and this is also the subject of the present invention a simple way to make these bottles.
Ce moyen consiste à immerger la bouteille revêtue de matière thermoplastique encore fondue, dans un bain de la matière constituant la colleretté, maintenue à l'état de fusion dans un moule ouvert à l'air libre, à en attendre la solidification puis à tirer la bouteille vers le haut, libérant le moule pour une nouvelle opération.This means comprises immersing the bottle coated with thermoplastic material still molten, in a bath of the material constituting the paste, maintained in the molten state in a mold open to the air, to wait for solidification and then to pull the bottle up, releasing the mold for a new operation.
Le procédé de la demanderesse est ainsi beaucoup plus économique que la réalisation par injection qui implique des machines et outillages très onéreux.The Applicant's method is thus much more economical than the injection molding which involves very expensive machines and tools.
Les schémas joints rendent plus facile la compréhension de l'invention. Ils comprennent ,Fig. 1 : bouteille selon l'invention
Fig. 2 : surmoulage d'une collerette sur l'embase
Fig. 3 et 4 : vues en coupe et en plan du moule
Fig. 5 : realisation d'une butée centrale
Fig. 6 : réalisation de butées latérales
Tableau 1 : déroulement synoptique des opérations.The attached diagrams make it easier to understand the invention. They understand, Fig. 1: bottle according to the invention
Fig. 2: overmolding a flange on the base
Fig. 3 and 4: sectional and plan views of the mold
Fig. 5: realization of a central stop
Fig. 6: realization of lateral stops
Table 1: Synoptic sequence of operations.
Reprenons en détail la description des caractéristiques de l'invention.Let us return in detail the description of the characteristics of the invention.
Dans la technique du lit fluidisé, le subjectile métallique a recouvrir est préchauffé par tout moyen convenable et alors qu'il est encore chaud et à une température supérieure au point de fusion de la poudre thermoplastique dont on veut le revêtir, plongé dans un bain de cette poudre maintenue en fluidisation dans une cuve de trempage puis retiré et abandonne à l'air ; le revêtement se solidifie alors par refroidissement.In the fluidized bed technique, the metal substrate to be coated is preheated by any suitable means and while it is still hot and at a temperature above the melting point of the thermoplastic powder which is to be coated, immersed in a bath of this powder kept in fluidization in a soaking tank and then removed and left in the air; the coating then solidifies by cooling.
Dans la technique électrostatique, la poudre thermoplastique est chargée et projetée au moyen d'un pistolet électrostatique sur le subjectile à la température ordinaire ; puis, le subjectile recouvert de poudre est porté dans un four à une temperature légèrement supérieure au point de fusion de la poudre ; au bout de quelques minutes, le subjectile alors recouvert d'un revêtement continu et uniforme est retiré du four et abandonné à l'air.In the electrostatic technique, the thermoplastic powder is charged and projected by means of an electrostatic gun onto the substrate at ordinary temperature; then, the powder coated substrate is carried in an oven at a temperature slightly above the melting point of the powder; after a few minutes, the substrate then covered with a continuous and uniform coating is removed from the oven and left in the air.
Dans l'une et l'autre des techniques, il est recommandé d'utiliser un primaire d'accrochage.In both techniques, it is recommended to use a primer.
Dans le cas de l'invention, il est fondamental que le revêtement polyamidique soit encore fondu lorsque la bouteille est immergee dans le bain de polyoléfine fondue remplissant le moule de collerette.In the case of the invention, it is essential that the polyamide coating is further melted when the bottle is immersed in the molten polyolefin bath filling the flange mold.
La matiere de la collerette est choisie dans le groupe des polyoléfines, et se trouve être de préférence le Polyéthylène de basse densité.The material of the flange is selected from the group of polyolefins, and is preferably low density polyethylene.
Dans le groupe de produits correspondant à cette définition, on trouve un compromis avantageux en choisissant un produit de fluidité intermediaire entre les qualités de type extrusion et moulage par injection, caractérisée par exemple par un indice de fusion compris entre 3 et 7 et une densité comprise entre 0,915 et 0,930.In the group of products corresponding to this definition, there is an advantageous compromise by choosing a product of intermediate fluidity between the qualities of the extrusion and injection molding type, characterized for example by a melt index of between 3 and 7 and a density of between between 0.915 and 0.930.
L'indice de fusion est mesuré par une méthode decrite dans la norme des Etats
Unis ASTM D-1238, caractérisée par le filage pendant 10 minutes d'une masse fondue dont on mesure le poids, hors drune enceinte thermostatée à 1900C, par un orifice de diamètre 2,1 mm et sous l'action d'un piston chargé par un poids de 2,16 kg.The melt index is measured by a method described in the State Standard
United States ASTM D-1238, characterized by the spinning for 10 minutes of a melt whose weight is measured, except for a thermostat-controlled chamber at 1900C, by a 2.1 mm diameter orifice and under the action of a loaded piston by a weight of 2.16 kg.
D'excellents résultats ont été également obtenus avec les copolymères éthylène- acétate de vinyle malaises (EVA maléises). Excellent results have also been obtained with the ethylene-vinyl acetate copolymers malaises (EVA maléises).
La température du bain de polyoléfine fondue est comprise entre 900C (pour les copolymères EVA maléises) et 1500C (au-dessus de laquelle l'oxydation à l'air du Polyéthylène devient notable).The temperature of the molten polyolefin bath is between 900 ° C. (for the maleated EVA copolymers) and 1500 ° C. (above which the air oxidation of the polyethylene becomes noticeable).
On a vérifié la possibilité d'obtenir la fusion homogene de la polyoléfine sans intervention de pression extérieure dans un moule réchauffé par passage dans un 'four. The possibility of achieving homogeneous melting of the polyolefin without the intervention of external pressure in a mold heated by passing through a furnace has been verified.
Ainsi realise-t-on de maniere simple et economique, sans recourir au moulage par injection, non utilisable du fait de la forme des bouteilles, de leurs dimensions et de l'irrégularité des cotes,les embases de ces bouteilles.Thus it is achieved in a simple and economical way, without resorting to injection molding, not usable because of the shape of the bottles, their dimensions and the irregularity of the dimensions, the bases of these bottles.
Le temps de séjour dans le four est reglé en fonction de la température que l'on souhaite voir atteindre par le moule et de la masse de polyéthylène à fondre.The residence time in the oven is set according to the temperature that is desired to be reached by the mold and the mass of polyethylene to melt.
Le moule tel qu'on peut le voir sur les fig. 3 et 4 a la forme d'une surface de révolution, ou plus exactement d'un demi-tore prolongé de deux surfaces coniques s'ouvrant vers le haut et permettant le démoulage de la collerette realisee.The mold as can be seen in figs. 3 and 4 has the shape of a surface of revolution, or more exactly half a torus extended by two conical surfaces opening upwards and allowing demolding of the collar made.
Comme il a déjà été dit, il est essentiel que lors du contact des deux matières constituant le revêtement anti-corrosion et la collerette de l'embase, celles-ci soient en fusion.As has already been said, it is essential that when the two materials constituting the anti-corrosion coating and the flange of the base are in contact, they are in fusion.
On y arrive en faisant coïncider dans le temps la fin de l'exécution du revetement polyamidique avec la fin de la période consacrée à la fusion du polyéthylène dans le moule.This is achieved by coinciding in time the completion of the polyamide coating with the end of the period devoted to the melting of polyethylene in the mold.
L'inertie calorifique de la masse métallique de la bouteille maintient en fusion le revêtement polyamidique pendant la durée de manipulation de la bouteille pour la faire descendre par son embase dans le moule.The thermal inertia of the metal mass of the bottle melt the polyamide coating for the duration of handling of the bottle to make it descend by its base in the mold.
Celui-ci est en acier (fig. 3 et 4) et peut être éventuellement équipé de résistances noyees.This is made of steel (Fig. 3 and 4) and can be optionally equipped with embedded resistors.
Ses parois internes sont polies et enduites d'un agent de démoulage qui est par exemple la pâte de référence B-431 commercialisée par les Ets RHONE-POULENC.Its internal walls are polished and coated with a release agent which is for example the reference paste B-431 marketed by Ets RHONE-POULENC.
Les parois du'moule sont caractérisées par un angle de dépouille positif dans le sens du demoulage, cette dépouille étant plus forte (100 environ) à partir du diamètre intérieur du tore qu'à partir du diamètre extérieur (2 énviron). The walls of the mold are characterized by a positive draft angle in the direction of demolding, this relief being stronger (about 100) from the internal diameter of the torus than from the outside diameter (2 environ).
De cette façon, en fin de refroidissement, la collerette se décolle d'elle-même de la paroi extérieure du moule, et son démoulage est très aisé.In this way, at the end of cooling, the collar is detached from itself from the outer wall of the mold, and its demolding is very easy.
Les embases des bouteilles étant en général munies de trous, la matière fondue passe par ces trous, ce qui est une facilité supplementaire pour un demoulage facile avant complet refroidissement.The bottoms of the bottles being generally provided with holes, the melt passes through these holes, which is an additional facility for easy demoulding before complete cooling.
Pour centrer la bouteille dans le moule et limiter en hauteur la profondeur de surmoulage, on réalise des butees en soudant sur l'embase des appendices appropriés tels que représentés sur les figures 5 (queue centrale) et 6 (oreilles latérales). Les butées sont coupées et leur emplacement est retouche au pinceau par application d'un vernis.In order to center the bottle in the mold and to limit the depth of overmolding in height, stops are made by welding on the base appropriate appendages as shown in FIG. 5 (central tail) and 6 (lateral lugs). The stops are cut and their location is touched up with a brush by applying a varnish.
Dans les exemples qui suivent, les bouteilles ainsi revêtues sont des bouteilles d'un poids de 12 kg, ce qui correspond à une epaisseur de parois de 2,5 mm environ. Les embases ont un diametre de 225 mm. La collerette que l'on veut réaliser a une epaisseur maximale d'environ 15 mm à sa partie supérieure.In the examples which follow, the bottles thus coated are bottles weighing 12 kg, which corresponds to a wall thickness of approximately 2.5 mm. The bases have a diameter of 225 mm. The collar that one wants to achieve has a maximum thickness of about 15 mm at its upper part.
Exemple 1
Revêtement anticorrosion à base de poudre fine de Polyamide 11 (granulométrie comprise entre 80 et 200 microns) appliqué par la technique du "trempe", c'est a dire qu'une bouteille préchauffée est plongee en rotation dans un lit fluidisé constitué de cette poudre fine polyamidique en suspension dans un courant d'air produit par la détente d'air comprimé traversant le fond poreux d'une cuve contenant la poudre. Celle-ci fond au contact de la bouteille chaude et forme une pellicule adhérente qu'on laisse habituellement refroidir lorsque le but visé est l'obtention d'un revêtement simple.Example 1
Anticorrosion coating based on fine powder of Polyamide 11 (particle size between 80 and 200 microns) applied by the technique of "quenching", ie a preheated bottle is immersed in rotation in a fluidized bed made of this powder fine polyamide suspended in a stream of air produced by the expansion of compressed air passing through the porous bottom of a tank containing the powder. This melts in contact with the hot bottle and forms an adherent film that is usually allowed to cool when the goal is to obtain a simple coating.
Le processus des opérations est le suivant Pour le moule
La phaseKde prechauffage est de 15 minutes dans une première étuve régulée à 4000C.The process of operations is the following For the mold
Phase K preheating is 15 minutes in a first oven regulated at 4000C.
En fin de chauffage le moule est extrait de l'étuve et rempli de polyéthylène tel que le 1040 FN 24 en granulés, commercialisé par la demanderesse. Ce produit a un indice de fusion de 4 et un poids spécifique de 0,924.At the end of heating the mold is extracted from the oven and filled with polyethylene such as 1040 FN 24 granules, marketed by the applicant. This product has a melt index of 4 and a specific gravity of 0.924.
Le polyéthylène fondu atteint une température de 1400C environ, et le moule en contient un poids d'environ 350 g.The molten polyethylene reaches a temperature of about 1400C, and the mold contains a weight of about 350 g.
L'ensemble est maintenu statiquement en dehors de l'étuve pendant 4 minutes puis replacé pendant 5 mn 30 s dans une seconde étuve régulee à 3100C pour homogéneiser la matière fondue.The assembly is kept statically outside the oven for 4 minutes and then replaced for 5 minutes 30 seconds in a second oven regulated at 3100C to homogenize the melt.
Pour la bouteille :
Pendant toutes ces opérations, la bouteille de gaz a te préparée, chauffée pendant 8 minutes dans cette seconde étuve où elle atteint une température de 2200C et revêtue par trempage en bain fluidisé, de telle maniere que l'execu- tion de ce revêtement coïncide avec la fin de l'opération de fusion du polyé thylène dans le moule.For the bottle:
During all these operations, the gas cylinder was prepared, heated for 8 minutes in this second oven where it reaches a temperature of 2200C and coated by dipping in a fluidized bath, so that the execution of this coating coincides with the end of the melting operation of polyethylene in the mold.
Le deroulement synoptique de ces différentes phases concernant le moule et la bouteille est retrace dans le tableau 1.The synoptic progress of these different phases concerning the mold and the bottle is shown in Table 1.
Après l'immersion de l'embase de la bouteille dans le polyéthylène suit une période de refroidissement de 30 minutes environ avant le démoulage final qui s'effectue en tirant les bouteilles vers le haut.After immersion of the base of the bottle in the polyethylene follows a cooling period of approximately 30 minutes before the final demolding which is carried out by pulling the bottles upwards.
Le moule est à nouveau disponible pour une autre séquence.The mold is available again for another sequence.
Exemple 2
Revêtement anticorrosion à base de Polyamide 12 appliqué par pistolet électrostatique.Example 2
Anticorrosion coating based on Polyamide 12 applied by electrostatic spray gun.
Le revêtement polyamidique est obtenu à partir de poudre d'une granulométrie de 30 microns, et une tension positive comprise entre 20 et 60 KV est appliquee entre le pistolet projetant la poudre et la bouteille. Le second four est cette fois-ci régule à 2200C et la bouteille y reste 18 minutes.The polyamide coating is obtained from powder with a particle size of 30 microns, and a positive voltage between 20 and 60 KV is applied between the gun projecting the powder and the bottle. The second oven is this time regulated at 2200C and the bottle remains there 18 minutes.
La suite des opérations d'immersion de la bouteille dans le moule de collerette, la solidification de celle-ci, et le démoulage de l'ensemble bouteille-collerette d'embase s'opère comme dans l'exemple précédent. The remainder of the immersion operations of the bottle in the flange mold, the solidification thereof, and the demolding of the bottle-flange base assembly operates as in the previous example.
DEROULEMENT CHRONOLOGIQUE DES OPERATIONS DE REVETEMENT
ET DE SURMOULAGE
CHRONOLOGICAL CONDUCT OF COATING OPERATIONS
AND OVERMOLDING
<tb> <SEP> moule <SEP> bouteille
<tb> debut <SEP> de
<tb> l'opération
<tb> <SEP> chauffage
<tb> <SEP> à <SEP> 4000C
<tb> <SEP> 15 <SEP> mn <SEP> ' <SEP> début <SEP> du <SEP> chauffage
<tb> <SEP> remplissage <SEP> PE <SEP> 16 <SEP> mn <SEP> 30 <SEP> s <SEP> de <SEP> la <SEP> bouteille
<tb> <SEP> de <SEP> la <SEP> bouteile
<tb> <SEP> fusion <SEP> omogène <SEP> suivi <SEP> de <SEP> trempage <SEP> à <SEP> 3100C
<tb> <SEP> suivi <SEP> de <SEP> bain <SEP> fluidise
<tb> <SEP> homogène <SEP> en <SEP> bain <SEP> fluidisé <SEP> de
<tb> <SEP> I'embase <SEP> en <SEP> place <SEP> de
<tb> <SEP> l'embase <SEP> de <SEP> la
<tb> <SEP> 24 <SEP> mn <SEP> 30 <SEP> s <SEP> 24 <SEP> mn <SEP> 30 <SEP> s <SEP> bouteille <SEP> dans <SEP> le
<tb> <SEP> moule
<tb> <SEP> péri <SEP> ode
<tb> <SEP> de
<tb> <SEP> refroidissement
<tb> <SEP> 5urr-- <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> démoulage
<tb> <tb><SEP> mold <SEP> bottle
<tb> start <SEP> of
<tb> the operation
<tb><SEP> heating
<tb><SEP> to <SEP> 4000C
<tb><SEP> 15 <SEP> mn <SEP>'<SEP> start <SEP> of the <SEP> heater
<tb><SEP> fill <SEP> PE <SEP> 16 <SEP> min <SEP> 30 <SEP> s <SEP> from <SEP> the <SEP> bottle
<tb><SEP> of <SEP> the <SEP> bottle
<tb><SEP> fusion <SEP> omogene <SEP> followed <SEP> from <SEP> soak <SEP> to <SEP> 3100C
<tb><SEP> followed <SEP> from <SEP> bath <SEP> fluidized
<tb><SEP> homogeneous <SEP> in <SEP> bath <SEP> fluidized <SEP> of
<tb><SEP> the base <SEP> in <SEP> place <SEP> of
<tb><SEP> the base <SEP> of <SEP> la
<tb><SEP> 24 <SEP> mn <SEP> 30 <SEP> s <SEP> 24 <SEP> mn <SEP> 30 <SEP> s <SEP> bottle <SEP> in <SEP>
<tb><SEP> mold
<tb><SEP> peri <SEP> ode
<tb><SEP> of
<tb><SEP> cooling
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<Tb>
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EP0369522A3 (en) * | 1988-11-17 | 1990-08-01 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Protective device for liquefied gas vessel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2519735B3 (en) | 1985-01-25 |
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