FR2535644A1 - Procede et appareil pour effectuer le moulage de finition avec orientation ainsi que le durcissement a chaud et le refroidissement d'un article creux en polymere cristallisable thermiquement - Google Patents
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Abstract
DANS LE PROCEDE ET L'APPAREIL SELON LA PRESENTE INVENTION, ON EFFECTUE LE MOULAGE DE FINITION AVEC ORIENTATION AINSI QUE LE DURCISSEMENT A CHAUD D'UN POLYMERE CRISTALLISABLE THERMIQUEMENT, LE MOULAGE DE FINITION AVEC ORIENTATION ETANT EFFECTUE DANS UN MOULE FINISSEUR 17, 18 DE MASSE RELATIVEMENT FAIBLE QUI EST ENFERME DANS UN MOULE 8, 8 DE PLUS GRANDE MASSE ET CHAUFFE EN VUE D'UN TRANSFERT DE CHALEUR A L'ARTICLE CREUX POUR UN DURCISSEMENT A CHAUD, LE MOULE EXTERIEUR ETANT ENSUITE OUVERT PUIS REFROIDI DANS UN MOULE DE REFROIDISSEMENT 6, 6 POUR QUE L'ARTICLE CREUX DURCI A CHAUD SOIT LUI-MEME REFROIDI.
Description
Procédé et apparei, -pour effectuer le moulage de finition avec
orientation ainsi gue le durcissement à chaud et le refroidissement d'un article creux en p 2 oly M're cristallisable thermiquemen Il est bien connu dans la technique antérieure de durcir à chaud des articles creux orientés,partiei lernent cristallins>,par moulage de finition "au soufflé" d'une préforme ou ébauche en matière plastique essentiellement amorphe mais cristallisable thermiquement en présence de conditions de température favorables à une orientation, de manière à produire un article creux partiellement cristallin Le durcissement à chaud comprenden outre, le chauffage de l'article en matière plastique orientée et partiellement cristalline pendant un temps supplémentaire au moins à la température du moulage de finition avec
orientation, mais habituellement à, une température sensi-
blement plus élevée, et ce durcissement par la chaleur augmente la nature cristalline et la densité de l'article creux et améliore de nombreuses propriétés comme il est bien
connu dans la technique.
La présente invention réside dans un procédé et un appareil pour effectuer un moulage do finition par soufflage
avec orientation, un durcissement à chaud et un refroidis-
sement d'un article creux réalisé de cette manière à partir d'un polymère cristallisable thermiquement Dans son aspect le plus large, la présente invention réside dans un procédé et un appareil pour effectuer un moulage de finition avec orientation d'une ébauche ou préforme'd'un tel polymère, le durcissement à chaud de l'article creux orienté résultant et la séparation rapide dudit article durci à chaud, pendant qu'il est sous pression et qu'il se trouve sensiblement à ladite température de durcissement à chaud, de la source de chaleur produisant leàit durcissement à chaud, cela de manière à libérer ladite source pour le cycle suivant de moulage de
finition et de durcissement à chaud.
Un objet de la présente invention est de fournir un procédé et mun appareil perfectionnés pour durcir à chaud et
refroidir un article creux en matière plastique.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil perfectionnés pour effectuer un moulage de finition avec orientation, un durcissement à chaud et un refroidissement en présence de pression d'un article
creux en matière plastique.
D'autres objets ainsi que d'autres aspects et avantages de la présente invention apparaîtront dans la
description donnée ci-après.
Selon une large caractéristique de la présente invention, la demanderesse a réalisé un procédé pour effectuer un moulage de finition avec orientation et tidurcissement à chaud d'un polymère cristallisable thermiquement, ce procédé consistant:
(a) à former une ébauche creuse en polymère essentiel-
lement amorphe et cristallisable thermiquement, préchauffée jusqu'à une plage de températures favorable à une orientation pendant V élargissement de ladite ébauche; (b) à enfermer ladite ébauche dans les moitiés d'un moule finisseur de faible masse pouvant conduire rapidement la chaleur; (c) à enfermer ledit moule finisseur à l'intérieur des moitiés d'un moule d'une masse beaucoup plus grande que
celle dudit moule finisseur et préchauffé jusqu'à une tempé-
rature de durcissement à chaud au moins aussi élevée que la température d'orientation de ladite ébauche, le contour intérieur dudit moule préchauffé en position fermée étant essentiellement identique à la surface extérieure dudit moule finisseur et étant en contact avec cette surface; (d) à chauffer au cours de la phase (c) ledit moule
finisseur essentiellement jusqu'à la température de durcis-
sement à chaud dudit moule préchauffé; (e) à effectuer le moulage par soufflageravec orientationde ladite ébauche en appliquant une pression pneumatique interne à cette ébauche, de telle sorte que ladite ébauche épouse étroitement le contour intérieur dudit moule
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finisseur et que la-chaleur soit transférée à l'article moulé par soufflage par les parois chaudes de ce moule se trouvant à ladite température de durcissement à chaud, en durcissant ainsi à chaud l'article creux soufflé, et ensuite, (f) tout en maintenant au moins une pression suffi- sant sur ledit article durci à chaud-pour empocher sa contraction et pour le maintenir ainsi en contact ferme avec la paroi intérieure dudit moule finisseur, à enlever ledit moule finisseur sans refroidissement dudit moule préchauffée
On peut alors répéter le déroulement des opérations mention-
nées ci-dessus en utilisant une autre ébauche creuse et un autre moule de finition de faible masse, mais en ayant recours au même moule encore préchauffé au cours de la phase (c)" Ceci permet un temps de cycle beaucoup plus court que lorsque l'on effectue le refroidissement de l'article pendant que le
moule de finition est encore enfermé par le moule extérieur.
Selon une autre caractéristique large de la présente invention, la demanderesse a créé un procédé pour effectuer un moulage de finition avec orientation, un durcissement à chaud et un refroidissement d'un polymère cristallisable thermiquement, ce procédé consistant: (a) à former une ébauche creuse en un polymère essentiellement amorphe et cristallisable thermiquement, chauffé préalablement jusqu'à une plage de températures favorable à une orientation pendant l'élargissement de ladite ébauche; (b) à enfermer ladite ébauche dans les moitiés d'un moule finisseur de faible masse pouvant conduire -rapidement la chaleur; (c) à enfermer ledit moule finisseur à l'intérieur des moitiés d'un moule d'une masse beaucoup plus grande que celle dudit moule finisseur et chauffée préalablement jusqu'à une température de durcissement à chaud au moins aussi élevée que la température d'orientation de ladite ébauche, le contour intérieur dudit moule préchauffé en position fermée étant essentiellement identique à la surface extérieure dudit moule finisseur et étant en contact avec cette surface; (d) à chauffer au cours de la Blase (c) ledit moule
finisseur essentiellement jusqu'à la température de durcis-
sement à chaud dudit moule préchauffé; (e) à effectuer le moulage de finition avec orientation de ladite ébauche en 'appliquant une pression pneumatique intérieure à cette ébauche, de telle sorte que ladite ébauche épouse étroitement le contour intérieur dudit moule finisseur et que la chaleur soit transférée à l'article moulé par soufflage par les parois chaudes de ce moule se trouvant à ladite température de durcissement à chaud, en durcissant ainsi à chaud l'article creux soufflé; et (t) tout en maintenant au moins une pression suffisante sur ledit article durci à chaud pour empacher sa contraction et pour le maintenir ainsi en contact ferme avec les parois intérieures dudit moule finisseur, à enlever ledit moule finisseur sans refroidissement dudit-moule préchauffé; (g) à refroidir ledit moule finisseur jusqu à une température voulue de refroidissement ou d'abaissement thermique brusque en dessous de la température dudit moule préchauffé et en refroidissant ainsi par contact avec ledit moule finisseur ledit article durci à chaud pendant qu'il est sous pression jusqu'au degré voulu en dessous de la température de durcissement à chaud (habituellement au moins 500 C en dessous de cette température); et ensuite (h) à libérer la pression dudit article et à ouvrir
le moule finisseur puis à enlever -l'article de ce dernier.
On peut effectuer le refroidissement du moule finisseur au cours de la phase (f) en mettant sa surface en contact avec un liquide de transfert de chaleur relativement froid ou avec des jets d'un gaz relativement froid, par exemple, en plus du procédé de refroidissement que l'on décrira par la suite Le refroidissement peut comprendre le contact avec un liquide vaporisable qui se vaporise lorsqu'il est en contact avec le moule chaud, en effectuant un refroidissement partiel à l'aide de la chaleur de vaporisations En outre, selon la présente invention, la demanderesse a créé un procédé pour effectuer un moulage de finition avec
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orientation, un durcissement à chaud et un refroidissement d'un polymère cristallisable thermiquement, ce procédé consistant: (a) à former une ébauche creuse en un polymère essentiellement amorphe et cristallisable thermiquement, chauffé préalablement jusqu'à une plage de températures favorable à une orientation pendant l'élargissement de ladite ébauche-; (b) à enfermer ladite ébauche dans les moitiés d'un moule finisseur de masse faible pouvant conduire rapidement la chaleur; (c) à enfermer ledit moule finisseur à l'intérieur des moitiés d'un moule de masse beaucoup plus grande que celle dudit moule finisseur et préchauffé jusqu'à une température de durcissement à chaud au moins aussi élevée que la température d'orientation de ladite ébauche, le contour intérieur dudit moule préchauffé en position fermée étant essentiellement identique à la surface extérieure dudit moule finisseur et étant en contact avec cette surface, (d) à chauffer au cours de la phase (c) ledit moule
finisseur essentiellement jusqu'à la température de durcis-
sement à chaud dudit moule préchauffé; (e) à effectuer le moulage de finition avec orientation de ladite ébauche par application d'une pression pneumatique intérieure à cette ébauche, de telle sorte que ladite ébauche épouse étroitement le contour intérieur dudit moule finisseur et que la chaleur soit transférée à l'article soufflé par les parois chaudes de ce moule se trouvant à ladite température de durcissement à chaud, en durcissant ainsi à chaud l'article creux soufflé, et ensuite (f) tout en maintenant au moins une pression suffisante sur ledit article durci à chaud pour empêcher sa contraction et pour le maintenir ainsi en contact ferme avec les parois intérieures dudit moule finisseur, à enlever ledit moule finisseur dudit moule préchauffé et à l'enfermer dans un moule de refroidissement qui a été conditionné préalablement jusqu'à une température voulue de refroidissement et d'abaissement thermique brusque en dessous de la température dudit moule préchauffé, habituellement au moins 50 C en dessous de la température dudit moule préchauffé, ledit moule de refroidissement ayant également une masse beaucoup plus grande que ledit moule finisseur et comportant aussi un contour intérieur qui est essentiellement identique à la surface extérieure dudit moule finisseur et est en contact avec cette surface; (g) à maintenir les conditions de la phase (f) jusqu'à ce que ledit article moulé par soufflage soit refroidi pendant qu'il est sous pression jusqu'au degré voulu; (h) à libérer ladite pression et à ouvrir ledit moule conditionné préalablement; puis (i) à ouvrir ledit moule finisseur et à enlever de ce
moule ledit article durci à chaud.
Le procédé de la présente invention peut 9 tre appliqué à n'importe quel polymère essentiellement amorphe mais cristallisable thermiquement Il trouve une utilisation particulitre avec le poly(éthylène téréplitalate) (PET) présentant une viscosité propre d'au moins 0,6 dl/g Les
polymères de poly(éthylène téréphtalate) trouvant une appli-
cation particulière dans le procédé de la présente invention comprennent les polymères ou au moins 97 % du polymère contient les motifs récurrents d'éthylène téréphtalate de la formule:
O O
-OCH 2 CH 2 OC <C
le restant étant constitué par des quantités mineures de composants formant un ester, et les copolymères d'éthylène téréphtalate dans lesquels jusqu'à environ 10 moles % du copolymère est préparé à partir de monomères choisis parmi
le butane-1,4-diol; le diéthylèneglycol; le propane-1,3-
diol; le poly(tétraméthylèneglycol); le poly(éthylèneglycol); le poly(propylèneglycol); le 1,4-hydroxyméthylcyclohexane et analogue% substitué à la partie glycol dans la préparation
du copolymère, ou les acides isophtaliques, napthalène 1,4-
ou 2,6-dicarboxylique, adipique; sébacique; décane-1; 10-
dicarboxylique, et analogue remplaçant jusqu'à 10 moles pourcent de la partie acide (acide-téréphtalique) dans la
préparation du copolymère.
Bien entendu, le polymère de poly(éthylène téréphtalate)
peut comprendre divers additifs qui ne nuisent pas au polymère.
Par exemple, certains de ces additifs sont des stabilisants, par exemple des anti-oxydants, ou des agents anti-UV, des auxiliaires d'extrusions des additifs destinés à rendre le polymère plus dégradable ou combustible et des colorants ou des pigments Par ailleurs, on peut inclure des agents de réticulation, tels que ceux décrits dans le brevet US 4 188 357, en petites quantités pour augmenter la résistance à la fusion
du poly(éthylène téréphtalate).
La présente invention donne, en outre, un appareil pour effectuer le moulage de finition par soufflage avec orientation d'une ébauche et le durcissement à chaud de l'article creux soufflé Selon sa caractéristique la plus large, cet appareil comprend un moule finisseur d'une masse thermique relativement faible et fortement conducteur de la chaleur, un second moule de plus grande dimension de masse élevée et comportant une cavité interne épousant la surface extérieure dudit moule de finition, et un moyen pour chauffer préalablement ledit second moule, un moyen pour enfermer
ledit moule finisseur dans ledit second moule chauffé préala-
blement, et un moyen pour enlever ledit moule finisseur dudit second moule Dans un mode de réalisation particulier, cet appareil comprend également un troisième moule de plus grande dimension que ledit moule de finition et de masse plus élevée que ce dernier et comportant également une cavité interne épousant la surface extérieure dudit moule de finition, un moyen pour conditionner préalablement ledit troisième moule jusqu'à une température inférieure à celle dudit second moule, un moyen pour enfermer ledit moule de finition-dans ledit troisième moule conditionné thermiquement au préalable après enlèvement dudit second moule, et un moyen pour enlever ledit
moule de finition dudit troisième moule.
On va maintenant décrire un mode de réalisation d'un appareil selon l'invention pour mettre en oeuvre le procédé de cette dernière, cela en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de l'appareil de moulage de finition, de durcissement à chaud et de refroidissement de l'invention, chaque poste illustrant un stade différent de l'opération, cette figure n'étant pas une figure à l'échelle; la figure 2 est une vue latérale partielle de la partie de la figure 1 montrant le moule de finition intérieur 17, 18 en position ouverte; la figure 3 est une vue de dessous de la partie représentée sur la figure 2; et la figure 4 montre la bouteille enfermée dans le moule de finition intérieur mince 17, 18 qui est lui-même enfermé
dans le moule de chauffage extérieur ou le moule de refroidis-
sement extérieur (comme indiqué en traits interrompus); les figures 2, 3 et 4 étant représentéesà une échelle plus
grande que la figure 1.
Sur la figure 1, un bâti de support 1 est supporté par un mécanisme d'engrenage 15 qui est entraîné par un moyen d'entraînement non représenté Sur le bâti de support 1 sont montés des vérins d'actionnement 2 et des vérins d'actionnement 3, ainsi qu'un moule chaud 8 et un moule froid 6 Les vérins d'actionnement 3 actionnent des tiges 4 auxquelles sont fixés rigidement des demi-moules chauds 8 o Les vérins d'actionnement 2 sont fixés de façon similaire aux tiges 7 de vérins d'actionnement et actionnent ces tiges qui sont elles-mêmes
fixées à des demi-moules froids 6 et supportent ces demi-moules.
Des vérins d'actionnement 9 commandent le déplacement
ascendant et descendant des tiges 11 de vérins d'actionnement.
Sur la figure 1, la référence 12 désigne un robot destiné à introduire une ébauche 13 entre des demi-moules finisseurs 17,
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18 et la référence 14 désigne un robot destiné à enlever un article creux ou récipient achevé 16 d'entre les demi-moules finisseurs On remarquera que tout ce qui se trouve au poste de la figure 1 o le moule finisseur 17, 18 est représenté est également présent aux deux autres postes; l'appareil comprend
donc trois moules finisseurs 17, 18.
Sur les figures 1, 2 et 4, la référence 17 désigne le c 6 té gauche d'un moule de cavité intérieur et la référence 18 désigne le c 8 té droit d'un moule de cavité intérieur Les contours de la cavité sont représentés en traits interrompus
sur les figures 2 et 4.
Le moule de cavité 17, 18 est une cavité de faible masse thermique qui est divisée en deux moitiés 17 et 18 Ces demi-cavités reposent sur la surface supérieure d'une plaque de montage 19 sur laquelle les demi- cavités peuvent coulisser librement La plaque de montage 19 comporte aussi quatre
fentes 21 qui sont fraisées, et une bride 22 du vérin d'ac-
tionnement mécanique 9 est fermement fixée à cette plaque.
Au cÈté de dessous de chaque demi-cavitég 17 et 18, est fermement fixée une chape 23 Ces chapes sont montées de manière à s'étendre toutes deux à travers les fentes 21 de la plaque de montage 19 et permettent aux demicavités 17, 18 de coulisser librement dans un seul plan Les chapes sont fixées
aux tiges 27 de vérins d'actionnement de moules de cavité.
Le vérin 26 pour chaque moitié du moule de cavité 179 18 est fixé à la plaque de montage 19, Du fait que les deux vérins 26 d'actionnement de moules de cavité se trouvent dans l'état o leur tige est soit sortie, soit rentrée, cette disposition permet aux moules de cavité 17, 18 de se déplacer dans un seul plan soit pour s'ouvrir, soit pour se fermer sur la même ligne de séparation*
Sur la figure 2, une partie est représentée en coupe.
à travers l'alésage 33 du vérin d'actionnement 9 s'étend un axe 34 qui comporte à son tour un alésage 35, Sur la partie supérieure de l'axe 34 est vissé un mandrin 19 qui est entouré,
à une partie épaulée, par une bague torique d'étanchéité 29.
Le goulot de l'ébauche ou bouteille 16 repose contre la bague torique 29 Il convient de renarquer que la ligne de séparation du moule intérieur plus petit se trouve à 90 de la ligne de
séparation des moules extérieurs de chauffage et de refroi-
dissement. Les cavités dans les moitiés du moule chaud 8 et du moule froid 6 sont usinées de manière à s'ajuster contre la surface extérieure des moules finisseurs 17 p 13 de cavité
et à être en contact avec cette surface extérieure La super-
ficie de contact idéale est, bien entendu 2 de 100 -f de la superficie Le moule chaud peut 8 tre chauffé soit à l'aide de résistances électriques noyées dans le moule, soit par circulation d'un fluide chsaud de transfert thermique, comme
par exemple de l'huile chaude, à travers des canaux qui s'in-
tersectent et qui sont fraisés dans le bloc formant le moule.
Le moule froid peut etre refroidi par circulation d'un fluide relativement froid, comme par exemple de l'huile ou m 9 me de l'eau, à travers des canaux fraisés dans le bloc formant le moule Ni les canaux ni les moyens de chauffage électrique n'ont été représentés sur les dessinso Afin de compenser l'absence d'un contact de surface idéal de 100 % entre la paroi intérieure des moules extérieurs et la paroi extérieure des moules intérieurs lorsqu'un fluide est utilisé pour le chauffage et le refroidissement, il est possible de verser dans chaque moitié du moule extérieur 8 ou du moule extérieur 6 un ou plusieurs trous profonds très petits raccordant le canal central de transfert de chaleur de fluide à la surface intérieure du demi-moule Ceci permet au fluide de déplacer l'air se trouvant aux points d'absence de contact et de remplacer par un film liquide-métal une interface gaz-métal
présentant un plus faible transfert de chaleur.
On va décrire ci-après le déroulement du procédé de l'invention à propos d'une bouteille en résine de poly (éthylne téréphtalate) (PET) orientée et durcie à chaud, ayant une viscosité propre typique de 0,72 dl/g Les conditions de durcissement à chaud données sont celles relatives au mode de réalisation préféré de fabrication d'un article creux durci à chaud et orienté,en PET,à partir d'une résine ayant une viscosité propre d'au moins 0,6 dl/g mesurée à 25 C dans une solution de phénol et de tétrachloréthane présentant un rapport pondérai de 60/40 o La densité indiquée dans les normes ASTM 1505 des dispositions intitulées "'TECHNIQUE DU GRADIENT DE
DENSITE"("DENSI Tl GRADIENT TECHNIQU 4 ").
Pendant la mise en oeuvre du procédé, on ouvre les moules de cavité 17, 18 à l'aide des vérins 26 d'actionnement
de moules de cavité, et on enlève à l'aide du robot 14 la -
bouteille 16 formée antérieurement, comme représenté sur la figure 10 Lorsque cette bouteille a été enlevée, on introduit une ébauche 13 en PET formée par moulage par injection à partir d'une résine présentant une viscosité propre de 0,72 dl/g dans le moule finisseur de cavité 17, 18 à l'aide du robot 12, l'ébauche portant fermement contre le dessus de la bague
torique d'étanchéité 29 qui entoure le mandrin 28.
Avant de l'insérer dans le moule finisseur 17, 18 on a chauffé préalablement l'ébauche 13 à fond fermé jusqu'à une température entraînant une orientation pendant le moulage finisseur Pour le PET, cette température est habituellement de l'ordre de 75 à 1150 C, plus couramment de 85 à 1050 Co On a chauffé préalablement les demi-moules de cavité 8 jusqu'à une température voulues habituellement jusqu a au moins la température de l'ébauche préchauffée Le durcissement à chaud a lieu dans le moule 17, 18 par contact de l'article creux avec ce moule pendant un temps de séjour bref compris, de toute façon, entre moins d'une seconde et 30 secondes Ce temps supplémentaire, même à une température relativement faible se rapprochant de la température d'orientation, peut lui-m 9 me entrainer une cristallisation supplémentaire (durcissement à chaud) s'ajoutant à la cristallisation qui a lieu, comme il est bien connu, pendant le moulage de finition de PET provoquant une orientation Dans le mode de mise en oeuvre plus habituel et préféré, on chauffe préalablement les moules 8 jusqu'à une température supérieure à la température de l'ébauche préchauffée Dans le cas de PET, cette température peut atteindre environ 250 C H Iabituellement, on chauffe préalablement les demi-moules 8 jusqu'à une température comprise entre 120 et 2500 C, de préférence entre 180 et 2500 C, et plus préférablement encore, entre 220 et 2500 C Les moules 17, 18 se réchauffent au contact des demi-moules préchauffés 8,de sorte que la température de durcissement à chaud est
sensiblement la température des demi-moules 8.
De toute façon, après que l'ébauche 13 à extrémité fermée a été placée sur le mandrin 28 entre les demi-moules ouverts 17, 18, on ferme les demimoules 17, 18 à l'aide des vérins 26 d'actionnement de moules de cavité, puis le vérin d'actionnement 9 applique une pression de manière à déplacer légèrement vers le haut l'axe 34 afin qu'une pression s'exerce entre la bague torique 29 et le goulot de l'ébauche pour
créer un joint étanche hermétique.
Pendant ce temps, on ouvre les demi-moules 8,8 et 6,6
à l'aide des tiges 4 et 7 de vérins d'actionnement, respective-
ment, ce qui découvre les moules de cavité fermés dont le contour extérieur est identique à celui des moules finisseurs 17, 18, l'un contenant un article creux soufflé et durci à chaud antérieurement, et l'autre contenant un article creux
soufflé, durci à chaud et refroidi antérieurement.
Ensuite, les demi-moules chauds ouverts 8,8 sont indexés jusqu'à une position o ils entourent les moules 17, 18 qui viennent d'être-fermés et le S moules froids ouverts 6,6 entourent la cavité de moule finisseur antérieurement fermée par les moules chauds 8,8 Les tiges d'actionnement 4 ferment les moules chauds 8,8 autour du moule 17, 18 maintenant fermés(comme on peut le voir sur la figure 4), l'ébauche est soufflée de manière à former une bouteille 16 par introduction d'un gaz sous pression à travers l'alésage 35 Comme il est bien connu, la pression de soufflage dans un moulage finisseur entraînant une orientation est habituellement d'au moins 6,9 bars ( 100 PSI) manométriques, habituellement une valeur supérieure à celle-ci Il suffit de dire que la pression spécifique supérieure à 6,9 bars ( 100 PSI) que l'on peut utiliser est bien connue et n'est pas concernée par la présente invention Les moules 8,8 chauffent le moule de cavité 17, 18
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jusqu'à la température de durcissement à chaud (par exemple 2400 C) et les moules 17, 18 chauffent à leur tour la bouteille 16 (voir figure 4) jusqu'à cette température de durcissement à chaud Cette température est maintenue, pendant un bref laps de temps comme souligné précédemment Le temps qui s'écoule depuis le moment o l'article creux 16 est entièrement soufflé dans la position représentée sur la figure 4 jusqu'au moment o les demi-moules froids 6 se fnaent autour des moules 17, 18 est essentiellement le temps de durcissement à chaud Comme mentionné, ce temps total est habituellement d'environ 0,5 à secondes Dans les cas les plus pratiques, il est de 1 à 3 secondes. La pression maximale que l'on peut maintenir, à
l'intérieur de l'article creux moulé 16, lorsque les demi-
moules 8 sont ouverts dépend de la solidité des parois des demi-moules 17, 18 de faible poids O Si le moule 17, 18 est suffisamment solide pour supporter la-pression de soufflage, il n'est pas nécessaire d'effectuer un réglage de la pression avant l'ouverture des demi-moules chauds 8 S'il est nécessaire ou souhaitable de réduire la pression avant l'ouverture des demi-moules chauds 8, on effectue cette opération, mais on maintien It une pression suffisante pour empêcher une contraction de l'article creux 16 et pour maintenir les parois de cet article en contact ferme avec les parois du moule 17, 180 -25 Après avoir réduit légèrement la pression, si cela s'avère nécessaire ou si on le désire, on ouvre les moules chauds 8,8 (de même que les moules froids antérieurement fermés 6, 6 à un autre poste), et on indexe l'appareil jusqu'à la position suivante de manière que les demi-moules froids ouverts 6,6 entourent maintenant le moule fermé 17, 18 au poste o ce moule 17, 18 est représenté sur la figure 1 On ferme ensuite le moule froid 6,6 de telle sorte qu'il se trouve en contact avec l'extérieur du moule finisseur de cavité 17, 18 à l'aide des tiges 7 de vérins d'actionnement, comme sur la figure 4 On maintient le contact pendant que la bouteille 16 est sous pression pendant un temps au moins suffisant pour empêcher une contraction de cette bouteille pendant cette phase de refroidissemento Le moule froid 6, 6 a été antérieurement conditionné thermiquement et on continue à le maintenir à une température de refroidissement brusque voulue inférieure à la température des moules de cavité chauffés 17, 180 Ceci peut avoir lieu à une température aussi basse que la température ambiante ou à une température inférieure ou encore à une température aussi élevée que 50 C en dessous de la température de durcissement à chaud utilisée dans la position de la figure3 Les raisons du grand écart éventuel dans la température à laquelle l'article 16 est refroidi avant qu'on libère la pression régnant à l'intérieur de l'article creux 16 sont diverses et ne concernent pas la présente invention Il suffit de dire qu'il faut refroidir l'article creux 16 au moins suffisamment pour empêcher une contraction importante provoquant un défaut de formage de cet article creux, et que le procédé et l'appareil de la présente invention constituent un moyen efficace pour limiter le temps au poste de moulage de finition à celui qui est N 6 cessaire pour le soufflage et le durcissement à chaud, cîest-à-dire en fait à un temps un peu plus faible que le temps total de durcissement à chaud Le temps qui serait nécessaire pour refroidir un seul moule à partir de sa température élevée de durcissement à chaud et pour le chauffer ensuite de nouveau jusqu'à sa température de durcissement à chaud est éliminé En outre, dès que moule chaud 8,8 est ouvert, il peut être indexé immédiatement jusqu'au poste suivant et recevoir un autre moule finisseur fermé en vue d'un soufflage et d'un durcissement à-chaud, ce qui raccourcit
ainsi la durée d'un cycle.
Quand le refroidissement a été effectué comme décrit, les vérins 2 d'actionnement de moules froids ouvrent les moules froids 6,6 et l'appareil est de nouveau indexé jusqu'à la position représentée sur la figure 1, la pression dans la bouteille 16 est libérée, les moules 17, 18 sont ouverts et la bouteille 16 est enlevée par le robot 14 o Le cycle entier décrit recommence En outre, on comprendra que toutes les opérations décrites comme ayant lieu à la position représentée sur la figure 1 montrant les moules 17 y 18 sont exécutées
à différents stades aux deux autres postes.
On comprendra qu'il est possible de doubler ou tripler, etc, le nombre de postes sur le parcours circulaire dans lequel trois postes seulement sont représentés sur la figure 1 l
Il est bien entendu que la description q(ui précède
n'a été donnée qu'à titre purement illustratif-et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y 9 tre'
apportées dans le cadre de la présente invention.
Claims (6)
1 Procédé pour effectuer un moulage de finition avec orientation, un durcissement à chaud et un refroidissement d'un polymère cristallisable thermiquement, caractérisé par le fait qu'il consiste: (a) à former une ébauche creuse d'un polymère essentiellement amorphe et cristallisable thermiquement, chauffée préalablement jusqu'à une plage de températures favorable à une orientation pendant l'élargissement de ladite ébauche; (b) à enfermer ladite ébauche dans les moitiés d'un moule finisseur de faible masse pouvant conduire rapidement la chaleur; (c) à enfermer ledit moule finisseur dans les moitiés d'un moule d'une masse beaucoup plus grande que celle dudit
moule finisseur et chauffé préalablement jusqu'à une tempé-
rature de durcissement à chaud au moins aussi élevée que la température d'orientation de ladite ébauche, le contour intérieur dudit moule préchauffé en position fermée étant essentiellement identique à celle de la surface extérieure dudit moule finisseur et en contact avec cette surface; (d) à chauffer pendant la phase (c) ledit moule
finisseur jus-ju'à essentiellement la température de durcis-
sement à chaud dudit moule préchauffé; (e) à effectuer le moulage de finition de ladite ébauche par soufflage avec orientation en appliquant une pression pneumatique interne à cette ébauche, de telle sorte que ladite ébauche épouse étroitement le contour intérieur dudit moule finisseur et que la chaleur soit transférée à l'article soufflé par les parois chaudes de ce moule se trouvant à ladite température de durcissement à chaud, en durcissant ainsi à chaud l'article creux soufflé, et ensuite
(f) tout en maintenant au moins une pression suffi-
sante sur ledit article durci à chaud pour empêcher sa contraction et pour le maintenir ainsi en contact ferme avec les parois intérieures dudit moule de finition, à enlever ledit moule de finition sans refroidissement dudit moule préchauffé et, ensuite, (g) à répéter les phases précédentes en utilisant une autre ébauche creuse et un autre moule de finition de faible masse, mais en ayant recours au même moule, encore préchauffé de la phase (c). Procédé pour effectuer un moulage de finition
avec orientation, un durcissement à chaud et un refroidis-
sement d'un polymère cristallisable thermiquement, caractérisé par le fait qu'il consiste: (a) à former une ébauche creuse dtun polymère essentiellement amorphe et cristallisable thermiquement, chauffé préalablement jusqu'à une plage de températures favorable à une orientation pendant l'élargissement de ladite ébauche; (b) à enfermur ladite ébauche dans les moitiés d'un moule finisseur de faible masse pouvant conduire rapidement la chaleur; (c) à enfermer ledit moule finisseur à l'intérieur des moitiés d'un moule d'une masse beaucoup plus grande que celle dudit moule finisseur et chauffé préalablement jusqu'à une température de durcissement à chaud au moins aussi élevée que la température d'orientation de ladite ébauche, le contour intérieur dudit moule préchauffé en position fermée étant essentiellement identique à la surface extérieure dudit moule finisseur et étant en contact avec cette surface; (d) à chauffer au cours de la phase (c) ledit moule
finisseur essentiellement jusqu'à la température de durcis-
sement à chaud dudit moule préchauffé; (e) à effectuer le moulage de finition avec orientation de ladite ébauche en appliquant une pression pneumatique interne à cette ébauche, de telle sorte que ladite ébauche épouse étroitement le contour intérieur dudit moule finisseur et que la chaleur soit transférée à l'article soufflé par
les parois chaudes de ce moule se-trouvant à ladite tempé-
rature de durcissement à chauds en durcissant ainsi à chaud l'article creux soufflé, et ensuite (f) tout en maintenant au moins une pression
2535644.
suffisante sur ledit article durci h chaud pour l'empocher de se contracter et pour le maintenir ainsi en contact ferme avec les parois intérieures dudit moule finisseur, à enlever
ledit moule finisseur sans refroidissement dudit moule pré-
chauffé; (g) a refroidir ledit moule finisseur jusqu' à une température voulue de refroidissement ou d'abaissement Lhermique brusque en dessous de la température dudit moule prechauffé et à refroidir ainsi par contact avec ledit moule finisseur ledit article durci à chaud pendant qu'il est sous pression jusqu'au degré voulu en dessous de la température de durcissement hà chaud, et ensuite (h) à libérer la pression dudit article et à ouvrir
le moule finisseur et enlever l'article de ce dernier.
3 o Procédé suivant la revendieation 2, caractérisé par le fait que ledit article durci à chaud est refroidi au cours de la phase (g) jusqu'à au moins 500 C en dessous de la
température de durcissement à chaud.
4 Procédé suivant la revendieation 2, caractérisé _ 20 par le fait que ledit refroidissement du moule finisseur au cours de la phase (g) est effectué par mise en contact de ce
moule avec un fluide, un liquide ou un gaz relativement froid.
Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit article durci à chaud est refroidi au cours de la phase (g) jusqu'à au moins 50 C en dessous de la
température de durcissement à chaud.
6 Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit refroidissement du moule finisseur au cours de la phase (g) est effectué par mise en contact de ce
moule avec un fluide, un liquide ou un gaz relativement froid.
7 Procédé pour effectuer le moulage de finition avec orientation, le durcissement à chaud et le refroidissement d'un polymère cristallisable thermiquement, caractérisé par le fait qu'il consiste: (a) à former une ébauche creuse d'un polymère essentiellement amorphe et cristallisable thermiquement, chauffé préalblement jusqu'à une plage de températures favorable à une orientation pendant l'élargissement de ladite ébauche-; (b) à enfermer ladite ébauche dans les moitiés d'un moule finisseur de faible masse pouvant conduire rapidement la chaleur; (c) à enfermer ledit moule finisseur à l'intérieur des moitiés d'un moule de masse beaucoup plus grande que celle dudit moule finisseur et chauffé préablement jusqu'à une température de durcissement à chaud au moins aussi élevée que la température d'orientation de ladite ébauches le contour intérieur dudit moule préchauffé en position fermée étant essentiellement identique à la surface extérieure dudit moule finisseur et étant en contact avec cette surface-extérieure, (d} à chauffer ledit moule finisseur au cours de la p Base (<c essentiellement jusqu'à la température de durcissement-à chaud dudit moule préchauffé; (e) à effectuer le moulage de finition avec orientation de ladite ébauche par application d'une pression pneumatique interne à cette ébauche de telle sorte que ladite ébauche épouse étroitement le contour intérieur dudit moule finisseur et que la chaleur soit transférée à l'article soufflé par les parois chaudes de ce moule se trouvant à ladite température de durcissement à chaud, en durcissant ainsi à chaud l'article creux soufflé; et ensuite (f) tout en maintenant au moins une pression suffisante sur ledit article durci à chaud pour empêcher sa contraction et pour le maintenir ainsi en contact ferme avec les parois intérieures dudit moule finisseur, à enlever ledit moule finisseur dudit moule préchauffé et à l'enfermer dans un moule de refroidissement qui est conditionné préalablement jusqu'à une température voulue de refroidissement ou d'abaissement thermique brusque en dessous de la température dudit moule préchauffé, ledit moule de refroidissement présentant aussi une masse beaucoup plus grande-que celle dudit moule finisseur et comportant aussi un contour intérieur qui est essentiellement identique à la surface extérieure dudit moule finisseur et est en contact avec cette surface;
2535644.
() à maintenir les conditions de la phase (f) jusqu'à ce que ledit article soufflé ait été refroidi en présence de pression jusqu'au degré voulu (h) à libérer ladite pression et à ouvrir ledit moule conditionné préalablement; puis (i) à ouvrir ledit moule finisseur et à enlever de ce
dernier ledit article durci à chaud.
8 Procédé suivant la revendication 7 caractérisé par le fait que la température dudit moule de refroidissement est d'au moins 50 C inférieure à la température dudit moule préchauffé. 9 Appareil pour effectuer le moulage de finition avec orientation d'une ébauche et le durcissement à chaud de l'article creux moulé par soufflage, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend: un moule finisseur ( 17, 18) fortement conducteur de la chaleur et ayant une masse thermique relativement faible, un second moule ( 8,8) de plus grande dimension ayant une masse élevée et comportant une cavité interne ayant la même forme que la surface extérieure dudit moule finisseur, des moyens pour chauffer préalablement ledit second moule, des moyens pour enfermer ledit moule finisseur dans ledit second moule préchauffé, et des moyens
pour enlever ledit moule dudit second moule.
Appareil pour effectuer le moulage de finition avec orientation d'une ébauche et le durcissement à chaud de l'article creux moulé par soufflage, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend un moule finisseur ( 17, 18) fortement conducteur de la chaleur et ayant une masse thermique relativement faible, un second moule ( 8,8) de plus grande dimension ayant une masse élevée et comportant une cavité interne ayant la même forme que la surface extérieure dudit moule finisseur, et des moyens pour chauffer préalablement ledit second moule, des moyens pour enfermer ledit moule finisseur dans ledit second moule préchauffé, des moyens pour -enlever ledit moule finisseur dudit second moule, un troisième moule ( 6,6) également de plus grande dimension que ledit moule finisseur, ce troisième moule ayant une masse plus grande que ledit moule finisseur et comportant également une cavité intérieure de même forme que la surface extérieure dudit moule finisseur, des moyens pour conditionner préalablement ledit troisième moule jusqu'à une température inférieure à celle dudit second moule, des moyens pour enfermer ledit moule finisseur dans ledit troisième moule conditionné préalablement thermiquement après l'enlèvement dudit moule finisseur dudit second moule, et des moyens pour enlever ledit moule finisseur
dudit troisimèe moule.
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