FR2494286A1

FR2494286A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING THERMOPLASTIC SHAPED ARTICLES

Info

Publication number: FR2494286A1
Application number: FR8121382A
Authority: FR
Inventors: Christoph Von Oswald
Original assignee: Oswald M C GmbH
Current assignee: Oswald M C GmbH
Priority date: 1980-11-18
Filing date: 1981-11-16
Publication date: 1982-05-21
Also published as: IT1139712B; IT8125040A0; PT73966B; FR2494286B3; ES507208A0; ES8207035A1; DE3145290A1; DE3145290C2; PT73966A; AT370124B; ATA565480A

Abstract

Hitherto, mouldings were produced from highly filled elastomers by vulcanisation in moulds under pressure. It has now been found that mouldings can be produced from elastic, optionally expanded materials containing at least 50% of organic fillers more economically and with tighter tolerances by injection moulding if the fillers are first dried to a maximum moisture content of 1%, then mixed with a thermoplastic, elastic material adjusted to low viscosity, and this mixture is then moulded by injection moulding in a manner which is conventional per se.

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'articles de forme élastiques à partir de matié- re thermoplastique contenant comme charge une proportion de plus de 50 % en masse d'une matière organique sous forme de particules. The present invention relates to a method of manufacturing elastic shaped articles from thermoplastic material containing as filler a proportion of more than 50% by mass of an organic matter in the form of particles.

De tels articles de forme ont été fabriqués Jus- qu'à maintenant par mélange des matières premières et par compression ultérieure à chaud et il se produisait parfois lors de cette compression, sous l'action de la chaleur, également un processus de vulcanisation ou un processus de réticulation. On a fabriqué de cette manière en partie des articles de forme rigides, conservant leur rigidité, après terminaison de la fabrication, à une température normale ou bien des articles de forme possèdant des propriétés élastiques à une température normale. Les articles cités en dernier peuvent être notamment des semelles en liège, épousant la forme du pied, qui constituent un composant essentiel dans la fabrication de chaussures.Des semelles de ce genre n'ont pu être réalisées jusqu'à maintenant qu'avec des frais de fabrication relativement élevés et avec une précision de forme relativement faible. Such shaped articles have been produced up to now by mixing the raw materials and by subsequent hot compression and sometimes during this compression, under the action of heat, also a vulcanization process or a crosslinking process. Rigidly shaped articles have been manufactured in this way, retaining their rigidity, after termination of manufacture, at normal temperature, or shaped articles having elastic properties at normal temperature. The last-mentioned items may include cork soles, conforming to the shape of the foot, which are an essential component in the manufacture of shoes. relatively high manufacturing and relatively low form accuracy.

La présente invention a eu initialement pour but de permettre la fabrication de telles semelles en liège d'une manière plus économique et plus précise ; lors de la mise au point de la présente invention, il s'est avéré que le procédé trouvé pouvait être appliqué non seulement à la fabrication de semelles en liège mais en outre, d'une façon tout à fait générale, à la fabrication d'articles en matière plastique élastique à forte adjonction de charges. The present invention was initially intended to allow the manufacture of such cork soles in a more economical and more precise; during the development of the present invention, it turned out that the method found could be applied not only to the manufacture of cork soles but also, quite generally, to the manufacture of elastic plastic articles with strong addition of charges.

L'invention a en conséquence pour but de fournir un procédé de fabrication d'articles de forme élastiques en matière thermoplastique contenant comme charge une proportion de plus de 50% en masse d'une matière, de préférence organi que, sous forme de particules, le procédé étant caractérisé en ce que la matière de charge, de préférence organique et sous forme de particules, est initialement séchée jusqu'à un degré d'humidité de 1 % au maximum et est ensuite mélangée avec un caoutchouc thermoplastique ramolli, de préférence également expansible, dont la viscosité à la température d'injection est suffisamment basse pour que le mélange puisse Etre inJecté de façon satisfaisante, puis on-aJoute le cas échéant des colorants, des produits aromatiques, des agents désinfectants ou désodorisants, et enfin le mélange est mis en forme d'une manière connue par moulage par injection. The object of the invention is therefore to provide a process for manufacturing elastic shaped articles of thermoplastic material containing as filler a proportion of more than 50% by mass of a material, preferably organic, in the form of particles, the process being characterized in that the filler material, preferably organic and in the form of particles, is initially dried to a degree of humidity of at most 1% and is then mixed with a softened thermoplastic rubber, preferably also expandable, the viscosity of which at the injection temperature is low enough for the mixture to be injected satisfactorily, then add dyes, aromatics, disinfecting or deodorizing agents if necessary, and finally the mixture is shaped in a known manner by injection molding.

Lors de la mise au point de la présente invention, on a du initialement remédier à différents inconvénients. During the development of the present invention, it was initially necessary to overcome various drawbacks.

Ainsi, on a constaté tout d'abord que, lorsqu'on utilisait des charges dans la condition d'humidité où elles sont livrées, ces charges tétant avérées jusqu'alors appropriées lors de leur mise en oeuvre par compression à chaud avec la matière plastique, il se posait des problèmes du fait de la formation de vapeur, ce qui ne permettait pas d'effectuer de façon satisfaisante l'opération de moulage par injection et qu'en outre, les produits obtenus n'étaient pas homogènes dans leur ensemble et ne pouvaient titre utilisés.D'une manière surprenante, on a constaté qu'il n'était pas nécessaire de sécher pratiquement complètement la matière de charge ; il s'est avéré qu'on pouvait tolérer une faible teneur en eau car celle-ci était également absorbée par la matière thermoplastique ramollie à la température de moulage par injection.Thus, it was found first of all that, when fillers were used in the humidity condition to which they are delivered, these fillers being suckled until then suitable during their use by hot compression with the plastic material , there were problems due to the formation of steam, which did not make it possible to carry out the injection molding operation satisfactorily and, moreover, the products obtained were not homogeneous as a whole and surprisingly, it was found that it was not necessary to dry the filler material almost completely; it has been found that a low water content can be tolerated because it is also absorbed by the softened thermoplastic material at the injection molding temperature.

En outre, on pensait a priori que, du fait de la mise à l'état très mou et faiblement visqueux de la matière polymère utilisée en vue de permettre une mise en oeuvre satisfaisante dans les machines de moulage p r injection, on obtiendrait des produits dont les propriétés mécaniques n'étaient pas satisfaisantes. In addition, it was thought a priori that, because of the very soft and slightly viscous state of the polymer material used in order to allow a satisfactory implementation in injection molding machines, we would obtain products whose the mechanical properties were not satisfactory.

Egalement, il s'est avéré dans ce cas, que d'une manière tout à fait inattendue et malgré le conditionnement très mou de la matière polymère, on obtenait, du fait de la présence de matières de charge en quantités relativement grandes, dans tous les cas supérieures à 50 ,' en masse, des produits dont les propriétés mécaniques étaient équivalentes à celles des produits réalisés Jusqutalors par compression à chaud, et qui se distinguaient en outre des produits connus par une précision dimensionnelle bien supérieure. Also, it turned out in this case, that in a completely unexpected manner and despite the very soft conditioning of the polymeric material, it was obtained, due to the presence of fillers in relatively large quantities, in all cases greater than 50, 'by mass, of products whose mechanical properties were equivalent to those of the products produced hitherto by hot compression, and which were further distinguished from the known products by a much higher dimensional accuracy.

On peut régler la viscosité de la matière thermoplastique en sélectionnant à priori, lors de l'application du procédé selon l'invention, une matière qui possède déjà la faible viscosité désirée, une telle matière n'ayant pas été en pratique envisagée pour le travail en machines de moulage par injection à cause de cette faible viscosité il est cependant également possible de faire intervenir une matière plastique ayant une viscosité supérieure, qui doit cependant être réglée à la valeur désirée par addition de plastifiants. Ainsi, avec le procédé selon l'invention et lors de la fabrication de semelles en liège, on peut amener un caoutchouc thermoplastique à une viscosité bien inférieure par addition de plastifiants et il est alors particulièrement approprié d'utiliser une huile polymère.La viscosité approDriée peut être définie dans ce cas sans difficulté par des essais ; en général, l'addition de plastifiants est effectuée en proportion comprise entre 8 et 12 % en volume de caoutchouc thermoplastique. The viscosity of the thermoplastic material can be adjusted by selecting a priori, during the application of the method according to the invention, a material which already has the desired low viscosity, such a material not having been considered in practice for work. in injection molding machines because of this low viscosity it is however also possible to involve a plastic material having a higher viscosity, which must however be adjusted to the desired value by addition of plasticizers. Thus, with the method according to the invention and during the manufacture of cork soles, a thermoplastic rubber can be brought to a much lower viscosity by the addition of plasticizers and it is then particularly suitable to use a polymer oil. can be defined in this case without difficulty by tests; in general, the addition of plasticizers is carried out in a proportion of between 8 and 12% by volume of thermoplastic rubber.

D'après le procédé selon l'invention, il s'est avéré particulièrement approprié d'adopter, pour le caoutchouc thermoplastique utilisé, un intervalle d'indice de fusion compris entre 0,5 et 40, de préférence entre 25 et 30. il est également possible d'utiliser à la place de granules de liège également d'autres charges comme par exemple des copeaux de sciage, des débrits de cuir broyés, des chutes de papier ou de carton broyées et des produits semblables. According to the method according to the invention, it has proved particularly suitable to adopt, for the thermoplastic rubber used, a range of melting index of between 0.5 and 40, preferably between 25 and 30. It It is also possible to use other fillers in place of cork granules, such as, for example, wood shavings, crushed leather debris, scraps of crushed paper or cardboard and the like.

En conséquence, les possibilités d'application du procédé selon l'invention sont pratiquement illimitées et il est possible de l'appliquer dans tous les cas où l'on utilisait jusqu'à maintenant, pour la fabrication d'articles de forme en matière élastique thermoplastique avec fort pourcentage de charges le procédé de compression et de vulcanisation, relativement co*teux et long, alors que maintenant le procédé économique de moulage par injection permet de fabriquer un produit pratiquement de même qualité, d'une, manière bien plus simple et en outre avec une précision dimensionnelle bien améliorée. Consequently, the possibilities of applying the method according to the invention are practically unlimited and it is possible to apply it in all the cases where it has been used until now, for the manufacture of shaped articles of elastic material. thermoplastic with a high percentage of fillers, the compression and vulcanization process, relatively costly and long, whereas now the economical injection molding process makes it possible to manufacture a product of practically the same quality, in a much simpler and furthermore with much improved dimensional accuracy.

On fait intervenir la charge organique avantageusement avec une grosseur de particules correspondant à un diamètre de 0,5 à 5 mm. The organic load is advantageously used with a particle size corresponding to a diameter of 0.5 to 5 mm.

On va donner dans la suite un exemple d'application de l'invention, qui n'a aucun effet limitatif sur celle-ci. We will give in the following an example of application of the invention, which has no limiting effect on the latter.

EXEMPLE
On sèche initialement des granules de liège ayant une teneur en eau de 4 à 5 96 jusqu'à une teneur en eau de 1 %. Les granules de liège ont une granulométrie de 1 à 3 mm en diamètre. On mélange ensuite 85 ## en volume de ces granules de liège, avec 13,5 #/ en volume de caoutchouc ther monlastique et 1,5 g3 en volume d'une huile polymère.L'huile polymère utilisée (se composant d'huiles aliphatiques et/ou aromatic7ues) possède les propriétés suivantes
Densité 150C, 0,896 g/ml - DIN 51757
Point de rosée -270C, DIN 51597
Viscosité à 20 C, 509 mm2/s - DIN 51562
à 1000C, 10,6 mm2/s - DIN 51562
Indice d'iode d'après Kaufmann 5
Poids moléculaire 470 d'après ASTM D 2503
Point d'aniline 1030C - DIN EN 56
Le caoutchouc thermoplastique expansible utilisé a présenté une dureté d'environ 500 Shore.EXAMPLE
Cork granules with a water content of 4 to 5% are initially dried up to a water content of 1%. Cork granules have a particle size of 1 to 3 mm in diameter. Then 85 ## by volume of these cork granules are mixed with 13.5 # / by volume of monolastic rubber and 1.5 g3 by volume of a polymer oil. The polymer oil used (consisting of oils aliphatic and / or aromatic7ues) has the following properties
Density 150C, 0.896 g / ml - DIN 51757
Dew point -270C, DIN 51597
Viscosity at 20 C, 509 mm2 / s - DIN 51562
at 1000C, 10.6 mm2 / s - DIN 51562
Iodine value from Kaufmann 5
Molecular Weight 470 according to ASTM D 2503
Aniline point 1030C - DIN EN 56
The expandable thermoplastic rubber used had a hardness of around 500 Shore.

On a introduit le mélange ainsi obtenu dans une machine automatique de moulage par injection et on l'a mis en oeuvre à 140 C. Les semelles de chaussure obtenues ont donné de bons résultats en ce qui concerne l'élasticité, la précision dimensionnelle et les propriétés mécaniques ; on a constaté qu'elles étaient équivalentes aux semelles connues en ce qui concerne les propriétés mécaniques et qu'elles avaient cependant une précision dimensionnelle supérieure. The mixture thus obtained was introduced into an automatic injection molding machine and used at 140 C. The shoe soles obtained gave good results with regard to elasticity, dimensional precision and mechanical properties ; it has been found that they are equivalent to known soles with regard to mechanical properties and that they nevertheless have greater dimensional accuracy.

Notamment pour la fabrication de semelles en liège, il est possible d'ajouter encore au mélange, additionnellement, des colorants, des produits aromatiques, des agents désinfectants ou des agents désodorisants. In particular for the manufacture of cork soles, it is possible to add to the mixture, additionally, dyes, aromatic products, disinfecting agents or deodorizing agents.

Claims

1.- A method of manufacturing elastic shaped articles of thermoplastic material containing as filler a proportion of more than 50 56 by mass of an organic material in the form of particles, characterized in that the filler material, preferably organic and in the form of particles, is initially dried to a humidity level of 1566 at the most and is then mixed with a softened thermoplastic rubber, preferably also expandable, whose viscosity at the temperature of injection is sufficiently low to that the mixture can be injected satisfactorily, after which, colorants, aromatic products, disinfecting or deodorizing agents are added where appropriate, and finally the mixture is shaped in a known manner by molding by injection

2.- Method according to claim 1, characterized in that a plastic oil (consisting of aliphatic and / or aromatic oils) is used as plasticizer.

3.- Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that one uses as filler granules of cork with a thickness of 0.5 to 5 mm.

4.- Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that one uses as load saw shavings, scraps of leather or scraps of cardboard.

5.- Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a thermoplastic rubber is added having a melting index range of between 0.5 and 40, preferably between 25 and 30.