Brevet FR2007200A1 — publié le 19700102

La présente invention concerne un milieu ou élément filtrant d'un type perfectionné, fabriqué en particules d'une matière plastique qui ont été traitées avec me quantité d'un surfactif suffisante pour rendre ces particules facilement mouillables. 5 On a découvert depuis peu de temps que des particules d'une matière plastique ayant des surfaces individuelles d'une forme irrégulière et non-uniforme constituent des éléments filtrants étonnam-r-ment efficaces pour la séparation par filtration de matières solides à partir de matières liquides. En particulier, on a constaté 10 que des particules de chlorure de polyvinyle qu'on prépare par une technique de polymérisation en suspension ou en émulsion possèdent \ine affinité exceptionnellement élevée pour l'élimination de matière solides à partir de courants aqueux. Alors que des. particules en matière plastique qu'on forme par des procédés classiques 15 de polymérisation conviennent pour préparer des filtres du type décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique IT2 716.908 déposée le 28 Mars 1968 par la même DEMANDERESSE, on s'est heurté à certaines difficultés concernant le mouillage intégral des particules lors de leur utilisation initiale ou après leur 20 séchage effectué en l'absence d'un courant de liquide. Etant donné que certaines particules de matière plastique présentent une tendance à flotter et à s'agglomérer, on éprouve des pertes lors du lavage des filtres par un courant en retour quand on fait appel à des techniques de filtration du type à écoulement par gravité. 25 II existe donc un besoin certain pour des particules mieux appropriées de matière plastique dont le mouillage se fait facilement par un milieu aqueux, ce qui permet d'éviter.les pertes lors d'un lavage par courant de retour. En conséquence, l1invention vise à fournir un élément fil-30 trant perfectionné formé en particules dè matière plastique qui sont facilement mouillables par l'eau. L'invention vise également à fournir -un tel élément filtrant dont les particules ont été traitées avant leur utilisation afin de leur permettre de résister à toute tendance au flottement. 35 On atteint les buts précités de l'invention ainsi que cer tains autres en fournissant un élément filtrant perfectionné qui comprend des particules d'une matière plastique ayant des 69 13481 2 2007200 surfaces individuelles, irrégulières et non-uniformes. On traite la matière plastique avec une quantité d'un surfactif ou a-gent mouillant qui est suffisante pour permettre le mouillage facile des particules par l'eau. 5 On constate que l'élément filtrant perfectionné est fa cilement mouillé par l'eau et on n'observe aucune agglomération de particules sèches quand on introduit pour la première fois de l'eau dans le filtre. De plus, on a constaté que l'élément filtrant perfectionné qui a été traité par un surfactif est 10 très facile à remouiller par l'eau même après que le lit filtrant a eu la possibilité de sécher. Des particules individuelles d'une matière plastique dont les surfaces individuelles sont irrégulières et non-uniformes, par exemple des particules de chlorure de polyvinyle qu'on pré-15 pare par une polymérisation en masse, en suspension ou en émul-sion, conviennent spécialement bien pour des filtrations dans lesquelles des matières solides doivent être séparées de courants liquides. Comme il a déjà été dit, l'un des problèmes rencontrés lors de l'utilisation de telles particules de matiè-20 re plastique pour la fabrication d1éléments filtrants est la tendance à 1'ogglomération des particules et aussi leur tendance à flotter sur la surface des courants aqueux, lors de la première utilisation du filtre. La Demanderesse a découvert que si les particules ont été précédemment traitées par un surfactif, 25 elles seront facilement mouillables par un fluide aqueux lorsqu'on les utilise dans un élément filtrant. Pour traiter les particules de matière plastique destinées à la fabrication des filtres, on peut ajouter une faible proportion d'un agent mouillant, tel qu'un surfactif ou un déavant , , . 30 tersif, aux particules/de les utiliser comme elements filtrants. En général, le détersif, surfactif ou agent mouillant peut être choisi parmi les produits les plus courants de ce type que l'on trouve dans le commerce, en particulier parmi les- surfactifs anioniques, cationiques ou non-ioniques ou encore des combi-35 naisons de deux ou plusieurs tels agents. On a trouvé que l'agent mouillant ou surfactif est le plus efficace quand on l'utilise à raison d'environ 0,001 °/o à 1,0 ' % par rapport au poids total des particules de matière plastiqué à traiter. Une propca>-tion préférée d'introduction de l'agent mouillant ou surfactif 40 est comprise entre environ 0,01 et 0,2 °/o par rapport au poids 69 13481 5 2007200 ■ * vides particules de matière plastique. On peut appliquer l'agent mouillant à un élément filtrant en chlorure de polyvinyle de diverses façons. On peut dissoudre le surfactif dans un fluide aqueux et on peut alors pulvériser ce fluide aqueux sur les par-5 ticules pendant que ces dernières sont aérées ou brassées afin d'assurer une humidification uniforme de la surface de contact totale de chacune des particules. Une autre technique d'application du surfactif ou de l'agent mouillant consiste à dissoudre cet agent dans une quantité d'eau suffisante pour submerger 10 l'élément filtrant et ensuite à détremper l'élément filtrant dans cette solution du surfactif ou détersif. Cette dernière technique est l'une de celles qu'on préfère particulièrement pour appliquer le surfactif à l'élément filtrant en matière plastique. Après avoir détrempé les particules pendant une durée 15 raisonnable (1 à 10 heures), on débarrasse par drainage les particules de la solution de surfactif liquide et on peut ensuite :v les sécher et les emballer dans des caisses pour les expédier aux. utilisateurs, ou bien encore on peut utiliser les particules immédiatement, pendant qu'elles sont encore humides, comme élé-20 ments filtrants.. Eventuellement, on peut appliquer les surf actifs ou agents mouillants sous forme de poudres sèches et mélanger intimement ces poudres avec les particules plastiques (-ou saupoudrer les particules avec les poudres) de manière à enrober . régulièrement les particules de matière plastique et faire.adhé-25 rer le surfactif à leurs surfaces. En vue d'assurer la dilution nécessaire, on peut incorporer dans les surfactifs des additifs inertes, ce qui facilitera la dispersion appropriée sur les: particules de matière plastique. les surfactifs que l'on peut efficacement utiliser pour 30 préparer les éléments filtrants perfectionnés selon l'invention sont choisis parmi les produits les plus courants, à savoir des savons, des détersjfs, des compositions formées avec des détersifs et contenant/agents de consistance et de moussage, des diluants inertes, etc. 35 Parmi les agents mouillants qui conviennent particulière ment bien, on mentionnera des savons tels.qjie des sels d'acides gras- de certains métaux: alcalins (par exemple de,potassium ou de sodium) avec des: acides gras à chaîne longue. Des savons disponibles dans le commerce qui ont été préparés d'acides gras 40 mixtes contenant environ 80# d'acides gras du suif et environ 69 13481 4 2007200 20# d'acides gras d'huile d® noix de coco conviennent parfaitement dans ce but. De tels savons peuvent contenir des sels so-diques ou potassiques d'acides laurique et stéarique, en combinaison avec de l'acide oléique et d'autres acides gras contenant 5 de 12 à 22 atomes de carbone. Parmi les surfactifs organiques anioniques du type non-savonneux, on citera les éthers sulfonates d'alkyl-glycérylé . , les sulfates d'alkyle, les sulfates et sulfonates d'alkyl-mono-glycérides, les éthers sulfates d1alkyl-poly-éthénoxyliques, lea 10 sulfonates d'alkyl-benz:ène dans lesquels le substituant alkyle est à chaîne droite ou à chaîné ramifiée, par exemple les sulfonates de dodécyl-benzène, les £-oléfines sulfonées et les po-lyéthénoxy-sulfonates d1alkylphénol. On utilise les ingrédients mentionnés de préférence sous forme d'un sel hydrosoluble, par 15 exemple un sel sodique, potassique, ammoniacal ou alkyl-ammoniacal, comme le lauryl-sulfate de sodium, le N-méthyl, N-lauroyl-tauride de potassium et le dodécyl-benzène-sulfonate de triétha-nolammonium. Parmi les détersifs ou surfactifs organiques non-ioniques, on citera les produits de condensationad1oxydes de po-20 lyéthylène avec des alkyl-phénols dont les groupes, alkyle Contiennent 8 à environ 15 atomes de carbone (par exanple le t-oc-tylphénol). On peut également utiliser des. produits de condensation d'oxyde d'éthylène avec des alcools aliphatiques à chaîne droite ou ramifiée contenant de 8 à 18 atomea' de carbone, pa:ç/ 25 exemple l'alcool laurylique. ainsi que des agents de consistance, des agents d'anti-moussage, etc. Parmi les agents de consistance appropriés que l'on peut 30 incorporer dans line composition détersive, on citera les carbonates, phosphates, pyrophosphates, polferphosphates et silicates de métaux alcalins, comme par exemple le tripalyphosphate de sodium et le carbonate de sodium. 35 éléments filtrants peut être toute matière plastique, synthétique ou naturelle, possédant les propriétés physiques nécessaires. pour son utilisation comme éléments filtrants. On peut en res thermodurcissables^ Parmi les diverses matières, qui convien-40 nent dans ce but, on citera les polyoléfines, les halogénures de La composition de détersif ou de surfactif peut être une composition disponible dans le commerce contenant un détersif La matière plastique que l'on utilise pour préparer les particulier choisir des matières thermoplastiques ou des matiè- 69 13481 5 2007200 polyvinyle, les polyacrylates, les polyacrylonitriles, les polyamides, les polycarbonates, les polyesters, les polyoxyméthylè*-nés, les polymétliacrylates, les polystyrènes, les polyuréthanes, les résines mélamine-formaldéhyde, les résines phénol-formaldéhy-5 de, et les résines" urée-f ormaldéhyde.. On peut utiliser également d'autres matières plastiques dans ce but.. Parmi les" polyôléfines, on citera le polyéthylène, un polyéthylène chloré, le polypro-pylène, les polybutènes et le poly-4~méthyl-pentène-1. Parmi les halogénures de polyvinyle, on mentionnera le,fluorure, le chlo-10. rure et le bromure, de polyvinyle, le chlorure de polyvinylidè-ne, le polytétrafluoréthylène et le polychlorotrifluoréthylène. Parmi les polyacrylates appropriés, on citera les polyacrylates de méthyle et d'éthyle, les polyméthacrylates de méthyle, d'ally-le et de cyclohexyle». Parmi les polyamides qui conviennent, on 15 mentionnera le nylon-66 (polymère d'hexaméthylène-diamine/acide adipique), le nylon-610 (polymère d'hexaméthylène-diamine/acide sébacique), le nylon-6 (polymère de caprolactame) et le nylon-11 (polymère d'acide amino-undécanoïque). Un polycarbonate approprié est un polymère de bisphénol A et de phosgène ("Lexan"). 20 Parmi les polyesters on mentionnera le polymère d'acide téréphta-lique/éthylène-glycol et le polymère ternaire d'é^hylène-glycol/ anhydride phtalique/styrène. Parmi les polyoxyméthylènes, on citera le polyformaldéhyde, les polymères de trioxanne, le copoly-mère éther vinylique/trioxanne et le copolymère norbornylène/ » 25 trioxanne. Parmi les polystyrènes appropriés on citera le polystyrène, le polychlorostyrène, le polyvinyl-styrène,- et "le poly-bromo-styrène. Parmi les polyuréthanes, on mentionnera le polymère de di-isocyanate de toluène et de tétraméthylène-g'lycol et le polymère de di-isocyanate d'hexaméthylène et de tétraméthy-30 lène-glycol. Enfin, parmi les matières thermodurcissables appropriées, on mentionnera les résines mélamine-formaldéhyde, phé-nolformaldéhyde et urée-formaldéhyde. Les exemples suivants, dans lesquels les partie's et les pourcentages sont en poids, servent à illustrer 1''invention 35 sans aucunement en limiter la portée. EXEMPLE 1 • Quand on place dans un récipient une certaine quantité de t chlorure de polyvinyle (résine "Ethyl SE.225", marque déposée d'une résine de chlorure de polyvinyle préparée par un procédé 69 13481 6 2007200 de polymérisation en suspension), environ 50# de cette résine flottent sur le dessus de l'eau sous forme de particules individuelles ou d'agglomérats.- On prépare une solution de 0,01# de lauryl-sulfate de sodium dans l'eau et on ajoute la rrïême quantité 5 de la meme résine de chlorure de polyvinyle à cette solution tout en agitant. Les particules de résine sont rapidement mouillées et sombrent jusqu'au fond du récipient dès que l'agitation est interrompue. Après déshydratation, on place larésine dans une cuve d'un filtre clos et quand on introduit de l'eau trou-10 ble, les particules, de résine sont immédiatement imbibées et se • déposent en un lit uniforme dans la partie inférieure de la cuve. Lors d'un lavage à contre-courant, les particules individuelles se séparent nettement- et ne manifestent aucune tendance à s'agglomérer et à flotter à la surface de l'eau. 15 EXEMPLE 2 Dans un bêcher de grand format, on place 100g de la même résine chlorure de polyvinyle que dans l'exemple 1. Qn-introduit dans le bêcher 1cm^- d'une solution à 2# de lauryl-sulfate de 20 sodium en pulvérisant ce produit sur là résine pendant qu'on a-gite cette dernière. On a4oute 200 ml d'eau dans le bêcher qui contient les particules traitées de résine, sous agitation vigoureuse^ Dès l'arrêt de l'agitation, les particules de résine se déposent rapidement dans le fond du bêcher. 25 Outre les savons et détersifs anioniques, on peut effica cement utiliser des savons cationiques comme agents mouillants. Conviennent particulièrement les composés d'ammonium quaternaire dans lesquels le radical aliphatique peut être à chaîne droite ou ramifiée et contient environ 8 à 18 atomes de carbone, com-3Q me par exemple le chlorure de myristamido-propyl-diméthyl-benzyl ammonium- L'une des matières surfactives détersives préférées est le dioctyl-sulfosuccinate de sodium. La granulométrie des. particules la plus avantageuse pour former les éléments filtrants doit être comprise entre environ 35 2 et 0,25 mm. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. \ \ 7 2007200 REVENDICATIONS 1.. Elément filtrant, qui comprend des particules d'une matière plastique présentant des surfaces individuelles irréguliè— 5 res et non-uniformes, ladite matière plastique ayant été traitée avec une quantité d'un surfactif qui est suffisante pour permettre un mouillage facile de ces particules par l'eau. 2.. Elément filtrant selon la!. revendication 1, caractérisé en ce que la granulométrie des particules est comprise entre 10 environ 2 et 0,25 mm. 3. Elément filtrant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la matière plastique est le cbiarure de polyvinyle. 4-, Elément filtrant selon la revendication 35 caractérisé en ce que le chlorure de polyvinyle est obtenu par un procédé de 15 polymérisation en émulsion, en masse ou en suspension. 5- Elément filtrant ®elon la revendication 1, caractérisé en ce que le surfactif est un surfactif cationique, anionique ou non-ionique. 6. Elément filtrant selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que le surfactif est le lauryl-sulfate de sodium. 7. Elément filtrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le surfactif est un dioctyl-sulfosuccinate de sodium. 8. Elément filtrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique est traitée par un surfactif en 25 une concentration d'environ 0,001 à 1,0 ^ par rapport au poids de la matière plastique.