Brevet FR2009426A1 — publié le 19700206

La présente invention est relative à un procédé pour granuler des matières thermoplastiques contenant des gonflants, du type dans lequel lesdites matières, à l'état thermoplastique, sont extrudées au travers d'une plaque à filières dans une chambre alimentée en liquide et maintenue sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, les ajoncs de matière plastique sortant de la plaque à filières sont découpés à l'aide de couteaux rotatifs, puis sont refroidis sous pression et ensuite évacués dans l'atmosphère. Il est déåà connu, dans cet ordre d'idéevd'expulser des matières plastiques contenant des gonflants, à 1 t état thermoplastique, à travers une plaque à filières et de les refroidir par un réfrigérant. Pour éviter une expansion ("moussage") de la matière plastique en aval de la plaque à filières, la matière plastique doit etre préalablement refroidie à une température suffisamment basse pour que la tension de vapeur du gonflant quelle renferme ne dépasse qutà peine la pression atmosphérique sous laquelle opèrent les granulateurs connus.Avec ce pro e-édéi rl n'est généralement pas possible d'éviter un "moussage partiel des granulés avant leur refroidissement. En outre, la forte viscosité de la matière plastique refroidie limite le rendement du granulateur ainsi que la grosseur de grain minimale susceptible d'être obtenue. On connatt également un procédé d'après lequel on extrude, à l'état thermoplastique, au travers d'une plaque à filières, une matière plastique contenant un gonflant, directement dans une colonne de liquide maintenue sous pression statique, et on la fait découper en granulés par un couteau tournant devant la plaque à filières, au sein du liquide. le pression régnant dans le liquide est réglée de manière à ce que soit compensée la pression du gaz contenu dans la matière plastique, et qu'ainsi puisseZproduire 1 Ilmoussagewdes granulés0 les granulés sont refroidis sous pression, à ltintdrieur de la colonne de liquide et lorsqu'ils sont d'un poids spécifique plus faible que le liquide, ils surnagent à la surface du liquide et en sont séparés sous la pression atmosphérique. Ce procédé présente l'inconvé- nient de ne permettre que des pressions limitées, étant donné que la hauteur de la colonne de liquide ne peut autre choisie arbitrairement pour maintenir une pression de compensation nécessaire lors du travail de thermoplastiques contenant des gon flants.Il s'avère en outre, lors du travail de thermoplastiques à point de ramollissement élevé, que le film visqueux qui se forme sur la plaque à la filiere présente, à la basse température du liquide réfrigérant, une viscosité telle qu'il résulte une très courte durée de vie des couteaux. Etant donné ces difficultés, le problème s'est trouvé posé d'élaborer un procédé permettant de maintenir des pressions de service suffisamment élevées et d'éviter le grand écart de température entre la plaque à filières chauffée et le liquide réfrigérant environnant cette dernière. Ce problème a été résolu par un procédé pour granuler des matières thermoplastiques renfermant des gonflants du type dans lequel les joncs de matière plastique sortant au travers d'une plaque à filières, dans une chambre maintenue sous une pression supérieure à la pression atmosphérique et alimentée en liquide, sont découpés par des couteaux rotatifs, procédé dans lequel les joncs de matière plastique sont découpés dans l'espace rempli de gaz de la chambre. Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux de la présente invention, le liquide est amené annulairement autour de 1'espace rempli de gaz de la cnambre en suivant la paroi de cette dernière. A titre indicatif, mais nullement limitatif, on a représenté schématiquement à la figure unique du dessin annexé un exemple de mise en oeuvre de la présente invention que l'on décrira ci-après plus en détail. Au sortir d'une extrudeuse non représentée au dessin, la masse fondue de matière plastique contenant des gonflants, appelée ei-après "gel', est amenée à un granulateur par la conduite 1. Ce granutateur se compose de la chambre 2 munie d'arrivée 3 et de départ/de liquide d'une conduite d'amenée de gaz 16, d'une plaque à filières perforée 5 située sur le trajet du courant de matière plastique sortant de la conduite 1 et d'un couteau 6 balayant la face de la plaque à filières. le moteur 8 entrasse le couteau 6 par l'intermédiaire de l'arbre 7 traversant, de façon étanche à la pression, a paroi de la chambre.Le gel, qui est maintenu à une temperature situee dans la zone de fu sion-de la matière plastlauet est refoulé - sous pression à travers les trous de la plaque a filières 5 et, du coté faisant face à la chambre 2 de la plaque à filières, il est découpé en petites barettes par le couteau rotatif 6. La chambrë 2 nlest Que partiellement remplie de liquide et l'on veille à ce que le couteau 6 tourne dans 11 espace rempli de gaz de la dite chambre.Pour éviter un "moussage" de la matière plastique sous l'effet du gonflant contenu dans le gel on règle la pression dans l'espace rempli de gaz de la chambre 2, au moyen d'un gaz inerte sous pression, amené par la conduite 16, de manière que la pression partielle du gonflant dans le gel soit compensée ou surcompensée. Le liquide peut, par exemple, être introduit tangentiellement dans la chambre 2, le long de la paroi intérieure de cette dernière, par l'intermédiaire de la pompe 9 et de la conduite 10, de sorte que la partie centrale de la chambre comportant la plaque à filières 5 et le couteau 6 ne soit pas- remplie de liquide.Dans l'espace rempli de gaz se trouvant sous la pression du gaz inerte, le gel est découpé encore chaud, donc non refroidi, par le couteau 6o Sous l'effet de la force centrifuge transmise par le couteau rotatif, les granulés sont projetés contre la paroi de la chambre alimentée en liquide, ils sont saisis par le courant de liquide qui les refroidit sous la pression régnant dans la chambre 2, puis ils sont évacués simultanément avec le liquide, en passant par l'orifice de sortie 4. le mé au dispositif lange liquide-granulés est ensuite amené par une conduite 11/ de sé- paration 12 avec crible 13, et les granulés refroidis sont évacués vers l'extérieur par la conduite 15. le liquide est recyclé et retourne, le cas échéant après adjonction de liquide frais, à la chambre 2 par 11 intermédiaire du robinet 14 et de la pompe 9. Comme matières thermoplastiques appropriées pour le procédé objet de la présente invention, on citera : les polyoléfines, les homo- et les copolymères du chlorure de vinyle, et notamment, les polymères de styrolène. Par polymères de styrolène dans le sens de la présente invention, on entend le polystyrolène et ses copolymères avec d'autres composés polymérisables insaturés en ,ss, qui renferment, en liaison polymère, au moins 50 % en poids de styrolène. Comme composants de copolymérisation, conviennent, par exemple, l'&alpha; ;- méthylstyrolène, les styrolènes halogénés dans le noyau, les sty- rolènes alcoylés dans le noyau, l'acrylonitrile, l'anhydride ma- léique, les esters d'acide acrylique ou méthacrylique et d'al- cools en Cî à C8, les composes N-vinyliques, comme le vinylcarbazole, ou encore de faibles quantités de composés renfermant deux doubles liaisons polymérisables, tels que le butadiène, le divinylbenzène ou le diacrylate de butanediol. les polymères de styrolène peuvent renfermer des adjuvants, par exemple des produits ignifugeants, comme le phosphate de tris-dibromopropyle, l'hexabromocyclododécane, la paraffine chlorée, des synergistes pour ignifugeants, des peroxydes organiques à point de décomposition élevé, ou d'autres substances se décomposant sous forme de radicaux, ainsi que des colorants ou des charges quelconques. On peut, de plus, faire une adjonction de produits agissant comme noyaux cristallisants comme le talc, en vue du réglage de la structure alvéolaire. les thermoplastiques renferment un gonflant, réparti de façon homogène Conviennent comme gonflants, notamment, des hydrocarbures gazeux dans les conditions normales de température et de pression, des hydrocarbures liquides, ou encore des hydrocarbures halogénés qui ne dissolvent pas le polymère et dont les points d1ébullition sont inférieurs au point de ramollissement du polymère. Comme exemples de gonflants, appropriés, on citera le propane, le butane, le pentane, le cyclopentane, l'hexane, le cyclohexane, le dichlorodifluorométhane et le trifluorochlorométhane. Les gonflants sont généralement présents dans les polymères en proportions comprises entre 3 et 25 X, rapportés au poids du polymère R E V E N D I C A T I O N S 1- Procédé pour granuler des matières thermoplastiques contenant des gonflants, du type dans lequel les matières plastiques, à ltétat thermoplastique, sont extrudées au travers d'une plaque à filières, dans une chambre alimentée en liquide et maintenue sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, les joncs de matière plastique sortant de la plaque à filières sont découpés par un couteau rotatif, sont refroidis sous pression et ensuite évacués dans l'atmosphère, ce procédé étant caractérisé en ce que le découpage des joncs de matière plastique s1 effectue dans l'espace rémpli de gaz de la dite chambre. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide, à l'int-érieur de la chambre, est amené annulairement autour de l'espace rempli de gaz, en suivant~la paroi de la chambre.