Brevet FR2046894A1 — publié le 19710312

La présente invention concerne un procédé permettant de récupérer des déchets de mousse de réème thermoplastique. D'après ce procédé, on dispose la mousse, en particules, sur une surface refroidie qui, vibrante, est à même d'ache-5 mirier les particules en les éloignant de leur lieu d'application. On soumet les particules, tandis qu'elles se trouvent au Voisinage de la surface vibrante, à une chaleur rayonnante suffisant -à provoquer leur, affaissement et leur coalescence, on retire la matière ainsi affaissée de la surface vibrante, on la refroidit 10 au-dessous de sa température de thermoplasticité et on la réduit au calibre de particule voulu. " Le procédé envisagé est caractérisé par le fait que la surface précitée se rétrécit de- son extrémité d'entrée à son extrémité de sortie. 15 L'invention a aussi pour objet un appareil permettant de densifier les déchets de mousse de résine thermoplastique synthétique. Cet appareil comporte un dispositif d'alimentation en résine synthétique sous forme de mousse en particules, un eouloir. vibrant qui se rétrécit de son extrémité d'entrée à son 20 extrémité de sortie et présente une surface de transport tournée vers'le haut, une source de chaleur rayonnante disposée au voisinage de la surface \ de transport et susceptible de fournir par rayonnement une chaleur suffisant à provoquer au moins l'affaissement et la coalescence partielles des particules de mousse 25 situées sur ladite surface/ Le dispositif d'alimentation est •disposé au voisinage- de l'extrémité d'entrée du couloir; un agencement de refroidissement,, situé près de son extrémité de sortie, est apte à refroidir la. résine thermoplastique évacuée par l'extrémité de sortie, en étant associé au couloir pour pouvoir en 50 maintenir la surface de transport à température au-dessous de laquelle il ne se produit pas d'adhérence notable de la matière thermoplâs t ique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux, compris d'après la description qui va suivre en re-35 gard des dessins schématiques annexés. La figure 1 représente un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 montre un couloir vibrant convenant bien pour la mise en oeuvre de cette invention. 70 22425 2 2046894 La figure 1 illustre un appareil 10 conforme à 1*invention qui comprend un dispositif broyeur ou réducteur d'alimentation 11 susceptible de recevoir des déchets de mousse en résine thermoplastique synthétique et de les broyer au cali-5 bre désiré. On constate qu'un broyeur à marteaux donne éminemment satisfaction, tout comme d'autres dispositifs de broyage bien connus . Le dispositif broyeur 11 est combiné à une trémie de stockage servant de source de résine synthétique en particules 10 12. Cette source reçoit la matièrqfr"ragmentée du broyeur 11 en général par convoyage pneumatique, l'excès de gaz et de poussière étant évacué par un dégagement 13. La source 12 comporte un dispositif de décharge 14 qui, avantageusement, est une soupape en étoile livrant par rotation des quantités bien déterminées 15 de particules de mousse à un conduit d'évacuation 16 comportant une extrémité de décharge 17 disposée au voisinage d'un couloir vibrant 18. Le couloir vibrant 18 présenté une extrémité d'entrée 19 et une extrémité de sortie 21. Il offre une surface de trans-20 port 22 qui, tournée vers le haut, reçoit lés particules de moïlsse de la décharge 17 du conduit 16 et transporte la matière de son extrémité d'eritrée 19 à ,'sori extrémité' de~ "sortie 21. Le couloir 18 communique avec un agencement de refroidissement 23* tel qu'une source d'eau ou d'air puisé. Un .disposi-25 tif de chauffage par rayonnement £§ est disposé en regard et près de la surface 22 tournée vers le haut du couloir 18 et lui fournit assez de chaleur pour amener les particules de résine synthétique à subir au moins partiellement un affaissement et une coalescence et à former par là.une mousse agglomérée 26. 30 il est bon que la mousse agglomérée 26 passe entre une paire de rouleaux presseurs 28 qui la reçoivent alors qu'elle se trouve encore plastifiée à chaud et la densifient plus encore. Un dispositif de refroidissement 29, qui peut avantageusement être constitué par des ajutages opposés, alimentés en air sous 35 pression, refroidit la résine densifiée qui passe alors à un dispositif broyeur 31, tel qu'un broyeur à marteaux, à chocs, etc.., qui morcelle la feuille densifiée en particules de calibre désiré et décharge ces dernières dans une trémie 32 d'où il est intéressant de les acheminer à une machine de fabrication 40 à chaud 33, par exemple une extradeuse. 70 22425 3 2046894 Sûr la figure 2, on a illustré schématiquement un couloir vibfeant 35 Qui convient très bien pour mettre en oeuvre l'invention. Le couloir 35 comprend une auge de transport 36, chemisée et couplée à des organes vibreurs 37 et 38. L'auge 36 5 comporte une extrémité d'entrée 39 et une extrémité de sortie 41. Sa vibration se fait de manière générale le long de l'axe des organes 37 et 38 qui, avantageusement , peuvent être de nature pneumatique ou électrique. L'auge 3S présente une surface de transport 42 propre à recevoir des particules de rési-XO ne synthétique. L'auge comporte un espace" interne 43 qui a, dans l'ensemble, les mêmes dimensions -que la surfac^-2 et où l'on peut envoyer un agent réfrigérant tel que l'eau ou l'air. Une . entrée de réfrigérant -45 est. Située au voisinage de 11 extrémité 39 et une sortie de réfrigérant 46 près de l'extrémité de sortie 15 41. La surface de transport 42 est sensiblement plus large à l'extrémité d'entrée qu'à l'extrémité de sortie* Pour la plupart des mousses de résine thermoplastique synthétique ou des autres matières en particules à densité apparente faible qu'on veut.densifier, le rapport de la largeur 20. âe l'extrémité d'entrée de l'auge et de sa.surface de transport à celle de son'extrémité de sortie vaut avantageusement 1,5:1 à 5*1, selon la natdre du produit et, de préférence,1,75:1 à 2,5:1. Plus la densité apparente est faible, plus ce rapport doit être grand. Un rapport d'environ 2:1 est très satisfaisant 25 lorsque la densité de la matière à traiter augmente d'un facteur d'environ 20. La surface de l'auge est avantageusement en métal poli tel que, par exemple, l'acier, l'aluminium ou l'acier inoxydable. L'adhérence de la matière en quantité notable quelconque à la surface de transport peut être réglée par la tempéra-30 ture des organés radiaux de chauffage ou par la distance comprise entre ces organes et l'auge. Divers agents de démoulage, lubrifiants ou analogues ne sont pas particulièrement avantageux si l'on utilise l'appareil pour densifier en continu une résine synthétique, car appliquer fréquemment l'agent lubrifiant est 35 assez peu pratique; Un fonctionnement satisfaisant s'obtient aisément avec une alimentation constante et une température constante. Le procédé considéré requiert peu ou pas d'intervention. Une petite adhérence de la matière résineuse peut se produire; cependant,' la matière est en général vite délogée sous l'effet 40 des vibrations du couloir et de l'écoulement sur lui de la 70 22425 4" 2046894 matière densifiée. Les exemples suivants feront bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. '* Exemple 1. 5 On utilise une auge à chemise d'eau, à section dé croissante de 3 ® de long, de 36 cm de lar'gp à son extrémité d'entrée et 20 cm de large à son extrémité de sortie (la décroissance se faisant symétriquement) et à côtés de 7 cm de Saut (dimensions internes); l'auge est portée par un vibreur sus-10 ceptible de lui appliquer une vibration de 3 cycles/seconde et de faire avancer la matière de son extrémité large d'entrée à son extrémité étroite de sortie. Un banc d'organes de chauffage infrarouges à tubes de quartz est disposé en regard de la surface de transport de l'auge. 15 On broie une mousse de polystyrène contenant un agent retardateur d'inflammation et un colorant, pour obtenir des déchets deemousse eh particules irrégulières de 0,08 à 1,9 cm, à poids spécifique apparent de 34 g/1. La mousse polymère a une viscosité en solution de 9,1 centipoises (viscosité d'une aolu-20 tion à 10# dans du toluène à 25°C). Les déchets en particules arrivent de manière continue à l'auge vibrante en débit moyen d'environ 1 kg/mn. Les organes de chauffage infrarouges sont ajustés sur une puissance d'entrée de 12,2 kilovolts-ampères. La moussé de polystyrène qui se trouve sur l'auge sem-25 ble s'affaisser et former des masses à peu près cohérentes qui ont l'aspect d'une nappe de dentelle, que l'on envoie entre deux rouleaux de compression refroidis ayant une température d'environ 38®C. Le polystyrène sort des rouleaux de compression sous forme de feuille et il est soumis à un jet d'air à température 30 ambiante, passe à un broyeur et sort sous la forme d'un polystyrène densifié nodulisé qui a un poids spécifique apparent de ^90 g/1 et une viscosité en solution de 8,91 centijpo.tses. Le procédé décrit dure 6 heures sans requérir d'intervention. Un polystyrène de première qualité pour extrusion,sous forme de 35 nodules à forme générale cylindrique^teedensité apparente d'environ 576 g/1. ■ Exemple 2. Le mode opératoire de l'exemple 1 est répété, à ceci près que le débit moyen d'alimentation en fonctionnement continu 40 sur 6 heures est de 1,47 kg/mn et. varie de 1,1 à 1,5 lg/mn. Un 70 22425 5 2046894 ( échantillon, représentatif du produit a une densité apparente de 46.0 g/1 et une viscosité en solution de 8,71 centipoises. Exemple 3. L'exemple 1 est répété, à ceci près que le débit 5 moyen d'alimentation est de 1,1 kg/mn et qu'au total 1.550 kg de déchets sont.densifiés de manière continue sur une période de 21 heures. Un échantillon représentatif indique une densité apparente de 435 g/1 et une. viscosité en solution de 8,89 centipoises. 10 Exemple 4. 408 kg de mousse de polystyrène, en particules contenant un pigment vert et dépourvu-d'agent retardateur d'inflammation sont traités de la manière décrite dans l'exemple 1. La mousse densifiée a-une viscosité en solution de 11,6 centi-15 poises et une densité apparente de 500 g/1. La ma.tière densif iée est mélangée à un polystyrèn^granulé de qualité propre à l'extru-sion en quantité suffisante pour que les déchets densifiés constituent 23# du poids total; le mélange est ensuite extru-dé pour former une mousse de polystyrène à densité de 25 g/1 20 et à viscosité en solution de 11,6 centipoises. A titre de comparaison,, le mime type de molasse est produit par emploi de 23#.de. mousse régénérée par compression et recyclage dans une extrudeuse et un dispositif éliminant les corps volatils. On obtient une mousse qui présente une densité de 25 g/1 et une 25 viscosité en solution de 11 centipoises, ce qui indique une dégradation sensible du polymère obtenu par le procédé de ré-extrusion. . ' Exemple 5. Une mousse de polystyrène contenant un agent retarda-' 30 teur d'inflammation est. b.ncyée pour produire des déchets en particules présentant une densité apparente d'environ 57,6 g/1 et une viscosité en solution d'environ 9,36 centipoises. Une partie " des déchets,dénsifiée conformément à l'exemple 1, donné un produit qui présente une densité apparente de 493 g/1 et une vls-35 cosité en solution de 8,70 centipoises. On densifie une partie restante des déchets broyés en utilisant une extrudeuse comme dans l'exemple 4 pour donner un produit à densité apparente de 592 g/1 et à viscosité en solution de 8,1 centipoises. 70 22425 6 2046894 Exemple 6. Une mousse de matière plastique cellulaire constituée par un copolymère comportant environ 91*5# de styrène et environ 5,5# de butadiène est broyée de façon à produire ^ des déchets de mousse à densité apparente d'environ 24 g/1 et à viscosité en solution de 10,9 centipoises. Avec le mode opératoire .de l'exemple 1 et un débit d'alimentation de 1,07 kg/mn, le produit granulé obtenu a une densité apparente de 480 g/1 et unevisvosité en solution d'environ 10,7 centi-10 poises. Exemple 7. On densifie par le mode opératoire de l'exemple 1 des déchets de mousse de polyéthylène broyés. On n'obtient pas de propriétés physiques. Il est à noter qu'il faut un apport 15 -de chaleur par kg supérieur à celui qui est requis avec du polystyrène. Exemple' 8. Une mousse de matière plastique constituée de poly-ortho-chlorostyrène à viscosité en solution de 5,3 centi-20 poises (viscosité d'une solution à 10# en poids dans la méthyléthylcétone à 25°C), a une densité apparente d'environ 52 g/1. Avec les conditions de l'exemple 1, on obtient un produit granulé à densité apparente de 424 g/1 et à viscosité en solution de 5-,8 centipoises. 25 Exemple 9. Un"polymère constitué par 75# de styrène et environ 25# d'acrylonitrile en poids, présentant une viscosité en solution de 13,2# (solution à 10# dans la méthyléthylcétone), est envoyé dans une extrudeuse productrice de mousse où il est 30 • plastifié à chaud et mélangé à un agent d'expansion volatil. La mousse obtenue est ensuite broyée pour produire des déchets en particules qui présentent une densité apparente de 52 g/1 et une viscosité en solution de 10,1 centipoises. Les déchets de mousse sont ensuite traités comme dans l'exemple 1 pour fournir 35 un produit granulé à densité apparente de 224 g/1 et à viscosité en solution de 9,55 centipoises (solution à 10# dans la méthyléthylcétone). Exemple 10. De manière similaire à l'exemple 9j> on prépare une 4q mousse à partir d'un copolymère de 75# de styrène et 25# d'anhy 70 22425 7 2046894 dride raaléique. Le polymère a une viscosité de .4,4 centipoises (solution à 10# dans la méthyléthylcétone). La mousse extrudée est broyée de façon à produire des déchets présentant un calibre de particule de 0,08 à 2,0 cm, une densité apparente de 35-g/l et une viscosité en solution de 4,10 centipoises. Les déchets broyés obtenus sont traités comme dans l'exemple 1 pour fournir un produit granulé à densité apparente de 380 g/1 et à viscosité en solution de 3,9 centipoises (solution à 10# dans la méthyléthylcétone). De même que pour les exemples précédents, d'autres mousses de résines thermoplastiques sont-aisément densifiées en nodules extrudables par le procédé et avec l'appareil conformes à la présente inventiçn. L'identification des polymères de résines thermoplastiques, qui conviennent dans la mise en oeuvre de l'invention a lieu facilement par exposition d'une partie de mousse polymère par exemple en particules broyées à un rayonnement de chaleur en quantité suffisante pouçâmener les particules; de mousse à s'affaisser au moins partiellement sans décomposition vi s ib le | SiJ. ors de l'exposition à la chaleur rayonnante-, cet affaissement n'est pas évident ou s'il se produit manifestement iine décomposition, .la matière ne convient pas. \ ' 70 22425 8 2046894 - REVENDICATIONS - 1. Procédé de densification des particules de mousse de résine synthétique, consistant à disposer des particules sur une surface refroidie vibrante, cette surface étant à même d'a- 5 cheminer les particules de mousse en les éloignant de leur lieu d'apport, à les soumettre à un rayonnement de chaleupéuff1sante pour provoquer leur affaissement et leur coalescence et à retirer les particules ayant subi la coalescence de la surface vibrante, procédé caractérisé par le fait que la surface utilisée 10 se rétrécit de son extrémité d'entrée à son extrémité de sortie. 2. Procédé selon la revendication 1, "caractérisé par le fait que la surface utilisée est de 1,5 à 5 fois plus large à son extrémité d'entrée qu'à son extrémité de sortie. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé 15 par le fait que la surface utilisée est de 1,75 à 2;5 fois plus large à son extrémité d'entrée qu'à son extrémité de.sortie. 4. Appareil permettant de densifier des particules de mousse de résine thermoplastique synthétique, comprenant un couloir vibrant doté d'une surface de transport tournée Ters le 20 haut, un dispositif qui alimente en résine synthétique sous forme de mousse en particules l'extrémité d'entrée du couloir, une source de chaleur rayonn^ite disposée au voisinage de la surfacè de transport et un agencement de refroidissement associé au couloir vibrant pour en refroidir la surface de transport, cet 25 appareil étant caractérisé par le fait que la surface de transport se rétrécit de son extrémité d'entrée à son extrémité de sortie. 5. Appareil selon la revendication*4, caractérisé par le fait que l'extrémité d'entrée de là surface de transport 30 est de 1,5 à 5 fois plus large que son extrémité de sortie. 6. Appareil selon la révendicatioh 5, caractérisé par le fait que l'extrémité d'entrée, est de 1,75 à 2,5 fois plus large que l'extrémité de sortie. -