Brevet FR2124545A1 — publié le 19720922

î 2124545 Le mélange de matières fibreuses différentes ou de matières fibreuses avec, par exemple, d'autres matières pulvérulentes ou granulaires et avec des liquides,a toujours présenté jusqu'ici de grandes difficultés du fait que, dans les mélangeurs classi— 5 ques à palettes rotatives, ces palettes ont tendance à retenir les fibres sur leurs bords et à les séparer ainsi du mélange, ce qui provoque une ségrégation entre ces fibres et les autres constituants du mélange, et tend aussi à entrelacer ou à mettre autrement ces fibres sous la forme de masses coagulées. Il est 10 donc impossible d'obtenir, dans les mélangeurs de toute construction classique antérieure connue, un mélange homogène de deux ou de plusieurs matières fibreuses, ou une dispersion homogène d'une matière fibreuse dans une masse d'autres matières. Or, il a été observé que les Demandeurs que, par l'emploi 15 d'un appareil qui, jusqu'ici, n'a pas été utilisé comme mélangeur, deux ou plusieurs matières fibreuses différentes, ou une matière fibreuse et des matières non fibreuses, peuvent être très rapidement et très efficacement mises sous forme de mélanges parfaitement homogènes. 20 C'est ainsi que, selon la présente invention, deux ou plusieurs matières dont l'une au moins est fibreuse peuvent être mélangées à l'aide d'un appareil comportant un plateau rotatif en forme de cuvette et mis en rotation autour d'un axe vertical central, et une paroi qui entoure de très près la périphérie de 25 ce plateau, s'étend au-dessus de cette périphérie mais ne tourne pas avec le plateau, celui-ci étant mis en rotation et communiquant son mouvement de rotation aux matières qui y ont été déposées. De préférence, la paroi entourante est maintenue fixe 30 quoique, en variante, elle puisse tourner soit dans le même sens que le plateau mais bien plus lentement, soit en sens inverse. Dans un tel appareil, les matières à mélanger sont rejetées vers l'extérieur par l'effet de la force centrifuge et, en raison de la forme en cuvette du plateau, elles sont forcées de remonter 35 contre cette paroi. Leur contact avec cette paroi ralentit le mouvement de rotation des particules et les rejette vers l'intérieur en direction du centre du plateau sur lequel elles retombent et sont à nouveau projetées vers l'extérieur. Il en résulte que ces matières se mettent sous la forme d'une masse toroîdale 72 04071 2 2124545 au-dessus de la zone périphérique du plateau, et circulent dans cette masse en suivant des trajets hélicoïdaux. Les mouvements de ces matières sur leurs trajets respectifs sont très complexes, et la vitesse des particules en mouvement des diverses matières 5 à mélanger diffère tellement de l'une à l'autre que l'on obtient très rapidement, c'est-à-dire en quelques secondes, le mélange homogène désiré. De tels appareils comportant un plateau rotatif en forme de cuvette et une paroi entourante fixe sont bien connus mais, 10 jusqu'à présent, ils n'ont été utilisés que pour le broyage de matières en poudre ou pour le polissage de finition de pièces métalliques qui sont placées dans un panier situé au-dessus du plateau, et dont la masse est traversée par des particules de polissage lorsque le plateau de la machine est mis en rotation. 15 De préférence un tel appareil, lorsqu'il est utilisé comme mélangeur comprend, en plus ûu plateau rotatif et de la paroi entourante précités, des transporteurs ou autres moyens propres à alimenter le plateau en matières à mélanger, et des moyens de décharge de ces matières après qu'elles ont été mélangées. Un 20 tel appareil est déjà décrit dans la Demande de Brevet W° 72-034-37 du 2 Février 1972. Conformément au procédé de l'invention, deux ou plusieurs matières fibreuses peuvent être mises sous la forme d'un mélange homogène, ou bien une matière fibreuse peut être uniformément 25 répartie dans une masse d'autres matières sans qu'il y ait tendance de la part de ces matières fibreuses à s'agglomérer en boulettes ou masses coagulées. Il a été observé que la vitesse de rotation dudit plateau en forme de cuvette peut varier entre de larges limites, mais 30 il est préférable que cette vitesse de rotation soit telle que la vitesse tangentielle à la périphérie du plateau soit d'environ 120 m/mn. Cette vitesse tangentielle correspond à une vitesse de rotation d'environ 60 tr/mn pour un plateau de 60 cm de diamètre. 35 Comme exemples de mélanges de matières fibreuses avec d'au tres matières de nature différente, on peut citer les mélanges de brins de fibres de verre et de matières plastiques, de brins de fibres de verre et d'un ciment de fibres d'amiante et d'un ciment en bouillie, et de brins de fils métalliques et d'un ci- 72 04071 î 2124545 ment ou "béton. Le procédé de l'invention présente des avantages encore plus importants lorsque la ou les matières fibreuses à mélanger sont cassantes. Si» dans ce cas, il est utilisé un mélangeur à 5 palettes, le constituant cassant du mélange a tendance à se briser en fragments plus petits. Ceci est souvent indésirable. Par exemple, un ciment contenant des fibres de verre ou autres peut aussi contenir des agrégats friables, par exemple des agrégats légers d'argile expansée, et la grosseur de ces agré-10 gats est alors m facteur important pour l'obtention d'un ciment satisfaisant. Il importe donc qu'après que ces agrégats d'argile expansée ont été classés comme il convient, ils ne soient pas brisés au cours du mélange, ce qui réduirait leur grosseur. Quelques exemples d'opérations de mélange conformes à 15 l'invention et dans lesquels il est utilisé l'un des mélangeurs décrits dans la Demande de Brevet en instance K"° 72-03437 du 2 Février 1972 comportant un plateau de 60 cm de diamètre tournant à 60 tr/mn et mis en rotation pendant quelques secondes seulement, sont donnés ci-après, à titre purement explicatif et 20 nullement limitatif. Exemple I Du polypropylène en poudre, un pigment en poudre et des brins de fibres de verre d'une longueur comprise entre 6 et 10 mm, dans les proportions respectives en poids de 70 %, 2% et 25 28$, ont été mis sur le plateau du mélangeur, et mélangés pendant 5 secondes. Dans le mélange résultant, le pigment en poudre et les brins de fibres de verre étaient uniformément répartis dans la poudre de polypropylène. Exemple II 30 Des granules de polyéthylène que l'on désirait mélanger avec des fibres d'amiante dans les proportions en poids respectives de 80 % et 20 % ont été mises sur le plateau du mélangeur, et mélangées pendant 5 secondes. Il a été constaté que les fibres d'amiante étaient uniformément réparties dans la masse des 35 granules de polyéthylène. Exemple III Les opérations de l'Exemple II ont été répétées, mais les granules utilisés étaient des granules de polystyrène et non de " p'olyéthylène. Le même résultat a été obtenu. 72 04071 4 2124545 Exemple IV Des brins de fibres de verre et une résine polyester liquide contenant un durcisseur ont été mis sur le plateau du mélangeur en proportions en poids respectives de 90% et 10%, et 5 ont été mélangés pendant 5 secondes. Il a été constaté que les brins de fibre de verre étaient uniformément enrobés de résine liquide. Exemple V Pour l'exécution de la première opération de la fabrica-10 tion de panneaux de bois synthétique, des copeaux de bois fibreux et un liant constitué par une résine liquide contenant un durcisseur ont été mis sur le plateau du mélangeur, en proportions en poids respectives de 90% et 10 %, et mélangés pendant 5 secondes. Il a été constaté que les copeaux de bois fibreux 15 étaient uniformément revêtus et imprégnés de résine, et étaient prêts pour l'opération de moulage en panneaux. Exemple VI De la pulpe de bois fibreuse et une résine liquide en proportions en poids respectives de 95% et 5% ont été mises sur 20 le plateau du mélangeur, et ont été mélangées au cours d'une opération préliminaire de fabrication d'un papier ou d'un carton. Le résultat obtenu a été le même qu'à l'Exemple précédent. Exemple VII Des fibres vénégales en mélange avec d'autres résidus 25 végétaux ont été mises sur le plateau du mélangeur, avec addition d'une petite quantité d'une matière vitaminée en poudre, et l'ensemble a été mélangé pendant 10 secondes. Il a été constaté que la matière vitaminée était uniformément répartie dans la masse des matières végétales, ce mélange constituant la première opé-30 ration de la fabrication d'un aliment pour bétail. Exemple VIII Il a été récemment mis au point un procédé de renforcement des bétons qui consiste à leur incorporer des brins de fil d'acier d'une longueur d'environ 25 mm, mais la préparation de tels 35 mélanges est extrêmement difficile. Pour que le béton obtenu soit satisfaisant, il est essentiel que les brins de fil d'acier soient uniformément répartis dans sa masse et en pratique, dans les bétonnières de type courant à tonneau ou à cuve, ces brins ont tendance à s'agglomérer en boulottes et le béton obtenu est 72 04071 5 2124545 de médiocre qualité. Du sable, des agrégats pierreux, du ciment, de l'eau et des brins de fil d'acier d'une longueur de 25 mm et d'un diamètre de 0,3 mm ont été mis sur le plateau du mélangeur, dans 5 les proportions en poids respectives suivantes: 2, 4, 2, 1 et 1. Ces diverses matières ont été mélangées pendant 8 secondes, et le mélange résultant était un béton parfaitement satisfaisant, dans lequel les brins de fil d'acier étaient uniformément répartis. 10 Exemple IX Du sable, des agrégats pierreux, du ciment, de l'eau et des fibres de verre en proportions en poids respectives de 2, 4, 2, 1 et 2, ont été mis sur le plateau du mélangeur, et mélangés pendant 8 secondes. Le béton ainsi préparé était parfaitement 15 homogène, et les fibres de verre étaient uniformément réparties dans toute sa masse. Exemple X Du ciment, de l'eau et des brins de fibres de verre d'une longueur d'environ 40 mm ont été mis sur le plateau du mélangeur 20 dans les proportions en poids respectives suivantes: 2, 1 et 4, et ont été mélangés pendant 8 secondes. Il a été constaté que la bouillie fibreuse obtenue était parfaitement homogène et pouvait être utilisée pour la fabrication de plaques renforcées par des fibres de verre, et autres produits similaires à ceux 25 couramment fabriqués en fibro-ciment à l'amiante. Exemple XI Un ciment, des granules de perlite, de l'eau et des brins de fibres de verre d'une longueur d'environ 40 mm ont été mis sur le plateau du mélangeur, dans les proportions en poids 30 respectives suivantes: 1, 2, 1 et 2, puis ont été mélangés pendant 8 secondes environ. Après durcissement et traitement, le béton obtenu était bien plus léger que les bétons de type courant contenant des agrégats pierreux, tout en ayant une résistance à la traction accrue de façon appréciable. 35 Exemple XII Les constituants d'un béton classique contenant du ciment, du sable et de gros agrégats en proportions en poids respectives de 1, 2 et 4, de l'eau en quantité telle que le rapport eau-ciment était d'environ 0,25 et une addition égale à 5% du poids r 72 04071 6 2124545 total du mélange en brins de filaments de polypropylène, ont été mis sur le plateau du mélangeur, et mélangés pendant 10 secondes. Après durcissement et traitement, le béton résultant» était bien plus léger qu'un béton normal contenant des1 agrégats 5 pierreux, tout en présentant une résistance à la tractictir accrue de façon appréciable. Bien entendu, la présente invention n'est-pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. COPY r 72 04071 7 2124545 REVENDICATIONS 1. Procédé de mélange de deux ou de plusieurs matières dont l'une au moins est fibreuse, caractérisé en ce que les matières à mélanger sont mises dans un appareil comportant un plateau rotatif en forme de cuvette qui tourne autour d'un axe ver-5 tical central, et une paroi qui entoure de très près la périphérie de ce plateau et s'élève au-dessus de celle-ci, mais qui ne tourne pas avec le plateau, celui-ci étant mis en rotation et entraînant dans son mouvement les matières qui y ont été déposées. 10 2, Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi entourante est maintenue fixe. 3. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que les matières à mélanger comprennent des brins de fibres de verre, et des matières plastiques en poudre0 15 4. Procédé selon la Revendication 1 ou la Revendication 2, caractérisé en ce que les matières à mélanger comprennent un ciment, des agrégats granulaires, de l'eau, et des brins de fil d'acier qui, après mélange, constituent un béton. Procédé selon la Revendication 4, caractérisé en ce que 20 lesdits agrégats sont des agrégats d'argile expansée, ou d'une matière similaire friable. COPY (