Brevet FR2125313A1 — publié le 19720929

La présente invention concerne un procédé pour la préparation en continu de masses duroplastiques à mouler par compression dans des machines à vis sans fin à un ou plusieurs arbres, avec broyage immédiatement consécutif, ainsi qu'un dispositif 5 pour la mise en oeuvre de ce procédé. La préparation de masses duroplastiques comprimées, par exemple de masses comprimées constituées par de la résine phé-nolique, comme stade intermédiaire entre la fabrication des matières de base chimiques et la- finition dans une presse ou dans 10 une machine de moulage par injection, comporte les stades suivants : a) Le malaxage préalable de la résine brute avec des matières de charge, par exemple de la sciure de bois, des colorants, des durcisseurs, lubrifiants et autres additifs possibles. 15 b) L'homogénéisation du mélange au niveau du micron, opéra tion pour laquelle on fait fondre la résine et on disperse les produits additifs dans la masse plastique tenace par des opérations de pétrissage et de cisaillement. Il en résulte que la masse de matière plastique est également compacifiée. 20 c) La réaction de condensation produite simultanément, qui est favorisée par une augmentation de la pression et de la température. Cette réaction doit être contrôlée de façon très précise et maintenue dans d'étroites limites. Si la condensation se produit trop longtemps,elle a un effet désavantageux sur la 25 qualité du produit fini étant donné que, dans le cas des duro-plastes, elle est irréversible. d) Ensuite, la masse comprimée doit être placée dans un moule approprié en vue de son traitement ultérieur. Il est connu de préparer des masses comprimées dans des la-30 minoirr- , dans des malaxeurs ou dans des pétrisseuses à fonctionnement -ontinu. La masse quitte la machine sous forme de morceaux de dimensions et de formes différentes. Ces morceaux doivent être ensuite refroidis,concassés et broyés. La matière broyée doxt être tamisée et on n'en obtient qu'une proportion 35 déterminée de grosseur de grain adéquate. Une autre partie, constituée par des grains trop gros est renvoyée au broyeur et le reste à grain trop fin ou en forme de poussière qui, ainsi que l'enseigne l'expérience, représente en gros de 20 à 30 % de la quantité totale, est renvoyé au dispositif de malaxage 72 03732 2 2125313 préalable. Il en résulte naturellement que la quantité de matières tamisées s'en trouve réduite. Un gros inconvénient réside dans le fait qu'une forte proportion de poussière reste dans le produit. Il en résulte un 5 encrassement gênant des dispositifs et un désagrément et un danger pour le personnel. Un danger particulièrement important est le risque de "coups de poussière". Par ailleurs, il est également connu/lorsqu'on fabrique des matières thermo-plastiques, de transformer la matière plas-10 tique immédiatement après la préparation dans la boudineuse, en un granulat régulier de grosseur de grain uniforme. La matière plastique fondue et homogénéisée dans la boudineuse est comprimée et passée à travers une plaque perforée, les boudins qui en sortent étant granulés au moyen d'un dispositif de découpage. 15 Des essais ont également été faits pour granuler des duro- plastes selon un procédé utilisé pour la fabrication de thermo-plastes, directement aussitôt après la préparation dans la boudineuse. Etant donné l'importance économique représentée de nos jours par le traitement de matières plastiques constituées par 20 des duroplastes, il est évident qu'un besoin pressant se fait sentir dans l'industrie pour parvenir à une solution de ce problème . Toutes les machines et tous les procédés proposés à cet effet n'ont cependant pas apporté de solutions véritablement uti-25 lisables. La résistance opposée par la plaque perforée à l'écoulement des matières est trop élevée pour les duroplastes qui sont plastiques, mais tenaces. Il en résulte une trop forte pression qui impose des contraintes trop fortes à la machine et qui produit un trop fort échauffement de la matière. Il résulte 30 également de cet échauffement un durcissement plus accentué de la masse comprimée. Le duroplaste chauffé trop fort donne un produit de moindre qualité et il peut même être absolument impropre à un usinage ultérieur. Par ailleurs, le passage de la matière dans la boudi-35 neuse se produit de façon irrégulière. Il se forme des espaces morts ou des vides et les ajutages de la plaque perforée commencent à se boucher. Après un temps relativement court, la machine doit être arrêtée. Le but de 1'invention est de créer un procédé utilisable 72 03732 3 2125313 pour transformer les masses duroplastiques comprimées aussitôt après leur préparation dans la boudineuse, et saris- stade intermédiaire, en un granulat apte, à être traité ultérieurement, ainsi que cela est connu pour les thermoplastes. . 5 Suivant l'invention, ce problème est résolu du fait qu'en aval d'une zone de malaxage de la boudineuse> dans laquelle la masse est fondue de la manière connue et homogénéisée et dans laquelle elle commence à se durcir, on ajoute un produit interrompant la réaction de condensation et diminuant la viscosité, 10 ce produit étant mélangé dans la masse dans une seconde zone de telle sorte que la totalité de la masse comprimée-présente la viscosité réduite lui permettant de passer de la manière connue à travers un disque perforé et d'être granulée dans un dispositif de coupe. 15 Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, il faut ajouter le produit interrompant la condensation dans une proportion de 0,5 à 8 % et de préférence de 1 à 2 % de la quantité de masse comprimée. - A l'occasion de la mise en oeuvre du procédé^ objet de l'in-20 vention^pour quelques sortes de masses comprimées, il a été constaté ce fait surprenant que l'utilisation de l'eau se révèle un moyen pour interrompre la réaction de compensation et pour réduire la viscosité. L'eau produit dans une large mesure l'effet désiré; elle n'a aucune action secondaire nuisible sur la 25 matière plastique préparée, et elle peut être facilement extraite de la masse. • Suivant l'invention, le procédé peut être également mis en oeuvre sur un dispositif déjà en soi connu pour d'autres buts et dont deux exemples de mise en oeuvre seront donnés ci-après. 30 On prépare la masse comprimée de la manière usuelle dans la première zone de malaxage d'une boudineuse. Par un conduit d'amenée prévu en aval de cette zone, on introduit le prôdui-t interrompant la condensation et enfin, dans une seconde zone de malaxage faisant immédiatement suite à la première, on le mélange à la masse 35 comprimée avant que celle-ci ne soit exprimée à travers une plaque perforée. On a ainsi réussi pour la première fois, grâce à 1'invention, à utiliser pratiquement la méthode de granulation connue de par la préparation des thermoplastes. directement à: la suite de 72 03732 4 2125313 la préparation dans une boudineuse, même pour la fabrication de masses duroplastiques comprimées. Ainsi qu'il a été déjà indiqué partiellement, on obtient grâce à 1'invention les avantages suivants : 5 1 - L'ensemble du processus de broyage et de tamisage (qu'il était jusqu'à présent impossible d'éviter) est supprimé ainsi que tout le mécanisme compliqué nécessaire à son exécution. 2 - Le risque de coups de poussière qui se produit souvent lors du broyage et du tamisage est supprimé. 10 3 - Le débit est augmenté de 20 % environ du fait que la quantité correspondante de poussière tamisée n'est pas ramenée au stade de préparation. 4 - A 1'encontre de ce qui se produisait avec les matières broyées obtenues auparavant, le granulat constitué par la masse 15 pressée ne produit pratiquement pas de poussière. L'emballage et l'usinage ultérieur de la masse pressée peuvent être ainsi effectués dans des conditions de propreté bien meilleures. 5 - Le granulé de masse pressée obtenu convient beaucoup mieux pour le dosage et en général pour le traitement dans des 20 machines de moulage par injection que les produits de broyage inégaux que l'on utilisait jusqu'à présent, et ce à cause de sa forme régulière et de sa granulométrie uniforme. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation avantageux du 25 dispositif utilisable pour la mise en oeuvre du procédé : La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une boudineuse à deux arbres avec plaque perforée rapportée et dispositif de granulation. La fig. 2 est une vue en coupe transversale de la machine 30 par la ligne II-H en fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale du dessus d'un autre dispositif utilisable pour la mise en oeuvre du procédé^ objet de l'invention. Suivant le mode de réalisation représenté sur les fig. 1 et 35 2, la boudineuse est constituée par deux arbres à vis sans fin de type connu 1 et 2 montés l'un à côté de l'autre, tournant dans le même sens et les spires s-engageant les unes dans les autres. Le sens de rotation est indiqué par les flèches D. Un boîtier 3 dans lequel sont montés et tournent les deux 72 03732 5 2125313 arbres à vis sans fin présentent une tubulure d'introduction 4 à laquelle peut être raccordé un dispositif de dosage (non représenté) . Il est également possible de prévoir un ou plusieurs orifices de désaération 5. 5 Les vis sans fin et le boîtier délimitent une première zone de malaxage I et une seconde zone de malaxage II. Entre ces deux zones de malaxage débouche un conduit d'amenée 6 à travers lequel est envoyé le fluide interrompant la réaction. Outre les profils de vis sans fin proprement dits transpor-10 tant et pétrissant la masse à travailler, les vis sans fin 1 et 2 peuvent également présenter des disques de pétrissage spéciaux 7 qui exercent sur les matières une action intensive de mélangeage et de pétrissage. Le profil de la vis sans fin peut également présenter des pas différents, y compris ceux qui s'op-15 posent à la progression de la matière et forment des zones d'augmentation de la pression. A la sortie de la zone de malaxage 2, dans laquelle le milieu interrompant la réaction et réduisant la viscosité est mélangé à la masse pressée, la masse est exprimée à travers une 20 plaque perforée 12 et réduite en grains au moyen d'un dispsi-tif de granulation connu indiqué seulement ici par la référence 13. Le mécanisme d'entraînement 10 de la vis sans fin n'est également qu'indiqué. Lorsque la faible quantité du milieu interrompant la conden-25 sation qui a été ajoutée n'est pas déjà complètement évaporée lors du pressage et de la granulation, au dispositif de granulation peut être raccordé par exemple un couloir de séchage. Lorsque la granulation est produite à l'état humide, il est d'ailleurs indispensable de prévoir un dispositif de séchage. 30 On a représenté sur la fig. 3 un autre mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention comportant deux étages. A une vis sans fin de malaxage et de pétrissage à deux arbres correspondant sensiblement au mode de réalisation représenté sur la fig. 1, se raccorde à angle droit une vis exprimante 35 14 tournant à un régime plus lent. Dans cette vis, la masse comprimée est soumise à un autre traitement, mais qui la ménage particulièrement. Le mécanisme de cette vis est désigné par la référence 15. 72 03732 6 2125313 A travers un ou plusieurs orifices de dégazage 16 prévus dans la zone de transition entre les deux étages, une partie du milieu ajouté peut être retirée après que la réaction de condensation a déjà été retardée. Les détails de mise en oeuvre du procédé et les détails de réalisation du dispositif décrit peuvent être modifiés sans s'écarter de l'invention dans le domaine des équivalences techniques. 72 03732 7 2125313 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la préparation en continu de matières duroplastiques comprimées dans des boudineuses à un ou plusieurs arbres, auxquelles sont raccordés directement des broyeurs, carac-5 tërisé en ce qu'en aval d'une première zone de malaxage présentée par la boudineuse, dans laquelle la masse est fondue et homogénéisée de manière en soi connue et commence à se durcir, est a-jouté un produit interrompant la réaction de condensation et a-baissant la viscosité, ce produit étant mélangé à la masse dans 10 une seconde zone, de tell'e sorte que la totalité de la masse pressée arrive à atteindre une viscosité réduite qui lui est nécessaire afin de pouvoir être exprimée de la manière connue à travers un disque perforé^puis granulée dans un dispositif de broyage. 15 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le produit interrompant la réaction de condensation et abaissant la viscosité est ajouté dans une proportion allant de 0,5 à 8 %, de préférence de 1 à 2 % par rapport au débit de la masse comprimée. 20 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'agent interrompant la réaction de condensation et abaissant la viscosité est l'eau. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3/ caractérisé en ce que 25 dans une boudineuse en soi connue et en aval d'une première zone de malaxage, dans laquelle la masse comprimée est préparée, est prévu un conduit par lequel arrive 1'agent interrompant la condensation et abaissent la viscosité, et en ce qu'à cette première zone fait suite une seconde zone dans laquelle cet agent est më-30 langé à la masse comprimée.