Brevet FR2401974A1 — publié le 19790330

La présente invention concerne des matières abrasives ainsi que leur procédé de préparation. Bes machines de sablage utilisant des matières abrasives sont destinées à projeter des particules d'un abrasif contre une surface à nettoyer, le choc produit retirant efficacement la rouille ou une matière analogue-de la surface. Onutilise essentiellement le sable de silice et les laitiers comme matières abrasives. Cependant, le sable de silice et le laitier sont fragiles et ont en général de nombreuses fissures en surface si bien que, après choc avec la-surface à nettoyer, ilsse brisentenmorceaux de petite dimension et forment une grande quantité depoussière. En conséquence, l'opération de nettoyage par sablage, lorsqu'elle est réalisée à l'air libre, a une influence importante sur l'atmosphère voisine et crée un problème de pollution atmosphérique.Un autre problème important est celui de la santé des travailleurs qui respirent cette poussière. L'invention est destinée à empêcher la pollution atmosphérique due à la poussière et contribue à l'amélioration des conditions de travail, et elle concerne plus précisément le revêtement d'une matière abrasive par une résine thermodurcissable rendue insoluble et infusible si bien que la résistance mécanique de la matière abrasive qui peut etre formée de sable de silice ou de laitier, est accrue. Ainsi, surtout dans le cas du sable de silice qui comprend de nombreuses fissures, la résine pénètre meme dans les zones les plus internes des fissures et accroît ainsi la résistance au choc du sable de silice. Selon l'invention, la présence du revêtement de résine thermodurcissable rendue insoluble ou infusible accroît le rendement de l'opération de nettoyage par sablage, par utilisation d'une matière abrasive. Plus précisément, lorque la matière abrasive est projetée sur une surface à nettoyer, elle prend évidemment la chaleur dégagée par le choc. Dans ce cas, selon l'invention, le revetement de résine thermodurcissable qui est rendu insoluble et infusible, porté par la matière abrasive, ne fond pas sous l'action de la chaleur du choc et durcit encore plus, améliorant ainsi le rendement du nettoyage par sablage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma d'un appareil destiné à préparer les matières abrasives selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est un schéma de la partie principale d'un autre mode de réalisation d'appareil selon l'invention ; et les figures 3 et 4 représentent la répartition gra nulométrique obtenue au cours d'essais comparatifs entre l'invention et la technique antérieure. La figure 1 représente un réservoir 1 contenant du sable de silice (ou un laitier) et destiné à transmettre cette matière à un réservoir 2 de mesure ou dosage par ouverture d'un registre la de sortie placé dans la partie inférieure du réservoir 1. Lorsqu'une quantité prédéterminée de sable de silice ou de laitier a été dosée par le réservoir 2, elle est déversée dans un mélangeur 7 placé sous le réservoir 2.Un catalyseur de prise est aussi introduit dans le mélangeur 7 avec une proportion fixée d'une résine thermodurcissable, décrite dans la suite, et le sable de silice et le catalyseur sont mélangés uniformément pendant une minute environ, une résine thermodurcissable, en proportion fixée par rapport au sable de silice, étant alors introduite dans le mélangeur 7 et, alors que de l'air chaud est soufflé à 80-1000C par un ventilateur 4 dans le mélangeur, ces diverses matières sont mélangées pendant 5 minutes environ. En conséquence, les particules de sable de silice portent un revêtement de résine thermodurcissable d'épaisseur fixée, à leur surface, et ces revêtements sont séchés et durcis sous l'action de la chaleur. Bes quantités de résine thermodurcissable et de catalyseur peuvent être modifiées convenablement en fonction des propriétes du sable de silice et du laitier. Par exemple, dans le cas du sable de silice nO 4 de la norme japonnaise Japanese Industrial Standards (JIS), deux parties de résine thermodurcissable et une partie de catalyseur de prise sont utilisées pour 100 parties de sable de silice nO 4. Dans le cas du laitier, on peut utiliser des proportions analogues. Be procédé décrit précédemment assure le revêtement des particules de sable de silice ou de laitier par une résine thermodurcissable indépendamment, sans que les particules collent les unes aux autres en formant des agglomérats.Dans ce cas, comme l'air chaud est transmis au cours du mélange, la résine thermodurcissable subit un changement chimique et devient insoluble et infusible dans une certaine mesure. Lors de l'utilisation d'un laitier cependant, la résine des particules de laitier devient visqueuse comme de la colle et cet état visqueux se maintient plus longtemps que dans le cas du sable de silice si bien que le durcissement thermique est plus difficile. Ainsi, le sable de silice ou le laitier mélangé et revetu de résine comme décrit précédemment subit un traitement thermique supplémentaire afin que le durcissement thermique soit complet et aussi, dans le cas du sable de silice, que la résine qui a pénétré même dans les zones les plus profondes des fissures propres au sable de silice, durcisse thermiquement en totalité. Plus précisément, le sable de silice agité (ou le laitier, bien que celui-ci ne soit plus cité dans la suite du présent mémoire) est chargé dans une trémie 5 et le sable s'écoule S la partie inférieure de la trémie et parvient à un transporteur 6 qui le transmet à un four rotatif 7. Cette disposition permettant la réception en une seule fois du sable de silice du mélangeur 3 puis son transport par le transporteur 6 est destinée à permettre le réglage du débit d'alimentation du four rotatif 7 en sable de silice en fonction de sa capacité. Des canaux 8 de sortie sont convenablement espacés à la surface périphérique externe du four rotatif 7, du coté de sortie de celui-ci, et des gaz chauds à 3000C environ sont chassés dans le four rotatif 7 à partir de la sortie de celui-ci, ces gaz se déplaçant vers l'entrée du four et étant finalement chassés à l'atmosphère par un ventilateur 9 d'évacuation. Be gaz chaud peut être de l'air chauffé par les gaz provenant de la combustion de kérosène ou d'une matière analogue, et il est soufflé dans le four 7 par une buse 10. On sait que le four rotatif 7 a des rails annulaires 11 montés à sa périphérie en plusieurs emplacements convenables, chaque rail annulaire 11 étant porté par deux rouleaux 12. De cette manière, le four rotatif 7 peut tourner sur une base 13 de support.La référence 14 désigne un pignon mené fixé à la surface périphérique externe du four 7 et qui est en prise avec un pignon menant 16 fixé à un moteur 15 si bien que le four 7 tourne autour de son axe, dans un sens. La référence 17 désigne des rouleaux de support qui sont en butée contre la face latérale du rail annulaire associé 11. Bien qu'on ait représenté un rouleau 17 placé au-dessus des rouleaux associés 12 de support pour simplifier la représentation, le rouleau est en réalité placé entre les rouleaux associés 17 de support et au-dessus de leur niveau. Bes rouleaux 17 empêchent le glissement intempestif du four 7 dans la direction de son inclinaison. Be four 7 a à l'intérieur des ailettes 18 d'agitation disposées deltentrée au milieu.Ainsi, lorsque le four 7 tourne autour de son axe et lorsque de l'air chaud est soufflé à l'intérieur, lorsque le sable de silice transmis par le transporteur 6 parvient au four 7 par une glissière 19, le sable est soumis de façon répétée à l'action des ailettes 18 qui le soulèvent et le laissent retomber lors de la rotation du four 7 autour de son axe et, au cours de cette opération, le sable vient au contact des gaz chauds si bien que les revêtements de résine thermodurcissable des particules de sable de silice subissent un changement chimique final de durcissement thermique qui les rend insolubles et infusibles. Be sable de silice passant au niveau des ailettes 18 s'écoule à l'intérieur du four en étant secoué ou vibré jusqu'à la sortie du four 7 et il s'écoule finalement par les canaux 8 de sortie.A cet égard, il faut noter qu'un transporteur vibrant 30 représenté sur la figure 2 peut être utilisé comme dispositif de chauffage et d'agitation à la place du four rotatif 7 représenté sur la figure 1. Plus précisément, le transporteur vibrant 30 porté par des ressorts 32 et destiné à vibrer sous la commande d'un dispositif 33 tel qu'un moteur muni d'un excentrique, est associé à des dispositifs 31 projetant des rayons infrarouges, placés au-dessus si bien que, lorsque le sable de silice transmis au transporteur 30 par le transporteur 6 par l'intermédiaire de la glissière 19 représentée sur la figure 1 vibre et est transporté par le transporteur 30, il est chauffé par les dispositifs 31 qui rendent insolubles et infusibles les revêtements de résine thermodurcissable;Comme indiqué sur la figure 1, les particules de sable de silice qui ont été évacuées par le four 7 sont collectées à l'extrémité inférieure d'un élévateur 21 à godets, par une glissière 20. Bes particules ainsi collectées sont soulevées par l'élévateur 21 commandé par un moteur 22 et parviennent à une trémie 24 placée dans une tour 23 de classement. Une toile métallique 25 ayant la dimension d'orifices voulue est placée sous la trémie 24 et est inclinée et un dispositif 26 de vibration la fait vibrer. La référence 27 désigne des ressorts destinés à supporter la toile 25.Parmi les particules de sable de silice qui s'écoulent dans la trémie 24 sur la toile 25, seules celles dont la dimension est inférieure à une certaine limite peuvent passer à travers la toile 25 sous l'action des vibrations alors que les autres, dont la dimension dépasse ladite limite, coulent sur la toile 25 et sont évacuées à l'extérieur. Bes particules qui traversent la toile. 25 sont alors transportées par un transporteur 28 jusqu'à un réservoir de stockage de produit.La référence29 désigne un ventilateur d'évacuation qui décharge de l'air froid admis dans la tour 23 par-dessous si bien que le sable de silice dont la température est d'environ 1100C lorsqu'il quitte le four 7 ou le transporteur 30, est refroidi à 80-50 C environ. Be temps nécessaire au passage du sable de silice dans le four 7 ou le transporteur 30 est avantageusement de l'ordre de une minute à trente secondes. Lorsque la dimension des orifices de la toile 25 est modifiée, la dimension particulaire du sable de silice qui peut être classé varie. Ainsi, il est commode de prépare plusieurs toiles métalliques ayant des dimensions différentes afin qu'elles puissent être utilisées sélectivement. Bes résines thermodurcissables ut-iles selon l'invention sont des résines phénoliques, des résines d'urée, des résines mélamines, des résines polyesters et des résines alkydes. Par exemple, on prépare une telle résine par dérivation de furfural de pentose extrait des tiges de blé ou de sorgho, avec addition d'hydrogène au furfural afin qu'il forme de l'alcool furfurylique qui est alors dénaturé par un phénol. En général, on peut citer les résines disponibles dans le commerce sous le nom de résine urée-alcool furfurylique-formaldéhyde et de résine phénol-alcool furfurylique-formald éhyde. Bes catalyseurs de durcissement sont avantageusement de type phosphaté, par exemple une solution aqueuse d'acide phosphorique (concentration de 75 ) ou sulfaté, par exemple une solution aqueuse d'acide sulfurique (concentration de 50 %). Bes effets des matières abrasives préparées selon l'invention, dans le nettoyage par sablage, apparaissent dans l'exemple qui suit, qui peut être comparé à des matières abrasives utilisées de façon classique pour le nettoyage par sablage. (1) Résultat d'un essai comparatif indiquant la quan tité de poussière. Matière abrasive utilisée Quantité de poussière Sable de silice nO 4 (classique JIS) 361 mg/m3 Sable de silice nO 4 revêtu de 22 mg/m3 résine selon l'invention Laitier (classique) 13,2 mg/m3 Laitier revêtu de résine selon l'invention 11,3 mg/m3 On obtient les résultats précédents par mesure de la quantité de poussière en milligrammes pour 1 m3à à un emplacement qui se trouve à 11 m en aval de l'emplacement des essais auxquels une matière abrasive est projetée sur une surface à nettoyer. (2) Résultat d'un essai comparatif indiquant la profondeur de pénétration. Profondeur de Matière abrasive utilisée pénétration Sable de silice nO 4 (classique JIS) 95 Sable de silice nO 4 revêtu de résine 104 p selon l'invention laitier (classique) 100 Laitier revêtu de résine selon l'invention 118fil On obtient les résultats qui précèdent par calcul de la moyenne d'un sablage en deux temps d'une surface à nettoyer. (3) Résultat d'un essai comparatif de répartition granulométrique. La figure 3 représente la granulométrie du sable de silice classique nO 4 (norme JIS) et du sable de silice nO 4 revêtu de résine selon l'invention, mesurée avant et après utilisation de chacune des matières pour le sablage, la dimension particulaire en millimètres étant portée en abscisses et le pourcentage en ordonnées. Be graphique montre que la grânulomé- trie du sable de silice nO 4 revêtu de résine (selon l'invention) avant utilisation, comme indiqué par la courbe I, est telle que la plage granulométrique comprise entre 1,1 et 0,6 mm contient 93,2 Xo (13 + 54 + 26,2 %), indiquant ainsi que les particules ont une dimension très uniforme alors que dans le cas du sable de silice nO 4 (classique) repéré par la courbe li, la même plage granulométrique reeouvre 75,4 ffi (6 + 32 + 36,7 %), montrant ainsi que la dimension particulaire varie de façon relativement importante.En outre, lorsqu'on étudie la répartition granulométrique de la matière après utilisation, pour les dimensions qui ne sont pas inférieures à 0,3 mm permettant une réutilisation, on note que, dans. le cas de l'invention comme indiqué par la courbe III, 68,8 ffi de la matière sont réutilisables alors que, dans le cas du sable classique indiqué par la courbe IV, 39,6 % seulement sont réutilisables. On note aussi que la quantité de poussière (particules de dimension inférieure à 0,2 mm) obtenue après un seul sablage est de 70,1 % selon l'invention et de 38,9 % avec le sable classique. La figure 4 représente la répartition granulométrique obtenue dans le cas d'un laitier classique et d'tm laitier revêtu de résine selon l'invention, avant et après sablage réalisé avec chaque matière. La dimension particulaire en. millimètres est indiquée avant sablage par la courbe I' pour le laitier selon l'invention et par la courbe II' pour le laitier classique, la dimension particulaire en millimètres, après sablage, étant indiquée par les courbes III' pour le laitier selon l'invention et IV' pour le laitier classique. Bes abscisses indiquent la dimension particulaire et les ordonnées le pourcentage. Be graphique indique que les dimensions particulaires au moins égales à 0,3 mm, après un seul sablage et permettant une réutilisation, recouvrent 73,5 % (3 + 9,5 + 22,6 + 17,1 %) dans le cas du laitier selon l'invention et 60,5 % (2,1 + 6,1 + 15,8 + 18,4 %) dans le cas de l'objet classique. On note aussi que la quantité de poussière (particules de dimension inférieure à -G, 2 mm) obtenue après un seul sablage est de 26 % avec le laitier selon l'invention alors qu'elle n'est que de 38,9 % avec le laitier classique. Les essais comparatifs qui précèdent montrent que, comme indiqué par l'essai (1), les matières abrasives revêtues de résine selon l'invention ont un débit de production de poussière bien inférieur à celui des matières classiques, surtout dans le cas du sable de silice, l'invention permettant alors la réduction à 1/14 de la valeur obtenue de façon classique. Ainsi, l'invention réduit la pollution atmosphérique et contribue beaucoup à l'amélioration des conditions de travail. Comme l'indique tressai (2), les matières abrasives revêtues de résine selon l'invention donnent une profondeur de pénétration qui ne diffère pas beaucoup de celle des matières classiques ou qui est légèrement supérieure, montrant ainsi que l'invention améliore l'effet de nettoyage par sablage. En outre, comme l'indique l'essai (3), les matières abrasives selon l'invention ont moins de fissures que les objets classiques si bien qu'une plus grande proportion de matière déjà utilisée pour un sablage peut être réutilisée, par disposition d'un dispositif de récupération de matière abrasive, si bien que le coût peut être réduit de façon importante. En outre, les matières selon l'invention sont aussi supérieures aux matières classiques en ce qui concerne la réduction de la quantité de poussière. REVENDICATIONS 1. Matière abrasive, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière choisie parmi le sable de silice et un laitier, et un revêtement de la matière par une résine thermodurcissable qui est rendue insoluble et infusible. 2. Matière abrasive selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résine thermodurcissable contient un catalyseur de durcissement. 3. Matière abrasive selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle est préparée par utilisation de deux parties de résine thermodurcissable et une partie de catalyseur pour cent parties de sable de silice nO 4. 4. Procédé de préparation de matières abrasives; caractérisé en ce qu'il comprend 11 addition d'un catalyseur de durcissement et d'une résine thermodurcissable à une matière choisie parmi le sable de silice et un laitier, le mélange des matières avec-soufflage d'air chaud afin que la matière abrasive soit revêtue de résine thermodurcissable, et le nouveau chauffage sous agitation afin que le revêtement de résine thermodurcissable de la matière abrasive devienne insoluble et infusible. 5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la mise de la résine thermodurcissable à l'état insoluble et infusible est réalisée par utilisation d'un four rotatif, de l'air chaud à température convenable étant soufflé dans le four par une de ses extrémités. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que-la mise de la résine thermodurcissable à l'état insoluble et infusible est réalisée à l'aide d'un transporteur vibrant recevant des rayons infrarouges.