Brevet FR2428518A1 — publié le 19800111

L'invention se rapporte à un procédé pour transformer une matière synthétique thermoplastique, en particulier des déchets synthétiques thermoplastiques non triés, en un article ayant les propriétés de travail et de mise en oeuvre du bois, dans lequel la matière synthétique est soumise à une opération de mélangeage dans un fourreau comprenant un organe à vis, est rendue fluide, est moulée, est refroidie dans le moule et est extraite de ce moule. Un tel procédé pour transformer des déchets synthétiques est connu sous le nom de procédé ~Reverzer", introduit par la société Japonaise Xitsubishi Petrochemical, mentionné par Shiro Hamada dans "Japans Plastic Ages, Vol. 12, Lévrier 1974, pages 43-' en particulier pages 46-48 et décrit davantage dans une brochure sur le procédé publiée par la société Japonaise. Selon ce procédé, des déchets thermoplastiques triés ou non, par exemple de polyéthylène, de polypropylène, de polychlorure de vinyle ou des mélanges de ces matières, sont broyés et la matière divisée est ensuite dépoli dans un espace d'emmagasinage.La matière divisée y est séchée â un certain degré avec utilisation de la chaleur dégagée par le broyage des déchets. À partir de l'espace d'emmagasinage, la matière divisée provenant de déchets alimente l'appareil lIReverzer qui esi essentiellement un appareil de fusion comprenant une tréiie dans laquelle la matière est ramollie et un mélangeur qui contient un organe à vis et dans lequel la matière est aussi rendue fluide. La matière fluide est alors injectée sous pression dans un moule ferez et elle est ainsi moulée. Les moules sont alors transportés dans un espace de refroidissement et ilsysont refroidis par aspersion d'eau puis les moules sont ouverts et le produit moulé est extrait.Les produits résultant peuvent avoir la forme de poutres, éventuellement de section progressivement décroissante, de cadres, de poutres en U, etc ..., selon le moule utilisé. Dans ce procédé connu, une pression élevée est établie dans la partie de l'appareil assurant le mélangeage et la fluidification et, sous lsinfluence de cette pression, comme indiqué, la matière fluide est injectée dans un moule spécial résistant à la pression. Un but de la présente invention est de proposer un procédé pour tranformer une matière synthétique thermoplastique en article mis en forme, dans lequel un appareil spécialement adapté, résista à la pression, n'est pas nécessaire et qui permet au contraire l'utilisation dappareilseet de matrices ou moules non résistants à la pression, disponibles dans le commerce. Selon la présente invention, on propose un procédé pour transformer une matière synthétique thermoplastique, en particulier des déchets synthétiques thermoplastiques non#és, en un article ayant les propriétés de travail et de traitement du bois, dans lequel la matière synthétique est soumise à une opération de mélangeage dans tn fourreau comprenant un organe à vis, est rendue fluide, est moulée, est refroidie dans le moule et est extraite du moule, caractérisé par le fait que la matière synthétique alimente un appareil d'extrusion sans grille-écran et sans filière d'extrusion et y est maintenue Jusquà ltobtention d'une matière qui est rendue fluide par l'augmentation de la température, cette matière contenant un gaz quand elle quitte l'appareil d'extrusion et passant alors dans un moule qui est ouvert à ses extrémités oppo s8ss, dont l'une est raccordée à la sortie de l'appareil d'extrusion. Le procédé selon la présente invention peut être exécuté par utilisation de tout appareil d'extrusion à vis connu disponible dans le commerce qui peut Stre du type adiabatique ou du type normal mais dont les éléments générateurs de la pression (aboutissant normalement à des pressions de 100-450 k#cm?), c'est-#-dire le paquet de tamis ou l'échangeur et la filière d'extrusion, doivent strie enlevés. L'extrudeuse du type à vis est ainsi essen tiellenent un transporteur à vis, approximativement comme un hacheviande. L'opération de moulage qui, dans le procédé selon l'inven- tion, s'effectue dans une phase séparée, doit se faire dans un moule ouvert.Comme la matière ê mouler est introduite sans pression, on peut utiliser des tubes de simple qualité courante à section ronde ou rectangulaire pour faire, par exemple, des poteaux ou poutres ronds ou rectangulaires. La pression de remplissage du moule est fournie dans le procédé selon ltinvention par le gaz de moulage disponible dans la matière fluide à mouler. On peut obtenir le gaz de moulage en munissant la matière synthétique divisée, destinée à alimenter l'extrudeuse, d'un agent gonflant dont la température de seuil est dépassée par la température établie dans ltextrudeuse. Des agents gonflants convenables sont, par exemple1 des agents gonflants granulés solides ayant une température de seuil de 150-2700 C, par exemple l'azodicarbonamide (200 C), le diphénylsulfone-3,3' disulfonyl hydrazide (1500 C), le ss-ss -oxy-bis(benzenesulfonyl semicarbazide) (2100 C). La proportion d'agent gonflant peut être déterminée par essais et elle dépend entre autres de la forme du produit final et des propriétés de la matière thermoplastique. Des proportions convenables vont de 0,4. à 1,2 %, calculées sur le poids du mélange de matière thermoplastique et d'agent gonflant. Quand on utilise un gaz comme gaz de moulage, par exemple de l'azote ou de l'air, ce gaz est amené à l'extrudeuse après que la matière synthétique thermoplastique a été rendue fluide. Le procédé selon l'invention-peut entre appliqué à toutes matières thermoplastiques courantes, par exemple au polyéthylène & BR Si le procédé de l'invention est appliqué à des déchets de résine synthétique, cette matière ne sera pas généralement àl'étal pur mais contiendra des impuretés. Dans le procédé selon l'invention, cependant, il n'est pas nécessaire que la matière de déchets soit nettoyée préalableLentc D'une façon générale, la matière de résine synthétique thermoplastique à traiter peut contenir une certaine proportion, par exemple de préférence non supérieure & BR Selon le type dtextrudeuse à vis utilisé, la matière 4 traiter peut entre alimentée sous forme pulvérisée ou non. Si la matière à traiter est une matière de déchets, elle peut store utilisée sous forme de matière densifiée ou sous forme de matière granulée. Selon la forme sous laquelle la matière de déchets est fournie à l'extrudeuse, une alimentation non forcée est possible si la matière à une densité apparente suffisante ou bien on utilise une alimentation forcée si la matière a une densit apparente très basse. L'alimentation forcée peut steffectuers par exemple, au moyen d'une vis de densification. après le moulage de la matière fluide dans le moule raccord à la sortie de l'extrudeuse, le moule est refroidi, par exemple on étant introduit dans un bain d'eau, ce qui est préféré, ou par simple exposition du moule à l'air en permettant une durée de refroidissement suffisamment longue de façon que le produit durci et contracté puisse Entre enlevé du moule. Il est recommandable de refroidir encore le produit à l'air en le plaçant sur un support plat. Le procédé selon la présente invention a beaucoup d'avanta ges qu'on peut résumer comme suit. Le procédé selon l'invention n1 est pas critique. En utilisant des moyens de commande existants d'extrudeuses à vis normales dis ponibles dans le commerce, on peut contrôler facilement tout le traitement. Comme une extrudeuse du type adiabatique a dea dimen suions plus faibles, ce type est préféré parce qu'il entrain une dépense moindre. Comme on n'utilise pas de paquet de tamis dans l'extrudeuse à vis, il n'y a pratiquement aucun risque d'obstruction de l'appa- reil, de sorte que la matière de résine synthétique thermoplastique à traiter n'a pas besoin d'Otre préalablement lavée ou épurée. Le procédé selon l'invention est également peu critique en ce qui concerte la composition de la matière de départ, mêse au point que des mPlageg de matières de résine synthétique thermoplastique différentes non triées peuvent 8trie traitée de façon satisfaisante. Comme il nty a pas de pression établie dans l'appareil dans lequel s'accomplit le procédé selon l'invention, l'appareil n'a pas besoin de répondre à des exigences spéciales, par exemple en ce qui concerne la géométrie de la vis, Les moules n'ont pas besoin non plus de répondre à des exigences spéciales en ce qui concerne la résistance à 1a pression, de sorte qu'on peut utiliser des moules de qualité commerciale courante. L'opération de moulage n'exige aucun dispositif de calibrage. Le moulage s'effectue exclusivement sous l'influence de l'expansion de la matière fluide dans le moule, effectuée par le gaz qui y est rendu disponible. Le refroidissement de la matière à l'intérieur du moule doit seulement se continuer Jusqusà ce que le produit puisse être extrait du moule. Comme le procédé n'est pas critique, on peut l'exécuter au moyen d'un appareil transportable monté par exemple sur un camion. L'avantage est que l'appareil peut toujours être installé en des lieux où de grandes quantités de déchets de résine synthétique sont disponibles. Le procédé selon la présente invention permet même l'utili- sation d'extrudeuses à vis déclarées impropres à une utilisation normale. La surface du produit mis en forme obtenu par le procédé selon l'invention a une structure particulière assez différente de la surface d'une matière synthétique0 La cause en est que la masse mise en mousse dans le moule est soumise à l'effet de forces de cisaillement à la surface par suite des solidifications locales tandis que la matière non solidifiée s'écoule encore par suite de ltexpansion. Le produit final peut titre travaillé et mis en oeuvre comme le bois sans aucun traitement complémentaire0 Sa masse volumique est de 0,7 k~/cm) ou supérieure0 La matière est chimiquement résis tante, sa résistance mécanique est réglable par des charges et la matière est généralement comparable à des bois durs tels que l'azo à l'état humide. Le procédé selon ltinvention peut évidemment s'appliquer à une matière de résine synthétique thermoplastique no encore utilisée précédemment, mais les plus grands avantages du procédé peuvent s'obtenir par utilisation de déchets de résine synthétique thermoplastique. On décrira ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécuti dun appareil convenant pour le procédé selon la présente inventio en référence au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 montre schématiquement une vue en élévation de côté d'un appareil de traitement et de moulage ; et la figure 2 montre une coupe transversale de la partie de 1 'appareil pour le moulage, la coupe étant faite selon la ligne Il-Il de la figure 1. Sur la figure 1, on a indiqué en 1 une trémie qui, quand on utilise des mélanges ayant une faible densité apparente, est munie d'un organe d'alimentation 16 pour une alimentation forcée. La trémie 1 est équipée d'un dispositif de dosage automatique 2 pour l'introduction d'un agent gonflant, soit sous forme pulvérisée, soit sous forme de charge complète.Le mélange contenant l'agent gonflant est tondu dans une extrudeuse à vis 30 L'extrudeuse 3 n'a pas de paquet de tamis ni de tette d'extrusion0 Elle peut être, de façon tout à fait satisfaisante, une courte extrudeuse adiabatique Au voisinage de la sortie de l'extrudeuse 3 est disposé un portemoules tournant 4 comprenant deux supports en disques 17 auxquels sont associés des moules indiqués de 8 à 15. le porte-moules 4 est réglable le long d'une tige de guidage 18, de sorte qu'on peut monter des moules 8 à 15 plus ou moins longs et ce porte-moules est conçu pour recevoir des moules de différentes formes (de forme ronde, carrée ou plate).Les moules 8 à 15 sont poussés contre l'extrudeuse 3 au moyen drune presse pneumatique ou hydraulique 6, quand ils sont en cours de remplissage, mais de façon que l'extré- mité du moule faisant face à la presse 6 reste ouverte. Quand le moule 8 a été rempli, la pression de la presse 6 est relâchée et le fonctionnement de l'extrudeuse 3 est arrêté. Quand le moule 8 est rempli, le produit final indiqué en 19 est enlevé du moule 9. On fait alors tourner le porte-moules 4 de façon que le moule vide 9 vienne en regard de la sortie de l'extrudeuse 3 et le moule 8 avance d'un pas. Le moule 15 plonge alors dans une cuve 7 remplie d'eau. L'extrudeuse 3 est ensuite remise on fonctionnement. On a indiqué en 20 une poignée pour la rotation du porte-moules 4. Toutes les opérations de vidage d'un moule, d'arrêt de ltextrudeuse, du relâchement de la pression exercée par la presse1 de rotation et de ré-application de la pression pour la presse peuvent s'effectuer automatiquement. Une utilisation lmportante de poteaux fabriqués par le procédé selon l'invention se présente dans le clôturage électrique de champs où se trouve du bétail, un avantage consistant en ce que les fils de métal peuvent être étendus de poteau à poteau sans utilisation ddisolateurs. Le procédé selon l'invention est illustré par les exemples qui suivent. Dans tous ces exemples, on utilise un appareil comme représenté au dessin annexé avec une extrudeuse à vis du type adiabatique. Exemple I. L'extrudeuse a été alimentée en un mélange contenant 30 ffi de déchets de sacs de PE-bd sous forme pulvérisée 30 ffi de déchets de câble de P#hd sous forme pulvérisée 39 % de déchets de fils de polypropylène pulvérisés 0,6 % d'azodicarbonamide comme agent gonflant. À partir de ce mélange, on a fabriqué des poteaux ayant un diamètre de 150 mm et une longueur de 4000 mm. La masse volumique était de 0,82 g/cm3. #'mle#. L'extrudeuse a été alimentée en un mélange de 15 % de déchets de papier pulvérisés 25 % de déchets pulvérisés de sacs de PE-bd 39 % de filets d'emballage pulvérisés en PE-hd 20 % de bouts de cable pulvérisés en polypropylène 1,0 * d' azodicarbonamide comme agent gonflant. partir de ce mélange, on a fabriqué des poteaux de 52 mm x 52 mm x 1500 mm. La masse volumique était de 0,7 3/om3 Exemple III. L'extrudeuse a été alimentée en un mélange de s 10 % de tasses à café pulvérisées en polystyrène 40 % de tubes de margarine pulvérisés en polypropylène 10 % de sciure de bois 30 % de déchets de câble pulvérisés en PEWhd 0,8 % d'azodicarbonamide comme agent gonflant. A partir de ce mélange, on fabriqué des poteaux de 52 mm x 52 mm x 1500 mm. La nasse volumique était de 0,75 g/cm3. Exemple IV. L'extrudeuse a été alimentée en un mélange de 50 % de balayures granulées mixtes des planchers d'un lieu d'extru- sion. Les balayures se composaient principalement de PE-hd. 40 % de déchets de ombles de polypropylène pulvérisés provenant d'amarres usées et sérieusement souillées 10 % de déchets de sisal pulvérisés 0,5 % d'azodicarbonamide comme agent gonflant. À partir de ce mélange, on a fabrique des poteau d'un diamètre de 100 n et d'une longueur de 3000 mm. Le poids spécifie était de 0,65. R E v E XD I a A e I O X S. 1. Procédé pour transformer une matière de résine synthéti- que thermoplastique, en particulier des déchets de résine synthétique thermoplastique non triés, en un article ayant les propriétés de travail et de mise en oeuvre du bois, dans lequel la matière de résine synthétique thermoplastique est soumise à une opération de mélangeage dans un fourreau comprenant un organe à vis, est rendue fluide, est moulée, est refroidie dans le moule et est enlevée du moule, caractérisé par le fait que la matière de résine synthétique est amenée à une extrudeuse à vis sans grille-écran et sans filière d'extrusion et y est maintenue jusqu'à l'obtention d'une matière qui est rendue fluide par l'augmentation de la température et qui contient un gaz en quittant l'extrudeuse et est alors introduite dans un moule ouvert à ses deux extrémités, dont lune est raccordée à la sortie de l'extrudeuse. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel un agent gonflant est ajouté à la matière de résine synthétique destinée à alimenter 1' extrudeuse, la température de seuil dudit agent gonflant étant dépassée à la température élevés établie à l'intérieur de 1 'extrudeuse. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on ajoute à la matière fluide un gaz comme agent gonflant avant que cette matière alimente le moule. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'agent gonflant a une température de seuil de 150-270 C. 5. article produit par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.