Brevet FR2481640A1 — publié le 19811106

La présente invention concerne le domaine du prétraitement des matières plastiques utilisées pour le moulage par injection de len- tilles en matière plastique. On utilise du polycarbonate (par exemple celui vendu sous la dénomination Merlon ou celui vendu sous la dénomination Lexan) pour le moulage des lentilles en matière plastique etnotamment, des lentilles médicales. On a admis, d'une manière générale, qu'une proportion rela- tivement élevée des lentilles ainsi fabriquées doit être rejetée, du fait qu'elles présentent des défauts constitués par des contaminants (particules) moulés dans les lentilles. On peut, en nettoyant convena- blement le polycarbonate, obtenir une diminution importante du pourcen- tage de lentilles défectueuses. Le polycarbonate, après extrusion, est typiquement découpé en batonnets ou granules d'une longueur inférieure à 12,7 mm par le fabri- cant de matière plastique. On l'achète habituellement sous cette forme et on le fait fondre ensuite. Les granules comportent, à leurs extrémi- tés, des barbures qui résultent du processus de découpage. La fusion du polycarbonate nécessite une température élevée. Les barbures (du fait de leur plus petite superficie) ont tendance à brûler pendantque les granules fondent. Ces barbures brûlées ou noir- cies se manifestent sous forme de défauts dans les lentilles optiques (ce problème n'est pas en général reconnu dans l'industrie comme une cause de défauts dans les lentilles). On doit également noter qu'en plus des barbures, diverses matières étrangères fondues avec les bar- bures provoquent des défauts si les granules ne sont pas convenablement nettoyés. Il est déjà connu dans la technique antérieure de nettoyer les granules (par exemple avec un appareil épurateur de céréales alimen- taires du commerce) avant de les faire fondre. Cependant, ce nettoyage n'a pas été particulièrement efficace. Une des raisons en est que les- barbures, à moins quelles soient séparées des granules, ne peuvent pas être éliminées par le processus de nettoyage. Comme on le verra, la présente invention a pour objet un procé- dé et un appareil pour épurer les granules, qui élimine les barbures. En outre, le procédé et l'appareil de l'invention assurent une élimina- tion plus complète des autres contaminants des granules. L'invention a ainsi trait à un appareil et un procédé pour pré- parer des granules de matière plastique destinés à être utilisés pour le moulage de lentilles optiques. Les granules de matière plastique sont extraits d'un silo ou récipient analogue par un élévateur héli- coldal ou élévateur à vis afin de soumettre les granules à une action mécanique. Cette action mécanique détache ou sépare les barbures des granules. Les barbures, bien qu'elles ne fassent plus partie intégrante des granules après l'action mécanique, sont néanmoins très difficiles à séparer des granules de matière plastique du fait que l'action méca- nique engendre une charge statique dans les granules et qu'ainsi les barbures "collent" aux granules. Cette charge statique rend également plus difficile l'élimination des autres contaminants des granules. La nouvelle solution proposée par la présente invention con- siste à faire passer les granules de matière plastique dans un champ ionisé pendant que les granules sont envoyés dans un cribleur à air afin d'y être épurés. Par exemple, un appareil ionisateur "Herbert" souffle de l'air ionisé sur les granules de matière plastique éliminant ainsi la charge statique. Suivant une variante, on fait tomber les gra- nules à travers un anneau radio-actif tel que le dispositif anti- statique "3M" type 210. Dans le mode de réalisation préféré, un second dispositif anti-statique est utilisé dans le cribleur à air pour réduire encore davantage l'élec- tricité statique. - D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lec- ture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en élévation d'un dispositif élévateur et d'un cribleur à.air muni de perfectionnement de la présente invention; la Fig. 2-est une vue, avec arrachement partiel, d'un cribleur à air qui comporte le dispositif anti-statique de la présente invention; et la Fig. 3 est une vue en plan d'un granule de matière plastique caractéristique comportant une barbure qui en fait partie intégrante. On décrira ci-après un appareil et un procédé pour nettoyer des granules de matière plastique utilisés pour le moulage de lentilles optiques. L'appareil et le procédé seront décrits tels qu'ils sont actuel- lement construits et mis en oeuvre. Cependant,il apparaîtra clairement aux spécialistes de la technique que l'appareil et le procédé enseignés 3 - - sont applicables à d'autres configurations de dispositifs épurateurs à air couplés avec des mécanismes appropriés pour produire un champ anti- statique. La Fig. 1 représente, d'une-manière générale, un appareil épu- rateur 20 à air avec d'autres éléments typiquement utilisés en combinaison avec lui. Les particules à nettoyer sont stockées dans un silo 10 de forme conique. La section transversale du récipient diminue progressi- vement vers le bas de sorte que la matière particulaire à nettoyer qui y est contenue est guidée vers un élévateur à vis 12. La vis est montée à l'intérieur d'un conduit 16 et elle tourne de telle sorte que ies par- ticules en contact avec la vis sont soulevées le long du conduit 16,. Les particules sortent à l'extrémité du conduit 16 éioignée du silo 10, Cet orifice de sortie est disposé au-dessus de l-appareil épurateur-20- à air de telle sorte que la pesanteur provoque la chute des particules dans l'appareil épurateur 20 à air. Les contaminants qui sont, de ce fait,séparés des particules sont eux-mêmes évacués de l'appareil épura- teur 20 à air par une aspiration engendrée par un récupérateur à air centripète 25 adjacent à l'appareil épurateur 20 à air. On donnera ci- après une description plus détaillée de ces éléments. La Fig. 2 est une vue ouverte d'un appareil épurateur à air ty- pique 20 ou cribleur à air. En outre, cette figure montre un souffleur 19 d'air ionisé qui est monté sur le cribleur 20 à air de la manière nécessaire pour assurer que l'air ionisé produit par le souffleur 19 est envoyé dans le cribleur 20. En outre, le silo 10, l'élévateur à vis 12, le conduit 16 et le récupérateur 25-à air de la Fig. 1 n'ont pas été représentés sur la Fig. 2 pour éviter une répétition inutile. Cependant, en fonctionnement normal, ces éléments supplémentaires seront présents. On a représenté sur la Fig. 3 un unique granule 32 qui comporte une barbure 33. Outre les barbures indésirables, une charge statique, engendrée par l'action de frottement sur les granules, attire et retient les contaminants. Comme représenté-sur la Fig. 1, les granules de matière plastique bruts 11, qui comportent des barbures et des contamiinants, stockés dans le silo 10, sont transportés vers le haut du-conduit 16 par l'élévateur à vis ou élévateur hélicoldaI 12. L'action mécanique engen- drée par cet élévateur à vis pendant que les granules sont transportés vers le haut du conduit 16 enlève les bords anguleux et les barbures des granules. Ainsi, lorsque les granules de matière plastique ont ache- 248 1640 vé leur déplacement vers le haut dans le conduit 16, des granules 18 a pratiquement complètement ébarbés sont fournis en tant que produits d'alimentation à l'entrée du dispositif épurateur de granules que l'on aécrira ci-dessous.- A ce stade, les granules dematière plastique ébarbés et les contaminants entrent dans le dispositif épurateur 20 de granules qui est un cribleur à air typiquement utilisé pour nettoyer les céréales alimentaires modifié. Un cribleur à air type, tel que celui représenté sur la Fig. 2, est composé des éléments suivants: un orifice d'entrée 13 de la matière brute, une cuve 17,-un cône flottant 21, une tige de commande 25 d'évacuation de la matière épurée, un orifice 29 d'entrée d'air -pur et un ventilateur 22. On donnera ci-après, avant de décrire la mise en oeuvre des modifications enseignées par la présente invention, une brève description du fonctionnement du cribleur à air. La matière brute tombe sous l'action de la pesanteur à partir de l'entrée 13 de matière brute le long de la cuve 17 au fond de la- quelle le cône flottant 21 étale la matière qui tombe..Ceci produit un écoulement constant de la matière devant l'orifice. 29 d'entrée d'air pur, ce qui assure que la totalité de lamatièreentre convenablement en contact avec le mécanisme épurateur à air. Le cribleur à air produit un courant d'air qui pénètre par l'orifice 29 d'entrée d'air pur, créant un courant ascendant. Ce courant d'air ascendant entraîne la matière lé- gère vers le haut dans le trajet 30 mais la matière plus lourde continue- de tomber dans le trajet 28. L'aspiration créée par le-ventilateur 22 évacue la matière légère hors du cribleur à air. Sur la Fig. 1 à laquelle on se référera à nouveau, on voit que ces particules légères sont extraites par un cyclone 23, qui est récu- pérateur à air centripète. Le cyclone comporte un clapet à air rotatif 24 et un orifice 26 de sortie des matières étrangères. Les particules qui ne sont pas extraites par le cyclone continuent leur déplacement vers le bas et sont déposées à l'orifice 27 de sortie de la matière épurée. Le débit auquel les particules propres sont déposées est com- mandé par-la tige 25 de commande d'évacuation de la matière épurée. Le cribleur à air, tel que mentionné et décrit, est un dispo- - sitif disponible dans le commerce, habituellement utilisé pour nettoyer les céréales alimentaires. Malheureusement, lorsque cet appareil est uti lisé pour nettoyer des granules, la charge statique présente sur les granules engendre une force d'attraction qui est plus forte que la force de séparation produite par le cribleur à air. A moins que cette charge soit supprimée, l'efficacité de l'épuration des granules de ma- tière plastique avec un cribleur à air ou dispositif similaire est extrê- mement limitée. Conformément à la présente invention, en plus du mécanisme épu- rateur à air que l'on vient de décrire, on doit utiliser un appareil et un procédé pour éliminer la charge statique présente sur les granules de matière plastique afin d'obtenir un nettoyage convenable des granules de. matière plastique. Les éléments supplémentaires utilisés pour assurer l'élimina- tion de la charge statique ont été représentés sur la Fig. 2 comme étant le souffleur 19 d'air ionisé et la barre radio-active anti-statique 15 et sur la Fig. 1 comme étant l'anneau radio-actif anti-statique 14 et la barre riio-active anti-statique 15. Dans le mode de réalisation préféré (représenté sur la Fig. 2 à laquelle on se référera) le souffleur 19 d'air ionisé, tel que, par exemple, un ionisateur "Herbert" projette de l'air ionisé sur les granules au moment o ils pénètrent dans le cribleur à air. La barre anti-statique 15 est disposée dans la partie inférieure de la cuve 17 immédiatement au- dessus du sommet du cône flottant 21. Le souffleur 19 d'air ionisant produit un nuage ou champ anti-statique dans l'orifice 13 d'entrée de la matière brute. Ce champ anti-statique élimine la charge statique des granules lorsque ces derniers le traversent. Le nuage anti-statique est un champ d'air ionisé qui arrache les électrons en excès des atomes des granules de matière plastique, ces électrons en excès étant la cause de la charge statique et de l'adhérence" résultante des barbures et des contaminants aux granules.^ Après que la charge statique a été éliminée par l'action du souffleur 19 d'air ionisé au sommet dela cuve 17, les granules conti- nuent de tomber dans la cuve 17. Les granules en tombant frottent-les uns contre les autres créant, de ce fait, une seconde charge statique. La barre ionisante 15 disposée dans la partie inférieure de la cuve élimine cette seconde charge statique en créant un second champ anti- statique que traversent les granules. Dans un second mode de réalisation de l'invention, le!souffleur 19 d'air ionisant est remplacé par un anneau anti-statique 14 qui est disposé à l'intérieur de la cuve 17. L'anneau remplace le souffleur 19 d'air ionisant mais crée le même nuage ou champ anti-statique que tra- versent les granules. Dans un troisième mode de réalisation dans lequel soit le souffleur d'air ionisant,soit l'anneau anti-statique est utili- sé, la barre anti-statique 15 disposée dans la partie inférieure de la cuve n'est pas utilisée. La barre anti-statique 15 n'est pas nécessaire dans les applications dans lesquelles la seconde charge statique en- gendrée sur les granules pendant qu'ils traversent la cuve 17 crée une force d'attraction qui est suffisamment moins puissante que la force de séparation produite par le cribleur à air. Ainsi, on a décrit un appareil et un procédé pour l-e nettoyage des granules de matière plastique destinés à être utilisés pour le mou- lage de lentilles optiques. Les barbures sont enlevées des granules de matière plastique- par une action mécanique et les granules et les bar- bures sont introduits dans un dispositif qui produit des champs anti- statiques pour séparer les barbures des granules. On utilise une tech- nique de séparation ou d'épuration à l'air pour éliminer les barbures- plus légères, qui sont indésirables, des granules désirés de matière plastique. Les granules de matière plastique nettoyés permettent d'ob- tenir un pourcentage élevé de lentilles optiques finies qui ne présen- tent pas de défauts provoqués par des contaminants contenus dans la ma- tière plastique à partir delaquelle les lentilles sont fabriquées. Il est bien entendu qu'il existe de nombreuses configurations différentes dans lesquelles l'anneau anti-statique et/ou le souffleur - d'air ionisant et/ou la barre anti-statique peuvent être disposés à l'intérieur du cribleur à air qui entrent dans le cadre de l'invention décrite. 2481 40 REVENDICATIONS 1 - Un appareil pour préparer des granules de matière plastique destinés à être utilisés pour le moulage de lentilles optiques, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: (a) des moyens (12) produisant une action mécanique pour soumettre les granules (32) de matière plas- tique à une action mécanique afin de détacher les barbures (33> des gra- nules; (b) des moyens ionisateurs (19) pour éliminer la charge statique des granules de matière plastique, couplés pour recevoir les granules de matière plastique des moyens produisant une action mécanique; (c) des moyens (20) séparateurs à air pour séparer les barbures des granules de matière plastique, couplés pour recevoir les granules de matière plas- tique des moyens ionisateurs de telle sorte qu'on obtient des granules de matière plastique qui sont pratiquement débarrassés. des barbures. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens ionisateurs sont constitués par un souffleur (19) d'air ionisé. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce-que les moyens ionisateurs sont constitués par un anneau anti-statique (14). 4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens séparateurs (20) comprennent des seconds moyens ionisateurs (15) pour assurer-une élimination supplémentaire de la charge statique des gra- nules de matière plastique. - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les seconds- moyens ionisateurs sont constitués par une barre anti-statique (15). 6 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens produisant une action mécanique sont constitués par un élévateur à vis (12). 7 - Appareil Selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens séparateurs à air sont constitués par un cribleur (20) à air utilisé pour nettoyer les céréales alimentaires. 8 - Dispositif épurateur à air pour nettoyer des granules -de matière plastique destinés à être utilisés pour le moulage par injection de len- tilles optiques, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un silo (10) pour contenir les granules; (b) des moyens (16) pour extraire les granules du silo et introduire les granules dans le dispositif épurateur (20) à air; (c) des moyens (1-2) produisant une action mécanique, couplés aux moyens extracteurs,pour soumettre les granules à une action mécanique afin de détacher les barbures de ces granules; (d) des moyens ionisateurs (14, 24. 8164o 19) pour éliminer la charge statique des granules; de telle sorte qu'on obtient des granules qui-sont pratiquement complètement débarrassés des barbures. 9 - Dispesitif épurateur 'à air eelon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des seconds moyens ionisateurs (15) pour assurer une élimination supplémentaire de la charge statique des granules de matière plastique. - Procédé pour préparer des granules de matière plastique qui com- portent des barbures, en vue de les utiliser pour le moulage de lentilles optiques, caractérisé en ce qu'il consiste: (a) à soumettre les granules à une action mécanique pour détacher les barbures; (b) à engendrer un premier champ ionisant pour éliminer la charge statique des granules de matière plastique; (c) à souffler de l'air sur les granules de ma- tière plastique pour séparer les barbures des granules de matière plas- tique de telle sorte qu'on obtient des granules de matière plastique pra- tiquement complètement débarrassés des barbures. 11 - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, l'étape qui consiste à engendrer un second champ ionisant pour assurer une élimination supplémentaire de la charge statique des gra- nules de matière plastique.