Brevet FR2591912A1 — publié le 19870626

Procédé de préparation d'une pâte à base d'alginate ou de plâtre et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne la préparation d'une pâte de moulage à base d'alginate ou de platre, cette préparation étant effectuée par brassage d'une poudre d'alginate ou de platre avec de l'eau et les pates obtenues étant utilisées en art dentaire et notamment, en ce qui concerne les alginates, pour le moulage d'empreintes dentaires. Ces pates doivent être absolument homogènes et ne pas présenter de bulles de gaz incluses. Il est usuel de réaliser ces mélanges par spatulation mécani- que notamment avec un agitateur à pales entraîné en rotation dans le bol contenant le mélange. On a également proposé, pour éliminer.les inclusions gazeuses du mélange, de mettre le bol sous vide pendant la spatulation. FR-A-1.473.563 qui concerne le même domaine de la technique procéde, dans une première chambre, à une spatulation sous vide puis, pour améliorer l'élimination des inclusions gazeu- ses et l'homogénéisation, transfère le mélange dans une deuxième chambre dans laquelle la pâte est soumise simulta- nément à des vibrations mécaniques et au vide. Il est en effet connu, notamment dans la technique des bétons,que le vibrage améliore l'homogénéité des pâtes. Ce procédé connu de préparation d'une pâte sous vide qui effectue le brassage dans une première enceinte et la vibra- tion dans une seconde enceinte présente de nombreux inconvé- nients pratiques tels que notamment la nécessité d'un transfert d'une enceinte à l'autre au cours du procédé depréparation.Rprésente également d'autres inconvénients en ce qui concerne l'homo- géneité du mélange et la présence dans le mélange final de très fines bulles gazeuses. Le premier de ces inconvénients est dû au fait que le malaxeur ou spatulateur présente des zones mortes notamment la couche de surface qui adhère à la paroi du bol et aux pales du spatu- lateur, zones dans lesquelles il n'y a pas de malaxage méca- nique de la pâte. Le second de ces inconvénients résulte de la faible amplitude des vibrations mécaniques qui est insuffisante pour assurer une circulation des fines bulles gazeuses provoquant une coalescence accroissant leur volume jusqu'à leur donner une force ascensionnelle suffisante notam- ment dans une pâte visqueuse. La présente invention résulte de la découverte qu'il est possible d'éviter l'ensemble de ces inconvénients. Le procédé,conforme à l'invention,de préparation d'une pâte par mélange d'au moins une substance constituante sous forme d'une poudre avec au moins une substance consti- tuante sous forme liquide, malaxage mécanique sous vide du mélange et mise en vibration sous vide du mélange est carac- térisé en ce que l'on soumet le mélange à un champ de vibra- 3 2591912 tion pendant au moins la phase finale du malaxage mécanique. Selon un mode de réalisation préférentiel le mélange est, tout d'abord vibré puis après mise sous vide, malaxé mécani- quement. Cette mise en vibration avant malaxage favorise l'imbibition de la poudre par le liquide avant la spatulation.- La fréquence des vibrations peut être comprise entre 50 et 15000 Hz de préférence entre 2000 et 8000 Hz et leur amplitude entre 0,1 et 5 mm. Dans le procédé conforme à l'invention la mise en vibration de la masse malaxée pendant la spatulation décolle les couches superficielles des parois et les repousse dans la zone soumise à l'écoulement et au laminage des filets de pâte dus au bras- sage mécanique. Simultanément les fines bulles gazeuses sont soumises par l'effet des vibrations à des cycles rapides de compression-dépression qui facilitent leur circulation dans la pâte mais elles sont en même temps mises en circulation par le brassage mécanique, ce qui favorise la coalescence sous forme de bulles de plus grand volume présentant une force et une vitesse ascensionnelles plus élevées. Selon une autre caractéristique du procédé la direction ver- ticale ou horizontale des vibrations, c'est-à-dire paralléle ou perpendiculaire à l'axe de rotation du malaxeur, est choi- sie en fonction de la densité et de la viscosité de la pâte. Selon une autre caractéristique les substances constituantes, notamment l'eau qui constitue le liquide, sont mises en oeuvre à une température basse voisine du point de congélation du liquide. Eventuellement le système est refroidi pendant le malaxage mécanique. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, ce dispositif comportant une embase, un bol de révolution porté par cette embase, un cou- vercle qui ferme ce bol de façon étanche, une conduite de mise sous vide débouchant sous la face inférieure du couvercle et reliée à son autre extrémité à une source de vide et des pales de malaxage portées par un axe traversant le couvercle, l'axe étant relié par un organe de liaison avec un moteur d'entratnement en rotation et le dispositif étant caractérisé en ce que le bol est suspendu sous le couvercle et solidarisé de façon amovible avec celui-ci avec des moyens pour impartir des vibrations à l'ensemble du couvercle et du bol par l'inter- médiaire du couvercle. Selon une autre caractéristique la paroi du bol comporte un circuit pour la circulation d'un réfrigérant. -D'autres caractéristiques de l'invention et notamment du dispositif apparaîtront à la lecture de la description dé- taillée faite ci-après avec référence au dessin ci-annexé dans lequel la figure unique est une vue en élévation schéma- tique avec coupe partielle d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de malaxage. Le dispositif comporte un bâti désigné par la référence d'erf- semble 1 avec un socle 2, un pied formant colonne 3 et une console supérieure 4. Dans la partie du bâti formant la colon- ne 3 et la console 4 sont logés le moteur électrique 5 d'en- traînement de l'ensemble et la pompe à vide 6 entraînée depuis le moteur par une courroie de transmission 7, le moteur et la pompe étant montés sur une platine 8. La pompe à vide 6 refoule dans une chambre de filtrage et d'amortissement 9 et aspire par une conduite 10. Sur le bâti sont éaalement montés un'générateur de vibrations verticales Ila et un généra- teur de vibrations horizontales llb. Sous la console 4 est suspendue par des blocs élastiques 12, l'embase vibrante 13 qui est constituée par un caisson relié par une tige 14 à l'organe vibrant du générateur 11. L'arbre du moteur 5 entraîne par un engrenage réducteur un arbre vertical 16 qui est solidarisé par un accou- ple.ment élastique déformable 17 avec un bloc raccord d'axe 2591912 d'un type quelconque connu 18, ce bloc raccord étant solidaire de l'embase vibrante 13. L'embase vibrante 13 présente dans son fond trois cuvettes cylindriques espacées de 120 , l'une de ces cuvettes 19 étant reliée à la canalisation 10 de la pompe à vide et les deux autres 20 étant borgnes. Le couvercle 21 du bol de spatulation porte trois tétons 22 destinés à venir s'engager de façon étanche grace à un joint périphérique 23 dans les trois cuvettes, ces tétons présentant un canal central 24 qui débouche dans la face inférieure du couvercle 21. Au centre le couvercle 21 comporte un manchon 25 dans lequel est monté à rotation de façon étan- che un axe 26 portant à sa partie inférieure des pales 27 perforées. Lorsque le couvercle est mis en place sur l'embase vibrante 13 par engagement des tétons 22 dans les cuvettes -21, le manchon 25 et l'arbre 26 s'engagent dans une fenê- tre de la surface inférieure de l'embase et l'arbre 26 vient s'enclencher dans le bloc raccord d'axe 18 pour que les pales 27 puissent être entraînées en rotation par le moteur 5. Le bol 28 vient s'adapter de façon étanche par un joint 29 sous le couvercle 21. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Après avoir versé dans le bol 28, les constituants du mélange et le couvercle 21 étant en place sur le bol 28 on applique l'ensemble 21-28 sur l'embase vibrante 13. On sélectionne la direction des vibrations en commutant l'alimentation du géné- rateur de vibrations sur le générateur lia donnant des vibra- tions verticales ou 11b donnant des vibrations horizontales, lesdites vibrations ayant une fréquence de 5 à 6000 Hz et une amplitude comprise entre 1,25 et 2,50mm. Après mise en route du générateur de vibrations on met en route le moteur 5,celui-ci entraînant la pompe à vide 6 qui met sous dépression par le canal 10 et le canal 24 du téton 22 engagé dans la cuvette 19, le volume du bol. La dépression est également transmise par le canal 24 des deux autres tétons dans les cuvettes 20, ce qui assure un maintien renforcé de l'ensemble constitué par le couvercle 21 et le bol 28 sous l'embase vibrante 13. Il en résulte que le mélange et le malaxage s'effectuent sous vide sous l'action combinée d'un brassage mécanique et de vibrations. A titre d'exemple de mise en oeuvre du procédé on a placé dans le bol un mélange constitué par 25 g d'alginate et 20 g d'eau à une température de 90C. La dépression dans le bol était de 110 KPa, la vitesse de rotation des pales était de 250 tours/min et les vibrations avaient une fréquence de 5.500 Hz avec une amplitude de 1,75 mm. Apres 20 secondes de fonctionnement le mélange d'alginates était parfaitement homogène et sans aucune bulle gazeuse perceptible. Revendications 1. Un procédé de préparation d'une pate par mélange d'au moins une substance constituante sous forme solide notamment en poudre avec au moins une substance constituante sous forme liquide, malaxage mécanique sous vide du mélange et mise en vibration sous vide du mélange, caractérisé en ce que l'on soumet le mélange à un champ de vibration pendant au moins la phase finale du malaxage mécanique. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange est tout d'abord vibré puis, après mise sous vide, malaxé mécaniquement. 3. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fréquence des vibrations est comprise entre 50 et 15000 Hz de préférence 2000 à 8000 Hz et leur amplitude entre 0,1 et Smm. 4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, selon la densité et la viscosité de la pâte, la direction des vibrations est sélectionnée verticale- ment ou horizontalement. 5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les substances constituantes sont mises en oeuvre à une température basse, de préférence voisine du point de congélation du liquide. 6. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications l à 5 comportant une embase, un bol de révolution porté par cette embase, un cou- vercle qui ferme ce bol de façon étanche, une conduite de mise sous vide débouchant sous la face inférieure du cou- vercle, et reliée à son autre extrémité à une source de vide et des pales de malaxage portées par un axe traversant le couvercle, l'axe étant relié par un organe de liaison avec un moteur d'entraînement en rotation, caractérisé en ce que le bol (28) est suspendu sous le cou- vercle (21) et solidarisé de façon amovible avec celui-ci avec des moyens (11) pour impartir des vibrations à l'ensem- ble du couvercle (21) et du bol (28) par l'intermédiaire du couvercle. 7. Un dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une embase vibrante (13) est suspendue sous une console (4) du bâti (1) par des blocs élastiques (12), cette embase vibrante portant le couvercle (21) dans lequel est monté à rotation l'axe (26) des pales (27) du malaxeur qui est relié au moteur d'entraînement (5) par un accouplement mobile (18) et un amortisseur de vibrations (17), le bol (28) étant maintenu par la dépression sous le couvercle (21) et l'embase vibrante (13) étant mise en vibration par les moyens (11a, 11b) portés par l'embase (1). 8. Un dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le couvecle (21) est centré sous 1'em- base vibrante (13) par trois tétons (22) engagés dans des cuvettes (19-20) de l'embase, le vide du bol (28) étant trans- mis dans ces cuvettes (19-20) pour maintenir l'ensemble du couvercle (21) et du bol (28) en position sur l'embase vi- brante (13). 9. Un dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la mise sous vide du bol (28) est assurée par une conduite (10) débouchant au fond d'une cuvette (19) de l'embase vibrante (13), les tétons (22) étant percésaxiale- ment (24) pour établir une communication entre la cuvette (19) et le bol (26) et entre ce dernier et les deux autres cuvettes (20). l