Brevet FR2760384A1 — publié le 19980911

L'invention concerne un procédé et un appareil pour produire des granulés à partir d'additifs et de mélanges d'additifs qui sont utilisés pour préparer et transformer des matières plastiques, en utilisant un fluide réfrigérant liquide et/ou un fluide réfrigérant gazeux dans l'opération de coupe (granulation). Pendant la granulation d'additifs et mélanges d'additifs qui sont utilisés pour préparer et transformer des matières plastiques, la composition plastifiée ou fondue est refoulée à travers une plaque à filières et, lorsqu'elle en sort, elle est coupée en granulés. Dans cette opération, il est connu d'introduire les brins de produit, après la coupe, dans un anneau d'eau, les granulés étant emportés par l'eau. Il est également connu d'effectuer la granulation des brins sous l'eau. Dans le cas des procédés connus, on utilise de grandes quantités d'eau. Un but de l'invention est de trouver un procédé de granulation grâce auquel même des compositions de produits collants puissent être transformées en utilisant beaucoup moins d'eau. Il est également proposé un appareil convenant à cet effet. Ce but est atteint selon l'invention essentiel- lement par le fait que, dans la région de coupe (région de granulation), la composition sortant des filières pendant l'opération de coupe reçoit une pulvérisation d'un fluide réfrigérant liquide finement dispersé (tel que de l'eau) et/ou d'un fluide réfrigérant gazeux (tel que l'air, N2, CO2). Le fluide réfrigérant gazeux et le fluide réfrigérant liquide peuvent être associés en tout rapport souhaité. Ainsi, la quantité requise de fluide réfrigérant peut être fortement réduite, entre 0 et environ 10 % par rapport à la composition de produit, si bien qu'il n'est plus nécessaire d'éliminer le fluide réfrigérant dans le séchage subséquent. L'invention est expliquée plus en détail à titre d'exemple en regard des dessins sur lesquels: la Figure 1 montre une vue schématique latérale du dispositif de coupe de la composition de produit, la Figure 2 montre une section transversale d'une tête d'outil de coupe, et la Figure 3 montre une vue de face de la tête d'outil de coupe. Sur la Figure 1, la référence numérique 1 désigne une plaque à filières dans laquelle sont formées, par exemple en anneaux concentriques, des filières 2 qui ne sont indiquées que schématiquement, à travers lesquelles le produit est refoulé par un dispositif approprié (par exemple une extrudeuse). La plaque à filières 1 est chauffée pour éviter une obstruction des filières 2. Sur la face de sortie de la plaque à filières 1 est disposée une plaque calori- fuge 6 qui est traversée par les filières 2 et qui isole la plaque à filières chauffée 1 pour éviter une déperdition de chaleur. Sur la face de sortie de la plaque à filières 1 comportant la plaque calorifuge 6 est placée directement une tête 7 d'outil de coupe qui comporte des couteaux 8 montés sur la circonférence et qui est mise en rotation par un moteur d'entraînement 9. Les Figures 2 et 3 montrent, à titre d'exemple, une forme de réalisation de cette tête 7 d'outil de coupe, munie de couteaux 8 qui s'étendent radialement, vingt-quatre couteaux étant fixés sur la circonférence de la tête 7 d'outil de coupe dans le cas de cette forme de réalisation illustrative. La tête 7 d'outil de coupe peut être disposée concentriquement par rapport aux filières 2 arrangées sous la forme d'un anneau. Cependant, il est également possible d'effectuer l'opération de coupe au moyen d'une tête d'outil de coupe disposée excentriquement par rapport aux filières. Sur la Figure 1, derrière la tête 7 d'outil de coupe se trouve un moyen de support 12 pour des buses d'atomiseur 13 qui pulvérisent un jet 14 de fluide réfrigérant finement dispersé sur la région de coupe. Sur le support fixe 12, qui peut être réalisé par exemple sous forme d'un anneau, peuvent être disposés, par exemple, huit buses d'atomiseur 13 arrangées en anneau de telle manière que toute la région de coupe soit couverte par les jets 14 de fluide réfrigérant finement dispersé. Cette région de coupe est essentiellement définie par la longueur radiale des couteaux 8, qui sont placés directement contre la plaque calorifuge 6, de sorte que la composition de produit sortant des filières 2 est immédiatement divisée en granulés. La pulvérisation d'un fluide réfrigérant finement dispersé sur la région de coupe a pour effet de refroidir les couteaux et de les enduire d'un film de fluide réfri- gérant, ce qui empêche une adhérence de la composition de produit, même si des compositions plastiques ou masses fondues collantes sont soumises à la coupe. En même temps, la surface des granulés coupés est durcie par le contact avec le milieu réfrigérant, une action réfrigérante supplé- mentaire étant exercée par évaporation. Dans ce cas, la plaque calorifuge 6 protège la plaque à filières 1 contre une déperdition de chaleur, si bien que les filières ne refroidissent pas et que la composition de produit ne se solidifie pas dans les filières. Les buses d'atomiseur 13 sont de préférence conçues de telle manière que, lorsque le fluide réfrigérant est admis en 15, il y soit ajouté en même temps un gaz servant de moyen d'atomisation, l'effet résultant étant que les fluides réfrigérants liquide et gazeux combinés augmentent l'échange de chaleur par une forte turbulence et intensifient le refroidissement par évaporation et, en conséquence, favorisent le durcissement de la surface des granulés. Au lieu de l'alignement axial des buses d'atomiseur 13 selon la Figure 1, celles-ci peuvent également être orientées suivant un angle quelconque ou même radialement par rapport à la plaque à filières. Selon les propriétés des matières premières uti- lisées, il n'a pas été possible jusqu'à présent d'effectuer directement la coupe à la sortie des filières sans milieu réfrigérant, en particulier dans le cas d'additifs et de mélanges d'additifs qui sont très collants. L'application d'un milieu réfrigérant finement dispersé (brouillard d'eau) dans la région de coupe donne cette possibilité avec une faible exigence en eau, si bien qu'une séparation de l'eau avant le séchage n'est pas nécessaire. La plaque à filières 1 isolée thermiquement permet d'éviter une obstruction des filières qui serait due à une déperdition excessive de chaleur lorsqu'un fluide réfrigérant est utilisé. L'utilisation d'une faible quantité de fluide réfrigérant (eau) a pour effet de maintenir à un minimum ou de supprimer l'effort nécessaire pour éliminer ou préparer le fluide réfrigérant. Un séchage direct subséquent des granulés dans un dispositif situé en aval est possible, avec la conséquence qu'il n'y a pas d'eau résiduaire. L'utilisation d'eau comme fluide réfrigérant ne pose pas de problèmes de qualité, même dans le cas de produits sujets à l'hydrolyse, car la production des granulés rend la surface spécifique du produit beaucoup plus petite et l'inclusion dans des masses fondues (fractions amorphes dans les granulés) réalise une meilleure protection en assurant une plus faible perméabilité à l'eau. Les additifs et mélanges d'additifs qui sont utilisés pour préparer et transformer les matières plas- tiques sont, par exemple, des stabilisants à la chaleur, des stabilisants à la lumière, des matières colorantes, des lubrifiants, des agents antistatiques, des agents d'avivage de couleur, des ignifugeants, des charges de renforcement et des agents antiadhérents. Les additifs et mélanges d'additifs qui sont utilisés pour préparer et transformer les matières plas- tiques agissent sur la stabilisation, améliorent les propriétés mécaniques, physiques et optiques et servent à produire des effets spéciaux. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la production de granulés à partir d'additifs et de mélanges d'additifs qui sont utilisés pour préparer et transformer des matières plastiques, caractérisé en ce qu'une composition plastifiée ou une masse fondue est refoulée à travers des filières pour former des brins et coupée dans la région de sortie des filières, tandis qu'un fluide réfrigérant liquide finement dispersé, par exemple de l'eau, et/ou un fluide réfrigérant gazeux, par exemple l'air, N2 ou CO2, est pulvérisé dans la région de coupe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide réfrigérant gazeux et le fluide réfrigérant liquide sont présents en tout rapport souhaité entre eux. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que la composition de produit est coupée directe- ment à la sortie des filières par des couteaux sur lesquels est pulvérisé le fluide réfrigérant. 4. Appareil pour la production de granulés à partir d'additifs et de mélanges d'additifs qui sont utilisés pour préparer et transformer des matières plastiques, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque à filières chauffée (1) qui comporte, sur sa face extérieure, une plaque calorifuge (6) sur laquelle sont directement disposés des couteaux (8) sur lesquels un fluide réfrigérant liquide finement dispersé et/ou gazeux est pulvérisé par des buses d'atomiseur (13). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les buses d'atomiseur (13) sont orientées dans la direction axiale ou suivant un angle quelconque par rapport à la plaque à filières (1).