Brevet FR2796879A1 — publié le 20010202

PROCEDE POUR LE RECYCLAGE DE BANDES MAGNETIOUES PAR EXTRUSION L'invention concerne un procédé destiné à permettre le recyclage des bandes magnétiques, notamment par extrusion. Les bandes magnétiques dont il est question sont des bandes magnétiques tant audio que vidéo, ainsi que les bandes informatiques qui tournent sur les gros ordinateurs. De manière traditionnelle, ces bandes magnétiques sont constituées tout d'abord d'un support, réalisé en polyester, ou toute autre matière plastique, sur lequel est déposé une fine couche de liant, contenant des charges magnétiques, dont le taux en masse varie entre 15 et 25 % du poids de la bande de départ, et dont la nature est fonction de la destination desdites bandes. On distingue notamment les bandes de type à oxyde de fer Fe203 majoritaire, des bandes de type à oxyde de chrome Cr203 majoritaire. Le liant est de type organique, notamment polyuréthanne ou à base de composé chloré. Ce liant se décompose à haute température en étant susceptible de générer des produits de nature toxique, telle que du chloroethanol. L'objectif du procédé conforme à l'invention est de parvenir à l'obtention de granulats à partir du traitement de ces bandes, destinés à permettre la réalisation de pièces moulées par injection ou encore à la réalisation de matières premières textiles par extrusion I filage. Il est également destiné à permettre la réalisation directe soit de profilés extrudés, soit de pièces moulées, soit encore de fils destinés à être étirés et/ou tissés. Compte tenu du nombre important de bandes magnétiques mises en oeuvre, se pose la question de l'opportunité de leur recyclage, notamment dans le domaine de la plasturgie et de. l'industrie textile. Traditionnellement, lé recyclage de la matière plastique, quelle que soit la forme physique sous laquelle elle se présente, comprend tout d'abord une étape de broyage mettant en ceuvre un ou plusieurs broyeurs, visant à réduire les dimensions des éléments en plastique ainsi obtenus. Le fait est que cette étape de broyage aboutit quelques fois à une dégradation du polymère de par l'échauffement qui en résulte, nécessitant dès lors d'opérer à froid. Cette étape spécifique nécessite donc une infrastructure particulière et s'avère relativement consommatrice d'énergie. Par ailleurs, elle s'avère inappropriée avec des éléments se présentant sous la forme de feuilles minces, forme justement sous laquelle se présentent les bandes magnétiques. De fait et à ce jour, les bandes magnétiques n'ont pas fait l'objet d'études approfondies quant à leur recyclage, de par cet inconvénient qui, quelques fois, peut s'avérer rédhibitoire. Cependant, on a proposé divers procédés de recyclage de tels bandes, qui systématiquement préconisent une étape préalable de broyage ou de découpage des bandes, éventuellement associée à une étape de chauffage. On préconise alors l'adjonction de liants préalablement à une étape ultime d'injection, afin d'aboutir à un produit de forme définitive (voir par exemple WO 9415767). On a montré précédemment les inconvénients majeurs à procéder à une telle étape préalable de découpage ou de broyage. L'objet de la présente invention est donc de s'affranchir de ces inconvénients, à savoir notamment de l'étape spécifique de broyage et d'autre part, de la difficulté à mettre en couvre une telle étape avec des éléments se présentant sous forme de feuilles minces, en proposant un procédé d'extrusion, dans lequel les bandes sont directement introduites par le biais de l'une de leurs deux extrémités, au niveau de la ou des vis d'extrusion au sein du fourreau les contenant. En d'autres termes, l'invention consiste à supprimer, outre l'étape de broyage, toute trémie d'alimentation au niveau de la vis d'extrusion, et de positionner au niveau de celle- ci l'extrémité libre d'une ou de plusieurs bandes magnétiques. De par les phénomènes de frottement se produisant entre l'extrémité de la ou des bandes magnétiques considérées contre les parois du fourreau de l'extrudeuse, inhérents à l'action de la vis, il se crée en entraînement induisant le déroulement de la ou desdites bandes au sein du fourreau, jusqu'à atteindre la zone de compression au niveau de laquelle l'élévation 'de température inhérente à la compression voire, inhérente à un système de chauffage localisé, induit la fusion du support polyester, ou de manière plus.générale en matière plastique, constitutif desdites bandes. Leur conformation selon un profil déterminé est réalisée de manière traditionnelle par la forme de la filière située en aval de la zone de compression et de fusion. Selon une caractéristique de l'invention, on assemble plusieurs -bandes entre elles sous la forme d'un toron, que l'on positionne alors au niveau de la vis d'extrusion, afin d'aboutir à son entraînement au sein du fourreau. En outre, les bandes sont avantageusement stockées sous la forme de bobines ou de flasques, reposant par leur axe de rotation sur un support leur autorisant une libre rotation, voire simplement sur leur flancs. Lorsque les dimensions des bobines sont relativement importantes, induisant une augmentation du poids, l'axe de rotation desdites bobines peut être motorisé pour faciliter leur déroulement, et partant, leur acheminement au sein de l'extrudeuse, la rotation desdites bobines étant fonction de la vitesse d'entraînement souhaitée. Selon une autre forme de réalisation spécifique, les bandes sont préalablement étuvées avant d'être insérées au niveau de la vis d'extrusion. Cette phase préalable d'étuvage permet de diminuer le taux d'humidité au niveau des bandes, compte-tenu du caractère sensible du polyester à l'hydrolyse. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le dispositif d'extrusion est remplacé par un dispositif de plastification à vis et fourreau, la vis faisant en outre fonction de piston d'injection, la filière étant alors remplacée par un moule. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des fizures annexées. La figure 1 est une représentation schématique en section longitudinale d'une extrudeuse mono-vis, du type de celle mise en oeuvre selon le procédé conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique également en section longitudinale d'une extrudeuse bi-vis, également susceptible d'être mise en oeuvre par le procédé de l'invention. Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, le procédé de recyclage de bandes magnétiques vise en premier lieu à s'affranchir de l'étape préalable de broyage, décrit dans le préambule de la présente description. Pour ce faire, les bandes magnétiques (7) stockées sons la forme de bobines ou de flasques (6) sont soit simplement posées sur l'un de leur flanc, soit montées sur un axe libre en rotation, voire éventuellement motorisé. Elles sont introduites par leurs extrémités libres en amont de la zone d'alimentation (4) d'une vis d'extrusion désignée par son fourreau cylindrique (1) et sa vis extrudeuse (2) proprement dite. Avantageusement, on assemble plusieurs bandes entre elles sous la forme d'un toron, dont, dans un souci d'optimisation de l'entraînement des bandes au sein dudit fourreau par la vis d'extrusion, on assure une torsion sur elle-même, notamment au niveau de l'orifice (8) de la partie amont de la zone d'alimentation (4). Dans l'exemple décrit en liaison avec la figure 2, le principe d'alimentation demeure le même, en revanche, l'extrudeuse comprend deux vis co-rotatives ou contrarotatives. En outre, le fourreau (1) peut être régulé en température afin de favoriser la phase de transformation solide / liquide au niveau de la zone de compression (3) entre la vis et ledit fourreau. Selon l'invention, l'extrudeuse se prolonge par une filière (5), de forme, de dimensions et de géométrie variées, fonction du type de produits que l'on souhaite obtenir après extrusion. Cette filière peut être cylindrique et dans cette hypothèse, est avantageusement suivie d'un dispositif de refroidissement et de granulation, afin de permettre la réalisation d'une matière première utilisable directement en plasturgie ou dans l'industrie textile. Par ailleurs, et lorsque l'on souhaite modifier la composition du matériau constituant les bandes magnétiques initiales, il est possible de procéder à l'adjonction de matières supplémentaires lors de l'extrusion, notamment par l'adjonction de polyester vierge ou d'un autre matériau. Dans une autre forme de réalisation de l'invention (non représentée), on remplace la vis d'extrusion par un système de plastification à vis et fourreau. Dans cette configuration, la zone de compression entre la vis et le fourreau amène les bandes à un niveau de plastification et de maniabilité suffisant pour pouvoir être comprimées par la vis d'extrusion faisant alors fonction de piston d'injection au niveau d'un moule de forme appropriée, selon le principe d'une presse à injecter à vis, que celle-ci soit d'orientation horizontale ou verticale. Cependant, compte-tenu que dans un tel mode de réalisation, il est nécessaire de ne mettre en oeuvre qu'une quantité déterminée de matière plastique, il s'ensuit une discontinuité du procédé aboutissant alors à un système d'alimentation en bandes magnétiques séquencé, asservi ou non au procédé assurant l'entraînement desdites bandes. Il est possible de prévoir dans cette forme de réalisation, un dispositif de coupure des bandes au niveau de la zone d'alimentation, de telle sorte à permettre, en fonction du nombre de bandes toronnées et des caractéristiques'géométriques dû fourreau et de la vis, de déterminer de manière relativement précise la quantité de matière plastique, à mettre en couvre, et partant, la durée d'actionnement du système de découpe de déroulement des bandes. On a représenté en liaison avec la figure 2 un système d'extrusion bivis. Les éléments identiques à ceux de la figure 1 portent les mêmes références. Dans cette forme de réalisation, on alterne avantageusement les zones de convoyage et de plastification (9) des zones de malaxage (10), de telle sorte à conférer une plus grande homogénéité à la matière plastique devant en résulter. Quel que soit le mode de plastification mis en couvre, à savoir extrudeuse ou système de plastification à vis et fourreau, il peut être avantageux de mettre en oeuvre un puits de dégazage au niveau du fourreau, et notamment au niveau de la zone de compression, afin de permettre l'évacuation de la vapeur d'eau, retenue par la bande polyester, ainsi que les différents produits, notamment toxiques, contenus dans le liant. Dans cette hypothèse, on munit la vis d'extrusion et de compression d'une zone à pression nulle de telle sorte à ne pas induire au niveau du puits de dégazage l'évacuation de la matière ramollie à ce niveau. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, on positionne en bout d'extrudeuse une tête de filage multi-orifices, de telle sorte à obtenir simultanément des fils, avec ou sans étirage, que l'on renvide sur un bobinoir. Une telle tête de filage est en soi bien connue, de sorte qu'il n'y a pas lieu de la décrire ici plus en détail. Les produits obtenus ont subis des analyses, notamment en terme de résistance mécanique. Pour ce faire, des plaques et éprouvettes de différentes géométries ont été réalisées par moulage par injection. On observe une augmentation de la rigidité en flexion très significative, notamment par rapport au polyester vierge, puisque cette augmentation peut même atteindre un taux de 100 %. On observe également une augmentation de la conductivité thermique (de 35 à 70 %)par rapport au témoin. De fait, ces propriétés mécaniques optimisées, combinées en outre aux propriétés de conduction thermique ainsi qu'aux caractéristiques diélectriques inhérentes au matériau de base, permettent une application de ces matériaux recyclés dans des secteurs tels que l'automobile, l'électroménager, l'industrie (échangeurs thermiques) et le bâtiment. En outre, le matériau obtenu à base de polyester peut avantageusement être mélangé à du polycarbonate, de telle sorte à rendre le matériau final obtenu plus résistant aux chocs. On conçoit dès lors tout l'intérêt du procédé conforme à l'invention, qui permet d'assurer un recyclage de matériaux abondants, dont la seule destinée à ce jour était la destruction, avec comme corollaire, compte tenu des matériaux mis en couvre pour leur constitution, un risque de pollution. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques par extrusion, caractérisé en ce que lesdites bandes (7) sont directement introduites par le biais de l'une de leurs deux extrémités au niveau de la ou des vis d'extrusion au sein du fourreau les contenant, et donc en l'absence de toute étape de broyage préalable. 2. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entramement des bandes magnétiques (7) au sein de l'extrudeuse est consécutif aux phénomènes de frottement se produisant entre l'extrémité de la ou des bandes magnétiques considérées contre les parois du fourreau de l'extrudeuse. 3. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la zone de compression (3) de l'extrudeuse est susceptible d'être chauffée, afin de favoriser la transformation et le changement d'état du support plastique des bandes magnétiques (7). 4. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la conformation de la matière plastique en sortie d'extrudeuse selon un profil déterminé est réalisée par la forme de la filière (5) située en aval de la zone de compression et de fusion. S. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la conformation de la matière plastique en sortie d'extrudeuse sous la forme de fils est réalisée par une tête de filage positionnée en sortie d'extrudeuse. 6. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on assemble l'extrémité de plusieurs bandes magnétiques (7) entre elles sous la forme d'un toron, que l'on positionne alors au niveau de la vis d'extrusion, afin d'aboutir l'entraînement du toron ainsi constitué au sein du fourreau. 7. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bandes magnétiques (7) sont stockées sous la forme de bobines ou de flasques (6), reposant sur leur flanc ou par leur axe de rotation sur un support leur autorisant une libre rotation. 8. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bandes magnétiques (7) sont stockées sous la forme de bobines ou de flasques (6), reposant par leur axe de rotation sur un support motorisé assurant leur rotation en fonction de la vitesse d'entraînement souhaitée. 9. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que préalablement à leur introduction au niveau de l'extrudeuse, les bandes magnétiques (7) sont étuvées, afin de diminuer leur taux d'humidité. 10. Procédé pour le recyclage de bandes magnétiques selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la filière d'extrusion est remplacée par un dispositif de plastification à vis et fourreau, la vis faisant en outre fonction de piston d'injection.