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bescription jointe à une demande de déposée par la société dite : EXXON RESEARCH AND ENGINEERING
COMPANY ayant pour objet : Procédé de finissage de granules thermoplastiques en vue du moulage rotatif
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La présente invention concerne le moulage rotatif de polyoléfines en poudre. Selon l'un de ses aspects, elle concerne un procédé de préparation d'une résine granulaire destinée à être utilisée dans le moulage rotatif de produits plastiques. Selon un autre de ses aspects, l'invention a trait à un procédé de formage d'une résine de moulage rotatif et d'incorporation d'additifs à cette résine.
Dans un type de moulage rotatif, un polymère granulaire est mis en place dans un moule et chauffé cependant que le moule est en rotation. Le polymère granulaire fond à mesure que la température croît en formant une couche homogène d'épaisseur uniforme sur les parois du moule. Après refroidissement du moule pour solidifier le polymère, le moule est ouvert et le produit fini est retiré.
Des résines de moulage rotatif doivent satisfaire aux critères suivants :
1. Les granules doivent s'écouler librement afin de permettre leur chargement dans le moule et leur conformation à la configuration du moule.
2. Les granules doivent avoir une forme pratiquement sphérique et doivent être dépourvus de toutes saillies formant des appendices ou des poils qui pourraient interférer avec l'aptitude à l'écoulement des particules.
3. Le diamètre des particules doit être relativement petit et la distribution des diamètres des particules granulaires doit être relativement étroite (moins de
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5,0 % en poids de particules de diamètre supérieur à environ 0,59 mm avec de faibles quantités seulement (moins de 15 %) de particules de diamètre inférieur à 0,149 mm.
4. La densité apparente des granules doit être élevée pour assurer une bonne aptitude à l'écoulement, une bonne compacité dans le moule, et pour réduire les frais d'expédition.
5. Les additifs (par exemple des anti-oxydants, des agents de stabilisation à la lumière ultraviolette, etc. ) doivent être uniformément dispersés dans les granules et de préférence en contact avec tous les granules, parce qu'aucune action de mélange n'a lieu pendant le moulage.
La principale technique de l'art antérieur pour la préparation d'une résine de moulage rotatif implique les deux étapes suivantes : (1) La résine est transformée en pastilles, cependant que les additifs sont formulés à l'état fondu et (2) les pastilles sont broyées et classées selon les diamètres convenables de particules. Les opérations de transformation en pastilles et de broyage augmentent non seulement la dépense due aux plus grands besoins en énergie, mais elles produisent souvent des particules de forme irrégulière ou des fragments présentant des poils ou des appendices qui atténuent l'aptitude à l'écoulement et réduisent la densité apparente.
En outre, l'étape de mélange à l'état fondu conduite à des températures élevées peut avoir pour conséquence une performance médiocre du produit dans son application finale, des problèmes de production ou une dégradation du polymère. Comme mentionné dans ce qui précède, tous ces facteurs peuvent contribuer à l'obtention d'un produit de moulage rotatif de qualité médiocre.
La figure unique du dessin annexé est une représentation graphique comparant la distribution du diamètre des particules de résine de polyéthylène avant et après le traitement conforme à la présente invention. Les diamètres
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de particules, en micromètres, sont portés en abscisses et les pourcentages sont portés en ordonnées.
On a découvert que certaines résines thermoplastiques (notamment des polyoléfines) produites sous la forme granulaire pouvaient être traitées directement de manière à les adapter à des applications de moulage rotatif. Cela évite les étapes coûteuses de transformation en pastilles et de broyage.
Le procédé de production de la résine de qualité propre au moulage rotatif implique les étapes suivantes : (1). formulation des granules de polyoléfine avec un additif dans une proportion dans laquelle l'additif constitue 10 000 à 100 000 ppm du mélange (de préférence 15 000 à 50 000 ppm) et à une température inférieure au point de ramollissement de la polyoléfine ;
(2). malaxage de granules thermoplastiques additionnels et du maître-mélange dans un mélangeur efficace dans un rapport en poids compris entre environ 5 : 1 et 50 : 1 (de préférence entre 10 : 1 et 40 : 1) pour que la concentration en additif se situe entre environ 500 et 10 000 ppm (de préférence entre 1000 et 5000 ppm) sur la base du poids total des granules et de l'additif et à une température supérieure au point de ramollissement de la polyoléfine, l'additif s'intégrant à l'intérieur ou à la surface des granules de polyoléfine, ladite étape de malaxage se poursuivant jusqu'à ce qu'au moins 80 % des granules soient inférieurs à environ 59 j. m et jusqu'à ce que la densité apparente se soit élevée d'au moins 20 % par rapport aux granules non finis ;
(3). retrait du mélange du malaxeur efficace et refroidissement du mélange pour former des granules qui portent les additifs et qui s'écoulent librement ; et (4). élimination de quantités importantes (au moins 95 % en poids) de particules supérieures à environ
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59 m, et notamment au moins 98 % en poids.
Les additifs sont avantageusement des matières en particules qui se soudent pendant l'étape de malaxage et qui revêtent au moins partiellement les granules de résine.
Des essais ont montré que les granules finis conformément à ce procédé convenaient très bien au moulage rotatif, et ne nécessitaient pas d'autres formages ou classifications des particules.
L'expression"point de ramollissement"utilisée dans le présent mémoire désigne la plage de températures dans laquelle la résine thermoplastique, ou au moins sa surface extérieure, devient collante et l'expression "température de fusion"utilisée dans le présent mémoire désigne la température ou la plage de températures à laquelle l'additif devient suffisamment fluide pour revêtir au moins partiellement les granules de résine. Le terme "granules" désigne des particules de résine sous la même forme et avec le même diamètre général (avant traitement conformément à la présente invention) que lorsqu'elles sont déchargées du réacteur.
Des granules doivent être distingués (a) de pastilles qui ont été transformées, à l'état fondu, en particules de diamètre et de géométrie uniformes et de forme généralement régulière et (b) d'une "poudre" de"fines"dont les diamètres de particules sont inférieurs à 74 p. m.
Des additifs pour résines de qualité propre au moulage rotatif comprennent des agents de stabilisation à 1'entreposage, des agents de stabilisation à la lumière ultraviolette, des stabilisants de fabrication, des pigments, etc. et sont disponibles sous la forme de particules (de diamètre normalement inférieur à celui des granules de résine, avec des plages de diamètres des particules d'environ 1 à environ 1000 micromètres). On peut aussi utiliser des additifs liquides et des solutions
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d'additifs. La plupart des additifs en particules pour le moulage rotatif fondent aux températures du malaxage énergique. Ces additifs, qui sont liquides et peuvent s'écouler dans les conditions du malaxage énergique, revêtent les granules au cours de cette étape du procédé.
Le revêtement des granules individuels de résine pourvoit chaque granule en additif et assure une dispersion uniforme de l'additif dans toute la matière en vrac. Cela est extrêmement important dans des résines de qualité propre au moulage rotatif parce que les granules se trouvant dans le moule restent fixés jusqu'à ce que la fusion s'effectue. Des granules sans additif donnent un produit moulé défectueux.
L'étape initiale de préparation du maîtremélange peut être mise en oeuvre dans un mélangeur du type d'un mélangeur hélicoïdal fonctionnant à une température inférieure à la température de ramollissement de la résine. On obtient ainsi un mélange des granules de résine dans lesquels est dispersée une petite quantité d'additifs. Le maître-mélange offre ainsi une dispersion initiale des additifs sur les granules de résine thermoplastique et facilite d'autant plus la dispersion uniforme des additifs dans le malaxeur à action énergique.
La concentration des additifs dans le maître-mélange est choisie de manière que la concentration désirée soit présente dans le volume total de résine traité après que le supplément de résine granulaire a été ajouté. Cela facilite le contrôle de qualité du produit fini, attendu qu'il est possible d'analyser un composant unique et que les autres sont déterminés par le rapport du maîtremélange.
La seconde étape du procédé est conduite dans un mélangeur à action énergique qui peut comprendre un tambour horizontal dans lequel sont montés des bras rotatifs. Des granules de résine et des granules de maître-
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mélange sont chargés en continu dans le tambour et sont mélangés entre eux par l'action des bras rotatifs. Cette action engendre de la chaleur par la collision entre particules et granules et par le contact avec les pales et la paroi. Le malaxage énergique permet donc d'obtenir les résultats avantageux ci-après qui ont tous leur importance pour des résines de qualité propre au moulage rotatif :
1.
Les granules sont arrondis du fait que les bords rugueux sont rendus réguliers, ce qui élève la densité apparente du produit et améliore le facteur de forme des granules et, par conséquent, l'aptitude à l'écoulement et à la conformation dans le moule rotatif.
2. La température de ramollissement de la résine et la température de fusion des additifs (dans le cas d'additifs en particules fusibles) sont atteintes, ce qui a pour effet de faire fondre la matière qui enveloppe la résine ou qui s'y diffuse. Le maintien de la température de ramollissement de la résine facilite également l'élévation de la densité apparente des granules. La collision entre les granules du maître-mélange et les granules de résine vierge entraîne le transfert de l'additif. On a observé qu'il n'y avait essentiellement pas de différence entre les granules du maître-mélange et les granules vierges en ce qui concerne la quantité d'additifs qu'ils portent. Dans le cas d'additifs liquides et en particules, la matière est dispersée sur les granules ou dans les granules.
3. Des granules agglomérés sont désagrégés en masses agglomérées plus petites ou en particules non divisées, en réduisant le diamètre moyen des particules de la matière en vrac à une valeur permettant de les utiliser dans des applications de moulage rotatif.
Les paramètres déterminants dans l'étape de malaxage énergique comprennent la durée de séjour et la
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température de la résine. Les conditions doivent être choisies de manière que la durée de séjour soit suffisante pour provoquer une réduction notable de diamètre des particules, pour améliorer la forme des particules et pour donner un mélange uniforme du maître-mélange avec les granules de résine vierge. Des essais-indiquent que les vitesses périphériques des bras du mélangeur énergique dans l'intervalle d'environ 18,3 à environ 33,5 m/s donnent les meilleurs résultats.
Des vitesses périphériques au-dessous de ce niveau n'engendrent pas d'énergie cinétique suffisante pour atteindre la température de ramollissement de la résine et un formage ou une réduction de diamètre suffisants des particules, et des vitesses périphériques supérieures à 33,5 m/s nécessitent un apport d'énergie excessif qui est, non seulement, coûteux, mais qui pourrait provoquer une agglomération des granules ou la production excessive de fines.
Dans l'étape de refroidissement, les granules sont continuellement déchargés du malaxeur à action énergique et transportés par des moyens pneumatiques dans un système de refroidissement pour séparer et solidifier les granules physiquement distincts en donnant ainsi un produit s'écoulant librement.
L'élimination des grandes particules (par exemple de diamètre supérieur à environ 0,59 mm) est essentielle pour une résine de moulage rotatif. Les grandes particules sont indésirables pour deux raisons : (1) elles donnent au produit moulé une épaisseur de paroi inégale et (2) elles entraînent une dispersion non uniforme des additifs dans le produit moulé.
Dans une forme de réalisation appréciée de l'invention, les granules de résine sont en polyéthylène linéaire basse densité de qualité propre au moulage rotatif, produit par le procédé en phase gazeuse. Cette résine a des diamètres de particules compris entre 0,074 et 4,00 mm
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avec seulement environ 25 % en poids de particules entre 0,149 et 0,50 mm et ces particules ne conviennent donc pas au moulage rotatif, telles qu'elles sont déchargées du réacteur de polymérisation. Le procédé de la présente invention convertit toutefois ces granules en une forme utilisable, en atteignant les objectifs suivants :
1. Les granules reçoivent une forme pratiquement sphérique, sans poils et appendices en saillie. Cela offre une bonne aptitude à l'écoulement.
2. La densité apparente est élevée, ce qui réduit les frais d'expédition et d'entreposage et le moulage rotatif est amélioré.
3. La distribution correcte des diamètres de particules pour le moulage rotatif est obtenue sans transformation en pastilles ni broyage.
4. Des additifs sont incorporés sur tous les granules de résine.
Des exemples d'autres résines granulaires de qualité propre au moulage rotatif comprennent le poly- éthylène haute densité, le polypropylène, leurs copolymères et leurs mélanges.
Comme mentionné dans ce qui précède, le procédé de la présente invention est particulièrement adapté au formage et à l'incorporation d'additifs à un polyéthylène linéaire basse densité (PELBD) de qualité propre au moulage rotatif, produit par le procédé à basse pression, en phase gazeuse ou en suspension liquide. Le PELBD est produit par polymérisation, en présence d'un catalyseur convenable, d'éthylène avec un comonomère a-oléfinique qui fournit la chaîne latérale et abaisse donc la densité.
On utilise un comonomère, individuellement ou en association, tel que le propylène, le butène-1, l'hexène-1, l'octène-1, le 4-méthylpentène-1 et le pentène-1. Du PELBD granulaire peut être produit par un lit fluidisé en phase gazeuse ou par un lit sous agitation en phase gazeuse. Pour
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rendre les granules aptes à être utilisés dans des applications au moulage rotatif, on doit les soumettre à une opération de finissage pour leur donner la forme, le diamètre et les propriétés désirés.
Les propriétés qui doivent être améliorées par des additifs comprennent la stabilisation aux effets de la lumière ultraviolette et la stabilisation à l'entreposage. Ces additifs comprennent des agents stabilisants organiques et inorganiques, des anti-oxydants, des pigments, etc., disponibles sous la forme de particules et/ou sous la forme liquide. Comme on l'a mentionné dans ce qui précède, il importe que ces additifs entrent en contact essentiellement avec chaque granule utilisé dans le moulage rotatif, parce qu'il y a très peu ou pas d'effet de mélange dans le moule.
Les procédés en phase gazeuse à basse pression produisent un polyéthylène granulaire à distribution plutôt large des diamètres de particules entre environ 0,074 et 4,00 mm et une densité apparente d'environ 0,32 à environ 0,51 g/cm3, normalement de 0,38 à 0,45 g/cm3. La courbe A de la figure unique du dessin annexé illustre une distribution représentative des diamètres de particules de PELBD comme on en obtient par une polymérisation en phase gazeuse. La courbe C illustre la distribution avantageuse des diamètres de particules pour des résines de qualité propre au moulage rotatif. La présente invention permet non seulement un finissage des granules de manière qu'ils s'approchent de la courbe C, mais agit également sur la forme des granules et fixe des additifs sur essentiellement tous les granules.
Le concours de ces facteurs améliore également la densité apparente et l'aptitude à l'écoulement.
En bref, le procédé de finissage de la présente invention implique les étapes suivantes :
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1. préparation d'un maître mélange
2. malaxage énergique du maître-mélange avec de la résine vierge
3. refroidissement et
4. élimination des grandes particules.
Les trois premières étapes peuvent être conduites en utilisant les moyens décrits dans la demande de brevet belge nO 0/211 772, déposée le 26 Octobre 1983 au nom de Exxon Research and Engineering Company.
Un mélangeur classique peut être utilisé pour préparer le maître-mélange à des températures inférieures au point de ramollissement de la résine et au-dessous de la température de fusion de la matière constituant l'additif. Divers mélangeurs à faible vitesse conviennent à cette fin. Un mélangeur horizontal à agitateur hélicoïdal du type fabriqué par la firme Young Industries, Inc. constitue un exemple de mélangeur qui peut être utilisé dans la présente invention.
Divers malaxeurs très énergiques peuvent aussi être utilisés, mais le malaxeur du type horizontal continu à pales rotatives est préconisé parce qu'il permet d'effectuer le finissage de la résine à la même vitesse que celle à laquelle la résine est produite par le réacteur. Un malaxeur particulièrement utile est le malaxeur du type fabriqué par la firme Wedco International, Inc. décrit dans la demande de brevet belge nO 0/211 772 déjà citée.
Lorsque les particules sortent du malaxeur, elles franchissent un poste de refroidissement sous agitation pour solidifier la résine et les additifs. Ce poste de travail peut comporter une conduite comprenant un échangeur de chaleur. De l'air peut être introduit pour agiter et transporter les granules à travers un système de refroidissement tel qu'un échangeur de chaleur, vers le poste de stockage. L'étape finale du procédé est l'élimination des granules de grand diamètre. On peut utiliser à
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cette fin un tamis à ouverture de maille de 0,59 ou de 0,50 mm. Les granules de grand diamètre éliminés sont recyclés dans le malaxeur à action énergique. Aucune accumulation de ces grandes particules n'a été observée en raison du recyclage, ce qui indique que le malaxeur à action énergique réduit encore le diamètre des particules.
En service, des granules de résine sont délivrés au dispositif de finissage essentiellement sous la même forme et avec la même géométrie qu'au moment où elles sont déchargées du réacteur. Dans le cas de PELBD, les granules sont des agglomérats de forme irrégulière de petites particules dont les diamètres ont la distribution représentative apparaissant sur la courbe A du dessin annexé.
Les granules sont mélangés avec des additifs (par exemple des anti-oxydants, des agents de stabilisation contre les effets de la lumière ultraviolette, des pigments, etc. ) pour former le maître-mélange. Les additifs peuvent être introduits sous la forme de particules ou sous la forme liquide. Toutefois, en vue d'assurer une dispersion uniforme, les additifs en particules doivent être fusibles à la température de travail du malaxeur à action énergique. Les additifs en particules assez petites tendent à adhérer légèrement à des granules de résine de plus grand diamètre par suite de charges électrostatiques, et les additifs liquides revêtent légèrement les granules de résine dans le maître-mélange. Des additifs liquéfiables en particules se dispersent dans les granules.
La résine vierge et le maître-mélange sont chargés dans le malaxeur dans le rapport en poids désiré.
La rotation des bras du malaxeur brasse le maître-mélange et la résine vierge à mesure que la matière s'écoule horizontalement à travers le tambour depuis son entrée vers sa sortie. Les collisions des granules les uns avec les
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autres, avec les organes en rotation et avec les parois, (1) créent une friction qui engendre de la chaleur, (2) arrondissent les granules, (3) transfèrent une partie des additifs des granules du maître-mélange aux granules de la résine vierge et (4) disloquent les masses agglomérées.
L'incorporation d'additifs à l'intérieur et à la surface des granules de résine est effectuée dans un malaxeur à action énergique que l'on fait fonctionner à une température au-dessus de la température de ramollissement de la résine et de la température de fusion des additifs en particules. Ces additifs fondent et forment un revêtement à la surface du granule de maître-mélange et du granule de résine vierge. Des additifs liquides revêtent les granules de façon similaire. Lors du refroidissement, l'additif encapsule le granule. Des additifs de grande volatilité peuvent se diffuser à l'intérieur du granule dans ces mêmes conditions. La surface irrégulière et la porosité des granules facilitent l'action de revêtement en emprisonnant la matière constituant l'additif.
La collision entre granules joue un rôle important dans le transfert et la dispersion des additifs.
Le type des additifs et la concentration finale dépendent du produit final. Des concentrations totales d'additifs pour des résines de qualité propre au moulage rotatif se situent normalement entre environ 500 et 10 000 ppm. D'autres additifs non liquides tels que le stéarate de calcium (agent de neutralisation du catalyseur) peuvent aussi être présents. Ces particules sont également distribuées et transférées de proche en proche par la collision entre les particules et par imprégnation.
L'élévation de la densité apparente des granules suit deux mécanismes différents. La densité apparente d'une matière telle que le PELBD dépend de deux facteurs : - la distribution des diamètres de particules - la forme des particules.
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Les particules à la sortie du réacteur à lit fluide produisant le PELBD contiennent des masses agglomérées de particules plus petites et des particules de forme très irrégulière. En soumettant les particules à l'action d'un malaxeur énergique, la distribution des diamètres de particules et la forme des particules sont toutes deux améliorées. L'action de mélange désagrège les masses agglomérées et il en résulte un déplacement vers le bas de la distribution des diamètres de particules. (Le diamètre moyen des particules est réduit d'au moins 25 % et de préférence d'au moins 50 %). Le chauffage de la surface des granules favorise la mise en forme des particules en raison de l'action de mélange et du polissage subséquent.
Les bords vifs sont émoussés et d'autres formes irrégulières peuvent être amenées à ressembler à des granules plus arrondis ou sphériques. L'action combinée de la dislocation des masses agglomérées et de l'arrondissement des particules permet d'obtenir un meilleur remplissage et, par conséquent, de plus fortes densités apparentes. En outre, l'action de polissage évite la formation de toutes saillies en forme de poils ou d'appendices qui pourraient altérer l'aptitude à l'écoulement et réduire la densité apparente.
Dans des applications au moulage rotatif, il est très souhaitable que les granules soient pratiquement sphériques et qu'ils aient une étroite distribution de diamètre des particules et de petit diamètre moyen des particules. La durée de contact dans le malaxeur affecte toutes ces propriétés.
La température de travail est fonction de la durée de séjour-l'énergie cinétique déployée étant d'autant plus grande que la durée de contact est plus longue, ce qui entraîne une élévation de la température de la résine. On a constaté que les meilleurs résultats étaient obtenus avec du PELBD de qualité propre au moulage
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rotatif à des températures de la résine comprises entre 110 et 115, 5 C.
En faisant fonctionner le malaxeur à action énergique de manière que la résine atteigne cette température, on obtient des granules de PELBD dont la distribution des diamètres est la suivante : particules supérieures à 0,59 mm, moins de 20 % en poids particules inférieures à 0,149 mm, moins de 15 % en poids.
Après tamisage à l'aide d'un tamis de 0,59 mm d'ouverture de maille, les granules présentent une aptitude à l'écoulement de plus de 3,6 g/s d'après la méthode d'essai ASTM D 1895-69. Le malaxeur à action énergique fonctionnant à une température de 110,5-115, 50C a arrondi les granules, réduit leur diamètre moyen de particules d'au moins 40 % et élevé la densité apparente d'au moins 20 % ; tous ces. résultats améliorent l'aptitude au moulage rotatif.
Le produit fini s'écoule librement et est prêt à être utilisé dans des opérations de moulage rotatif.
Le moulage rotatif implique les étapes fondamentales suivantes :
1. La cavité d'un moule non chauffé est chargée d'un poids prédéterminé de granules. (La caractéristique d'écoulement libre et la haute densité apparente favorisent cette étape).
2. Le moule chargé est placé dans un four et chauffé en même temps qu'on le fait tourner autour de deux axes.
3. Le mouvement de double révolution a pour résultat la formation d'objets creux dans la cavité du moule, la poudre étant uniformément distribuée pour former des parois d'épaisseur uniforme lorsque la résine fond.
Les granules sphériques dépourvus de poils et d'appendices
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et de haute densité apparente épousent facilement les contours du moule. De même, la dispersion uniforme des additifs est importante, attendu qu'aucun effet de mélange n'a lieu dans le moule. La petite quantité de fines (particules inférieures à 0,149 mm) est également importante pour le remplissage des interstices entre les plus grandes particules.
4. Après que toutes les particules de résine se sont soudées les unes aux autres en formant une couche homogène sur les parois du moule, ce dernier est refroidi en continuant de tourner.
5. Le moule est ouvert et la pièce moulée est retirée.
Les exemples suivants démontrent l'efficacité de la présente invention dans la production d'une résine de qualité pour moule rotatif.
EXEMPLES Appareillage
On a conduit les essais en utilisant le malaxeur à action énergique fabriqué par la firme Wedco sous le modèle BP-2030. Le malaxeur présentait les caractéristiques suivantes :
EMI16.1
<tb>
<tb> Dimensions <SEP> du <SEP> tambour <SEP> 50,8 <SEP> cm <SEP> de <SEP> diamètre
<tb> Longueur <SEP> 76,2 <SEP> cm
<tb> Moteur <SEP> 18,64 <SEP> kW
<tb> Vitesse <SEP> périphérique <SEP> 18,3 <SEP> m/s <SEP> ;
<tb> des <SEP> bras <SEP> rotatifs <SEP> 33,5 <SEP> m/s.
<tb>
Méthode d'essai
Chaque maître-mélange préparé a été malaxé avec du PELBD et introduit dans le malaxeur en même temps que de la résine vierge dans un rapport de mélange de 1 : 10 (en poids). La vanne de décharge du malaxeur"Wedco"a été commandée de manière à maintenir une température constante au niveau de la décharge de la résine. La durée de
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séjour de la résine dans le malaxeur Wedco se situait entre 0,5 et 5 minutes. La résine a été refroidie par transport pneumatique du produit déchargé du malaxeur "Wedco"au poste d'entreposage et les produits des essais 10-15 ont été tamisés à l'aide d'un tamis de 0,59 mm d'ouverture de maille.
La résine utilisée consistait en PELBD ayant les propriétés suivantes :
EMI17.1
<tb>
<tb> Indice <SEP> de <SEP> fusion <SEP> 5 <SEP> dg/min
<tb> Masse <SEP> volumique <SEP> 0,926-0, <SEP> 934 <SEP> g/cm3
<tb> Diamètre <SEP> moyen <SEP> des
<tb> particules <SEP> 0,79 <SEP> mm
<tb> Densité <SEP> apparente <SEP> 0,38-0, <SEP> 42 <SEP> g/cm3
<tb> Point <SEP> de <SEP> ramollissement <SEP> environ <SEP> 110 C.
<tb>
Essais 1-12 (tableau I)
Dans les essais 1 à 12 (tableau 1), du PELBD a été traité de manière à incorporer les additifs suivants :
Additifs :
EMI17.2
<tb>
<tb> Agent <SEP> de <SEP> stabilisation <SEP> 2000 <SEP> ppm <SEP> sur <SEP> la
<tb> à <SEP> la <SEP> lumière <SEP> ultra-base <SEP> de <SEP> la <SEP> compoviolette* <SEP> sition <SEP> totale
<tb> Agent <SEP> stabilisant
<tb> organique* <SEP> 300 <SEP> ppm <SEP> sur <SEP> la
<tb> base <SEP> de <SEP> la <SEP> composition <SEP> totale
<tb>
* Voir notes 1 et 3 relatives au tableau II.
Un maître-mélange de chaque échantillon a été préparé et mélangé avec de la résine vierge dans un rapport en poids de 1 : 10 de manière à obtenir la concentration indiquée ci-dessus. On a fait varier la température de la manière indiquée sur le tableau I. La température
EMI17.3
optimale a été de 112, 8 C. Ces essais indiquent que la température de travail dans la plage de 110 à 115, 50C donne les meilleurs résultats en ce qui concerne le PELBD de qualité apte au moulage rotatif. Des températures plus basses ne permettent pas une durée de séjour suffisante et des températures élevées entraînent une agglomération.
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Essais 13-15 (tableau II)
Dans ces essais, on a utilisé la même résine que celle qui est décrite ci-dessus avec les additifs indiqués sur le tableau II. Le tableau III montre la distribution de diamètre des particules pour les échantillons avant le finissage en même temps que la distribution de diamètre des particules après le finissage à 112, 8 C.
Les courbes de la figure unique du dessin annexé sont basées sur les essais 13-15. La courbe A montre la distribution moyenne de diamètre des particules pour les trois échantillons avant le finissage ; la courbe B est la distribution moyenne de diamètre des particules pour les trois essais après le finissage ; et la courbe C est la distribution recommandée de diamètre des particules pour une résine de qualité propre au moulage rotatif.
Comme le montre le dessin annexé, la courbe B suit raisonnablement la courbe C, ce qui est l'indice d'une distribution convenable des diamètres de particules pour le moulage rotatif. En outre, on a observé que les granules individuels étaient quasiment sphériques et dépourvus de saillies en forme de poils et d'appendices.
Des échantillons produits dans les essais 13, 14 et 15 ont été utilisés dans le moulage rotatif. Les produits moulés ont été produits sans difficulté et des essais de vieillissement ont indiqué que les agents stabilisants étaient incorporés efficacement à cette résine.
Les conclusions suivantes peuvent être tirées des essais ci-dessus :
1. Les caractéristiques de distribution de diamètres des particules de résines finies conformément au procédé de la présente inven- tion satisfont aux critères concernant des résines de qualité propre au moulage rotatif.
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2. Les granules étaient quasiment sphériques, dépourvus de saillies en forme de poils et d'appendices et présentaient une aptitude à l'écoulement dans les limites d'applica- tions au moulage rotatif.
3. La densité apparente a été élevée sensible- ment (d'au moins 10 %).
4. Des additifs ont été incorporés sur ou dans la quasi-totalité des granules.
Les exemples ci-dessus démontrent l'efficacité dû procédé en liaison avec le traitement de PELBD en vue de la production d'une résine de qualité propre au moulage rotatif. Toutefois, il est évident pour l'homme de l'art que le procédé peut être utilisé également dans le traitement d'autres polyoléfines granulaires aptes à être utilisées dans le moulage rotatif.
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TABLEAU 1 Récapitulation des essais 1-15
EMI20.1
<tb>
<tb> No <SEP> de <SEP> Vitesse <SEP> Température <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids <SEP> retenu <SEP> sur <SEP> Densité <SEP> Aptitude
<tb> l'essai <SEP> péri-à <SEP> la <SEP> sortie <SEP> tamis <SEP> d'ouverture <SEP> de <SEP> maille <SEP> apparente <SEP> à <SEP> l'écouphérique <SEP> (OC) <SEP> indiqué <SEP> en <SEP> j.
<SEP> Lm <SEP> à <SEP> l'état <SEP> lement*
<tb> (m/s) <SEP> 2000 <SEP> 1000 <SEP> 590 <SEP> 250 <SEP> 149 <SEP> 74 <SEP> Reste <SEP> versé <SEP> (gis) <SEP>
<tb> (g/cm,)
<tb> Résine
<tb> non
<tb> finie------1, <SEP> 3 <SEP> 21,6 <SEP> 38,4 <SEP> 29,3 <SEP> 4,9 <SEP> 2,6 <SEP> 1,9 <SEP> 0,387 <SEP> 4,5
<tb> 1 <SEP> 18,3 <SEP> 98,9 <SEP> 0,3 <SEP> 3,9 <SEP> 16,9 <SEP> 45,0 <SEP> 18,0 <SEP> 8,7 <SEP> 7,2 <SEP> 0,462 <SEP> 4,1
<tb> 2 <SEP> 18,3 <SEP> 101,7 <SEP> 0,2 <SEP> 3,9 <SEP> 16,1 <SEP> 45,3 <SEP> 18,2 <SEP> 9,0 <SEP> 7,2 <SEP> 0,467 <SEP> 4,3
<tb> 3 <SEP> 18,3 <SEP> 104,4 <SEP> 0,4 <SEP> 5,1 <SEP> 17,5 <SEP> 44,2 <SEP> 17,9 <SEP> 8,6 <SEP> 6,2 <SEP> 0,472 <SEP> 4,2
<tb> 4 <SEP> 18,3 <SEP> 107,2 <SEP> 0,1 <SEP> 4,2 <SEP> 16,5 <SEP> 43,5 <SEP> 19,4 <SEP> 8,8 <SEP> 7,4 <SEP> 0,470 <SEP> 4,3
<tb> 5 <SEP> 18,3 <SEP> 110 <SEP> 0,0 <SEP> 2,8 <SEP> 13,1 <SEP> 44,0 <SEP> 21,
7 <SEP> 10,6 <SEP> 7,7 <SEP> 0,482 <SEP> 4,1
<tb> 6 <SEP> 18,3 <SEP> 112,8 <SEP> 0,0 <SEP> 2,0 <SEP> 12,7 <SEP> 46,2 <SEP> 22,9 <SEP> 10,0 <SEP> 6,2 <SEP> 0,475 <SEP> 4,8
<tb> 7 <SEP> 33,5 <SEP> 98,9 <SEP> 0,. <SEP> 5 <SEP> 4,0 <SEP> 17,6 <SEP> 43,8 <SEP> 18,6 <SEP> 8,6 <SEP> 7,0 <SEP> 0,456 <SEP> 4,3
<tb> 8 <SEP> 33,5 <SEP> 104,4 <SEP> 0,6 <SEP> 5,3 <SEP> 17,6 <SEP> 43,5 <SEP> 18,0 <SEP> 8,6 <SEP> 6,3 <SEP> 0,464 <SEP> 4,4
<tb> 9 <SEP> 18,3 <SEP> 112,8 <SEP> 0,0 <SEP> 3,1 <SEP> 12,6 <SEP> 46,5 <SEP> 26,6 <SEP> 9,6 <SEP> 1,5 <SEP> 0,472 <SEP> 3,8
<tb> 10 <SEP> 18,3 <SEP> 112,8 <SEP> 0,0 <SEP> 0,0 <SEP> 2,2 <SEP> 53,0 <SEP> 26,3 <SEP> 12,4 <SEP> 6,0 <SEP> 0,470 <SEP> 3,6
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> 18,3 <SEP> 112,8 <SEP> 0,0 <SEP> 0,0 <SEP> 1,7 <SEP> 46,3 <SEP> 30,3 <SEP> 14,4 <SEP> 7,2 <SEP> 0,469 <SEP> 3,6
<tb> 12 <SEP> 18,3 <SEP> 112,8 <SEP> 0,0 <SEP> 0,0 <SEP> 1,6 <SEP> 47,9 <SEP> 30,
3 <SEP> 14,4 <SEP> 5,8 <SEP> 0,474 <SEP> 3,6
<tb>
* REMARQUE : L'aptitude à l'écoulement a été déterminée par la méthode et à l'aide de l'entonnoir précisés dans la norme ASTM D 1895-69.
Un échantillon de 100 g a été utilisé dans tous les cas.
<Desc/Clms Page number 21>
TABLEAU II Additifs et concentrations pour des résines de qualité apte au moulage rotatif
EMI21.1
<tb>
<tb> N <SEP> de <SEP> l'essai <SEP> Stéarate <SEP> de <SEP> Agent <SEP> Agent <SEP> Agent <SEP> Agent
<tb> calcium <SEP> stabilisant, <SEP> stabilisant <SEP> stabilisant <SEP> stabilisant <SEP> Additif
<tb> organique <SEP> phosphitique <SEP> organique <SEP> organique <SEP> total
<tb> contre <SEP> la <SEP> 3 <SEP> contre <SEP> la <SEP> 4 <SEP>
<tb> lumière <SEP> UV <SEP> lumière <SEP> UV
<tb> 13--500--3000--3500
<tb> 14 <SEP> --- <SEP> 500 <SEP> 2000---1500 <SEP> 4000
<tb> 15 <SEP> 1000 <SEP> 500 <SEP> --- <SEP> --- <SEP> 1500 <SEP> 3000
<tb>
REMARQUE : Toutes les valeurs numériques sont données en ppm.
1. Vendu sous le nom de"Irganox 1076"par la firme Ciba Geigy Co. (température de fusion 50-550C)
EMI21.2
2. Vendu sous le nom de"Weston la firme Borg Warner Corp. (température de fusion 40-700C) 3. Vendu sous le nom de"Tinuvin 622"par la firme Ciba Geigy Co. (température de fusion 130-145 C) 4.
Vendu sous le nom de"UV531"par la firme American Cyanamid (température de fusion 48-49 C)
<Desc/Clms Page number 22>
T A B L E A U III Distribution des diamètres de particules et densité apparente de la résine de PELBD
EMI22.1
<tb>
<tb> No <SEP> de <SEP> l'essai <SEP> Pourcentage <SEP> en <SEP> poids <SEP> retenu, <SEP> Diamètre <SEP> Densité
<tb> ouverture <SEP> de <SEP> maille <SEP> en <SEP> m <SEP> moyen <SEP> des <SEP> apparente
<tb> 2000 <SEP> 1000 <SEP> 500 <SEP> 250 <SEP> 125 <SEP> 74 <SEP> Reste <SEP> particules <SEP> à <SEP> l'état <SEP>
<tb> (m) <SEP> versé
<tb> (g/cm3)
<tb> 13 <SEP> Avant <SEP> 1,7 <SEP> 29,4 <SEP> 41,3 <SEP> 16,0 <SEP> 7,5 <SEP> 2,7 <SEP> 1,4 <SEP> 833,1 <SEP> 0,411
<tb> Après <SEP> 0,0 <SEP> 0,2 <SEP> 13,3 <SEP> 53,0 <SEP> 29,2 <SEP> 3,7 <SEP> 0,7 <SEP> 340,4 <SEP> 0,
474
<tb> 14 <SEP> Avant <SEP> 1,4 <SEP> 25,5 <SEP> 46,5 <SEP> 17,2 <SEP> 6,2 <SEP> 2,0 <SEP> 1,2 <SEP> 807,7 <SEP> 0,414
<tb> Après <SEP> 0,0 <SEP> 0,0 <SEP> 13,0 <SEP> 48,4 <SEP> 32,2 <SEP> 6,0 <SEP> 0,5 <SEP> 325,1 <SEP> 0,478
<tb> 15 <SEP> Avant <SEP> 0,7 <SEP> 22,7 <SEP> 43,5 <SEP> 21,0 <SEP> 9,3 <SEP> 2,1 <SEP> 0,7 <SEP> 744,2 <SEP> 0,427
<tb> Après <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP> 0,0 <SEP> 13,3 <SEP> 54,3 <SEP> 31,0 <SEP> 1,1 <SEP> 0,3 <SEP> 342,9 <SEP> 0,459
<tb>