FR2717417A1 - Procédé de fabrication de produits à base de pneus usagés et produits moulés ainsi obtenus. - Google Patents

Procédé de fabrication de produits à base de pneus usagés et produits moulés ainsi obtenus. Download PDF

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Abstract

Il est décrit une méthode de fabrication de produits moulés à partir de pneus usagés. La composition préparée pour le moulage contient les pneus pulvérisés, une ou plusieurs résines choisies parmi la résine polypropylène, la résine polyéthylène basse densité et la résine polyéthylène haute densité, et un ou plusieurs produits chimiques choisis parmi le groupe de l'acétone, de la soude caustique, de la laine de verre, du phosphate d'ammonium, de l'amidon et de pigments. Les substances composites sont bien mélangées, fondues à une température située entre 230 degréC et 350 degréC, puis formées par un processus d'injection, d'extrusion ou et compression. Les produits obtenus par cette méthode peuvent être utilisés en tant que divers matériaux industriels de construction, offrant une résistance mécanique élevée et présentant une surface lisse.

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION DE PRODUITS A BASE DE PNEUS USAGES
ET PRODUITS MOULES AINSI OBTENUS
DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de recyclage de pneus inutilisables et, plus particulièrement, la fabrication de divers produits moulés, aux propriétés variées, à partir d'un mélange de pneus pulvérisés, de résines et de produits chimiques. Cette matière première mélangée peut être transformée en un produit souhaité par un processus d'injection d'extrusion et de moulage par compression.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Dans notre société moderne, l'industrie automobile est reconnue comme étant la plus productive et celle dont la croissance est la plus rapide. Les automobiles, objets les plus utiles et les plus essentiels à l'humanité, sont un moyen de transport commode et sont une composante importante de la vie quotidienne des individus. Etant donné toutefois la croissance rapide de la production automobile, la pollution de l'environnement provoquée par les voitures
soulève des problèmes majeurs.
Parallèlement à la dégradation de l'environnement causée par les voitures, par exemple la pollution de l'air due aux gaz toxiques ou l'abandon de voitures dans les rues, le fait de se débarrasser des pneus inutilisables est
également un grave facteur de pollution de l'environnement.
De nombreux efforts ont été accomplis en vue de recycler les pneus afin d'éviter la pollution de l'environnement et
de tirer profit d'une source d'énergie d'une grande valeur.
Mais malheureusement, les pneus ne subissent une transformation que pour quelques types de produits et, par rapport à l'énorme volume que constitue leur fabrication en masse, la part des pneus recyclés est très petite; les pneus sont découpés en lanières et transformés en cordes ou en paniers de caoutchouc. A l'exception de procédés de recyclage mentionnés plus haut, la majeure partie des pneus
est brûlée et réduite en cendre dans les incinérateurs.
Mais la combustion de ces pneus non seulement produit un dégagement de gaz toxiques causant la pollution de l'atmosphère, mais constitue aussi un énorme gaspillage de ressources qu'il aurait été possible d'utiliser comme matière première pour la fabrication de toutes sortes de produits. En outre, la loi interdit maintenant de brûler des pneus et par conséquent se pose le problème nouveau du recyclage des énormes quantités de pneus issus d'une fabrication en masse. S'il était possible de transformer ces pneus en ressources ayant une valeur, cela pourrait éviter de polluer l'environnement et permettre des économies d'énergie. Grâce à la présente invention, cela devient possible avec un mélange de pneus pulvérisés, de résines et de produits chimiques. La présente invention constitue assurément une percée avec pour effet de réduire la pollution, de conserver une précieuse énergie et de
contribuer au développement de l'industrie nationale.
En tentant de trouver une solution aux problèmes ci-dessus, l'invention aboutit finalement à la mise au point d'une matière première susceptible d'être utilisée
dans de nombreux domaines très divers de nos industries.
RESUMÉ DE L'INVENTION
La présente invention a pour but le recyclage de pneumatiques inutilisables et leur transformation en des
ressources utiles.
Un autre but de la présente invention est d'éviter la pollution de l'environnement causée par la combustion de
pneus, en évitant un gaspillage d'énergie.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication de divers produits moulés, pouvant répondre à des exigences très diverses telles que des surfaces lisses, une structure robuste, un aspect attrayant, etc. Un procédé de fabrication de produits moulés à base de pneus inutilisables, suivant la présente invention, comporte les étapes consistant à mélanger des pneus pulvérisés, une ou plusieurs résines et un ou plusieurs produits chimiques choisis dans le groupe consitué par l'acétone, la soude caustique, la laine de verre, le phosphate d'ammonium, l'amidon et des pigments; porter à fusion ce mélange à une température se situant entre 230'C et 350'C; et le mouler par procédé d'injection d'extrusion
et de compression.
De préférence, les résines sont choisies dans le groupe constitué par le polypropylène, le polyéthylène basse densité et le polyéthylène haute densité,
DESCRIPTION DES RÉALISATIONS PRÉFÉRÉES
Dans la présente invention, la dimension des particules de pneus pulvérisées n'est pas spécifiée. En effet, la dimension à donner aux particules par broyage est fonction de l'utilisation à laquelle on destine les produits. La proportion de pneus pulvérisés dans le mélange n'est pas spécifiée, mais 15 à 90 pour cent en poids du mélange seraient souhaitables. Pour réduire les pneus en fines particules, la technique de congélation à l'azote liquide
peut être la plus efficace.
Les résines en tout genre, usées ou broyées, peuvent remplacer les résines mentionnées ci-dessus telles que les résines de polypropylène, de polyéthylène basse densité et de polyéthylène haute densité et il est souhaitable que la teneur en résines ci-dessus soit inférieure à 50 pour cent en poids de la composition. Le Nylon, le polyester et autres résines synthétiques peuvent être ajoutés ou
appliqués pour remplacer les résines mentionnées ci-dessus.
Un ou plusieurs produits chimiques dont l'acétone, la soude caustique, la laine de verre, le phosphate d'ammonium, l'amidon et les pigments sont utilisés en fonction de l'application des produits prévus. C'est ainsi par exemple que pour fabriquer des produits robustes, offrant une surface lisse, tel que des planches de construction, des pavés et caisses, on utilise l'acétone, la soude caustique, la laine de verre, le phosphate d'ammonium, l'amidon et les pigments. Pour réaliser les bacs d'épuration de l'eau, les tuyauteries d'irrigation et les conduits d'égouts, on utilise l'acétone, la laine de verre, le phosphate d'ammonium et l'amidon. Pour les panneaux flexibles, seaux et cuvettes de lavabos, on utilise la soude caustique, la laine de verre, le phosphate d'ammonium et l'amidon. Si les produits requièrent une élasticité et une résistance mécanique élevées, tels que par exemple les bandes médianes des chaussées, on de l'acétone, de la soude caustique, de la laine de verre, de
l'amidon et des pigments sont mélangés au pneu pulvérisé.
Pour les brise-lames le long des rivages, on utilise l'acétone. Pour un produit requérant une dureté et une résistance à la traction élevées, tels qu'un remblai pour prévenir les glissements de terrains et que des palettes, etc., on utilise la laine de verre, le phosphate d'ammonium, l'amidon et les pigments. Pour les travaux de finissage intérieur, tels que les briques et l'ossature de bâtiment encastrée, requérant une bonne dureté, on utilise de la laine de verre, de l'acétone, du phosphate d'ammonium
et des pigments.
Il est difficile de déterminer les valeurs limites de la proportion exacte de chaque produit chimique dans le mélange, mais il est souhaitable d'utiliser approximativement moins de 0,5 % en poids d'acétone, 0,5 % en poids de soude caustique, 30 % en poids de laine de verre, 5 % en poids de phosphate d'ammonium et 15 % en
poids d'amidon.
L'acétone est utilisée en tant que solvant, et si l'on ajoute plus de 5 % en poids de la teneur en poids, ce
surdosage de solvant peut dégrader la qualité du produit.
La soude caustique produit beaucoup de fines bulles dans le mélange, ce qui augmente l'aptitute du produit à absorber les chocs et ainsi que son élasticité. Le surdosage de soude caustique (plus de 0,5%) peut entraîner la formation d'une trop grande quantité de bulles dans le produit, ce qui diminue également la qualité du produit. La laine de verre augmente la résistance thermique du produit, mais son surdosage est à l'origine d'une qualité inférieure du produit et a pour conséquence de rendre plus difficile le processus de moulage. Le phosphate d'ammonium augmente la
résistance au feu du produit.
La présente invention est illustrée par les exemples suivants dans lesquels tous les pourcentages (%), sauf
dispositions contraires, sont exprimés en poids.
Exemple 1 Pneu usé pulvérisé 50 % Résine polypropylène 14,25 % Résine polyéthylène basse densité 14,25 % Résine polyéthylène haute densité 11,11 % Acétone 0, 03 % Soude caustique 0,06 % Laine de verre 5,63 % Phosphate d'ammonium 1,5 % Amidon 3,05 % Pigment 0,12 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par procédés d'injection d'extrusion et de compression. On peut produire des matériaux convenant à la fabrication de panneaux, de carreaux de pavés et caissons, présentant une surface lisse et une résistance mécanique élevée. Exemple 2 Pneu usé pulvérisé 60 % Résine polypropylène 10 % Résine polyéthylène basse densité 10 % Résine polyéthylène haute densité 10 % Acétone 0,05 % Soude caustique 0,06 % Laine de verre 5 % Phosphate d'ammonium 0,81 % Amidon 3 % Pigment 1,08 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédés dinjection,d'extrusion et de compression.
On peut produire des matériaux convenant à la fabrication de briques, panneaux et caissons en ciment,
solides, avec une surface souple.
Exemole 3 Pneu usé pulvérisé 65 % Résine polypropylène 5 % Résine polyéthylène basse densité 5 % Résine polyéthylène haute densité 13 % Acétone 0, 03 % Laine de verre 7,2 % Phosphate d'ammonium 0,77 % Amidon 4 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par procédés d'injection, d'extrusion et de moulage par compression. On peut produire des matériaux convenant à la fabrication de bacs d'épuration de l'eau, de tuyauteries d'irrigation et de conduits d'égouts, d'une qualité supérieure quant à la résistance mécanique et présentant
une surface lisse.
Exemple 4
Pneu usé pulvérisé 70 % Résine polypropylène 10 % Résine polyéthylène basse densité 8 % Soude caustique 0,2 % Laine de verre 7 % Phosphate d'ammonium 0,8 % Amidon 4 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédésd'injection d'extrusion et de compression.
On peut produire des matériaux lisses et flexibles,
tels que panneaux, seaux et cuvettes de lavabos.
ExemDle 5 Pneu usé pulvérisé 78,5 % Résine polypropylène 3 % Résine polyéthylène basse densité 3 % Résine polyéthylène haute densité 6 % Acétone 0,15 % Soude caustique 0,3 % Laine de verre 5 % Pigment 4 % Amidon 0,05 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par procédésd'injection d'extrusion et de moulage par compression. On peut produire des matériaux pour la réalisation de rubans pour les bandes médianes de chaussées, etc, présentant une surface souple et lisse, et une flexibilité
suffisante.
ExemDle 6 Pneu usé pulvérisé 75,95 % Résine polypropylène 12 % Résine polyéthylène basse densité 12 % Acétone 0,05 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par procédés d'injection d'extrusion et de moulage par compression. Par conséquent, on peut produire des matériaux convenant à la réalisation de brise-lames le long des rivages, présentant une surface souple et lisse et
résistant à l'eau de mer.
ExemDle 7 Pneu usé pulvérisé 40 % Résine polypropylène 12 % Résine polyéthylène basse densité 12 % Résine polyéthylène haute densité 15 % Laine de verre 15 % Phosphate d'ammonium 0,9 % Amidon 5 % Pigment 0,1 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'c pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédés d'injection,d'extrusion et de compression.
Par conséquent, on peut produire des matériaux permettant de réaliser des remblais pour prévenir les glissements de terrain ainsi que des palettes, ayant une
bonne dureté et une résistance suffisante à la traction.
Ces matériaux peuvent remplacer le bois ou des résines synthétiques. ExemDle 8 Pneu usé pulvérisé 40 % Résine polypropylène 10,5 % Résine polyéthylène basse densité 10,5 % Résine polyéthylène haute densité 20 % Acétone 0,03 % Laine de verre 14,9 % Phosphate d'ammonium 0, 9 % Amidon 3,07 % Pigment 0,1 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédésd'injection d'extrusion et de compression.
Par conséquent, on peut produire des matériaux offrant une bonne solidité et une bonne résistance à la traction et
pouvant remplacer le bois ou les résines synthétiques.
Exemple 9
Pneu usé pulvérisé 35 % Résine polypropylène 30 % Résine polyéthylène haute densité 15 % Laine de verre 12 % Phosphate d'ammonium 2 % Amidon 6 % Cette subtance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédés d'injection,d'extrusion et de compression.
Par conséquent, on peut produire des matériaux offrant une bonne solidité et une résistance élevée à la traction
et pouvant remplacer le bois ou les résines synthétiques.
Exemole 10 Pneu usé pulvérisé 24 % Résine polypropylène 15 % Résine polyéthylène basse densité 15 % Résine polyéthylène haute densité 15 % Laine de verre 25 % Acétone 0,05 % Phosphate d'ammonium 0,85 % Pigment 0,1 % Amidon 5 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédés d'injectiond'extrusion et de compression.
Par conséquent, on peut produire des matériaux convenant aux travaux intérieurs de finition tels que les briques et les éléments à encastrer, ayant une surface
lisse et élégante et offrant une dureté très élevée.
Exemple 11
Pneu usé pulvérisé 25 % Résine polyéthylène basse densité 45 % Résine polyéthylène haute densité 15 % Laine de verre 14 % Acetone 0,03 % Phosphate d'ammonium 0,85 % Pigment 0,12 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédés d'injection,d'extrusion et de compression.
Par conséquent, on peut produire des matériaux convenant aux travaux intérieurs de finition, éléments à encastrer, panneaux etc., présentant une surface lisse et
élégante et offrant une bonne dureté.
Exemole 12 Pneu usé pulvérisé 28 % Résine polypropylène 15 % Résine polyéthylène haute densité 42 % Laine de verre 14 % Acétone 0,03 % Phosphate d'ammonium 0,85 % Pigment 0,12 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédésd'injection, d'extrusion et de compression.
Par conséquent, on peut produire des matériaux convenant aux travaux intérieurs de finition, éléments à encastrer, panneaux, briques etc., présentant une surface lisse et un bon degré de dureté. Ces matériaux peuvent
remplacer le bois et les produits dérivés du ciment.
Exemple 13
Pneu usé pulvérisé 25 % Résine polypropylène 45 % Résine polyéthylène haute densité 15 % Acétone 0,03 % Laine de verre 14 % Phosphate d'ammonium 0,85 % Pigment 0,12 % Cette substance composite a été mélangée et chauffée à 320'C pendant 3 minutes, puis traitée, après fusion, par
procédés d'injection,d'extrusion et de compression.
Par conséquent, on peut produire des matériaux présentant une surface lisse, un aspect élégant et offrant un bon degré de dureté, convenant aux travaux intérieurs de finition haut de gamme, ou remplacer les résines synthétiques ou le bois, dont la qualité requiert une
dureté suffisante et une surface lisse.
Comme décrit ci-dessus, les produits moulés réalisés suivant la présente invention sont disponibles pour une gamme variée d'applications telles que panneaux, pavés, couloirs de circulation protégés, palettes, bandes médianes de routes, brise-lames le long des rivages, tuyauteries d'eau d'irrigation, remblais pour prévenir les glissements de terrains, tuyauteries d'égouts et de drainage, réservoirs d'épuration de l'eau, travaux intérieurs de
finition "haut de gamme", pots de fleurs et lavabos.
La présente invention permet en outre le recyclage des pneus en ressources précieuses, tout en évitant la perte d'énergie et les pollutions de l'environnement résultant de la combustion ou de l'abandon des pneus. De plus, la fabrication de produits de haute qualité, esthétiques et solides, à partir de pneus inutilisables, peut contribuer au développement de l'industrie nationale et offrir une
meilleure qualité de vie pour la population.
La présente invention ne se limite pas aux réalisations décrites cidessus. Diverses modifications des réalisations exposées ainsi que d'autres modes de réalisation de la présente invention deviendront évidentes aux spécialistes
de la technique, en référence à la description de
l'invention. Il est donc prévu que les revendications
ci-jointes couvrent ces modifications et modes de
réalisation comme faisant partie intégrante de l'invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de produits moulés à partir de pneus inutilisables, comprenant les étapes consistant à: * mélanger des pneus pulvérisés, une ou plusieurs résines choisies et un ou plusieurs produits chimiques choisis parmi le groupe constitué par l'acétone, la soude caustique, la laine de verre, le phosphate d'ammonium, l'amidon et un pigment; * porter à fusion le mélange à une température comprise entre 230'C et 350'C; et À le mouler par un processus d'injection,d'extrusion ou
de compression.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les résines sont choisies dans le groupe constitué par le
polypropylène, le polyéthylène basse densité et le poly-
éthylène haute densité.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel les teneurs en polypropylène, polyéthylène basse densité et polyéthylène haute densité sont respectivement inférieures
à 50 % en poids dudit mélange.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les résines comprennent des résines du groupe constitué par
le nylon et les résines polyester.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans
lequel la teneur en pneu pulvérisé est de 15 à 90 % en
poids dudit mélange.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans
lequel les teneurs en acétone et ladite soude caustique sont respectivement inférieures à 0,5 % en poids dudit
mélange.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans
lequel la teneur en laine de verre est inférieure à 30 % en
poids dudit mélange.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans
lequel la teneur en phosphate d'ammonium est inférieure à 5
% en poids dudit mélange.
9. Procédé selon la revendication 1 à 8, dans lequel la teneur en amidon est inférieure à 15 % en poids dudit mélange.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans
lequel les pneus sont pulvérisés par broyage en mettant en
oeuvre la technique de congélation à l'azote liquide.
11. Les produits moulés obtenus par la mise en oeuvre
d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 10.
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