FR2813082A1 - PIECE OF THERMOPLASTIC MATERIAL CHARGED WITH FLOUR OF FRUIT CORES AND PROCESS FOR OBTAINING SUCH A PIECE - Google Patents
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Abstract
Description
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DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des pièces en matières synthétiques et de leur réalisation, et a pour objet une pièce en matière thermoplastique, ainsi que son procédé de fabrication. <Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTION The present invention relates to the field of plastic parts and their production, and relates to a piece of thermoplastic material, as well as its manufacturing process.
Les matières thermoplastiques ont eu tendance depuis de nombreuses années, du fait de leur facilité de transformation des multiples possibilités de configuration, de confôrmation, de coloration, de façonnage et d'états de surfaces qu'ils offrent, de leur stabilité et conservation dans le temps et de leur résistance aux déformations et aux chocs, à remplacer systématiquement les autres matériaux dans de nombreux domaines des biens d'équipements industriels et domestiques, et notamment les matériaux naturels tels que le bois. Thermoplastics have tended for many years, because of their ease of transformation of the multiple possibilities of configuration, confôrmation, coloration, shaping and surface conditions they offer, their stability and conservation in the time and their resistance to deformations and shocks, to systematically replace other materials in many areas of industrial and domestic capital goods, including natural materials such as wood.
Or, sous l'impulsion des mouvements écologiques et du courant dit "bio", on note depuis peu un rejet des matériaux dits "artificiels" ou "synthétiques" et un retour vers des matériaux plus naturels ou ajoutant un cachet naturel, ce également dans un souci de recherche d'esthétique. Now, under the impetus of ecological movements and the so-called "organic" current, we have recently seen a rejection of so-called "artificial" or "synthetic" materials and a return to more natural materials or adding a natural character, also in a concern for aesthetic research.
Parallèlement, les fabricants de pièces et d'articles en matières plastiques cherchent constamment à réduire leur coût de revient, particulièrement en réduisant les coûts des matières premières. At the same time, manufacturers of plastic parts and articles are constantly seeking to reduce their cost, especially by reducing raw material costs.
Pour répondre à ces deux aspirations, il a été proposé d'introduire de la sciure ou de la farine de bois en tant que composant dans les formulations de matières servant à la réalisation de telles pièces et de tels articles. Des solutions de ce type sont notamment divulguées dans les documents US-A-5 951927 et EP-A-0 002 766. To meet these two aspirations, it has been proposed to introduce sawdust or wood flour as a component in the material formulations used in the production of such parts and articles. Solutions of this type are especially disclosed in US-A-5 951927 and EP-A-002 766.
Toutefois, une telle adjonction de sciure ou de farine de bois, en particulier en quantité relativement importante ou en granulométrie élevée, réduit considérablement l'aptitude à la transformation de la composition résultante, nécessitant par exemple une encapsulation préalable de la farine dans des pastilles ou boulettes de matières plastiques, et rend notamment les procédés de fabrication discontinue difficile à mettre en aeuvre. However, such an addition of sawdust or wood flour, in particular in a relatively large amount or in a large particle size, considerably reduces the processability of the resulting composition, for example requiring prior encapsulation of the flour in pellets or pellets of plastics, and makes especially discontinuous manufacturing processes difficult to implement.
En outre, une telle adjonction diminue les propriétés mécaniques de la pièce ou de l'article résultant(e). In addition, such an addition decreases the mechanical properties of the resulting part or article.
Enfin, les pièces et articles ainsi obtenus ne présentent pas une bonne stabilité dimensionnelle en cas de variation de l'hygrométrie Finally, the parts and articles thus obtained do not exhibit good dimensional stability in the event of a change in humidity.
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environnante, ni une bonne résistance à la putréfaction sous l'action de l'humidité et des agents atmosphériques, et sont sensibles au gel, ce qui limitent leur application en milieu extérieur, à moins de soumettre ladite farine ou ladite sciure à un prétraitement chimique hydrophobe et imperméabilisant, ce qui lui enlève à nouveau son cachet de produit naturel. ambient, and are resistant to putrefaction under the action of moisture and atmospheric agents, and are sensitive to freezing, which limit their application in the external environment, unless subjecting said flour or sawdust to a chemical pretreatment hydrophobic and waterproofing, which again removes its natural product cachet.
La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités. Or les inventeurs ont constaté, de manière inattendue et surprenante, que l'utilisation de farine de noyaux de fruits permettait de répondre aux attentes précitées en évitant la plupart des limitations des solutions existantes. The present invention is intended to overcome the aforementioned drawbacks. However, the inventors have found, unexpectedly and surprisingly, that the use of fruit stone flour can meet the above expectations by avoiding most of the limitations of existing solutions.
Ainsi, l'objet de la présente invention consiste en une pièce (ou un article) en matière(s) thermoplastique(s), caractérisée en ce qu'elle comporte dans sa masse des particules de farine de noyaux de fruits, mélangées en tant que charge à ladite ou auxdites matière(s) plastique(s) avant la fabrication ou la formation de ladite pièce, ainsi qu'en un procédé de fabrication d'une telle pièce ou d'un tel article. Thus, the object of the present invention consists of a workpiece (or article) of thermoplastic material (s), characterized in that it comprises in its mass fruit stone flour particles, mixed as that charge to said plastic material (s) before the manufacture or formation of said piece, and in a method of manufacturing such a part or such article.
La composition de matière(s) thermoplastique(s) formant le matériau de base de la pièce pourra consister soit en un unique matériau thermoplastique, soit en un mélange de plusieurs matériaux thermoplastiques compatibles ou rendus compatibles. The composition of thermoplastic material (s) forming the base material of the part may consist of either a single thermoplastic material or a mixture of several compatible or compatible thermoplastic materials.
Avantageusement, la farine est essentiellement obtenue à partir des endocarpes lignifiés ou coques des noyaux et ces derniers proviennent avantageusement de fruits d'arbres oléagineux, préférentiellement d'olives. Advantageously, the flour is essentially obtained from lignified endocarps or cores of cores and the latter advantageously come from oleaginous tree fruits, preferably olives.
Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, taille moyenne des particules de la farine est comprise entre 50 g.m et 500 gin, préférentiellement entre 70 gm et 120 gm, et la teneur en farine est comprise entre environ 5% et environ 50%, avantageusement entre 10% et 20%, et préférentiellement autour de 15%, en poids de farine sèche (taux d'humidité en dessous de 10%, préférentiellement en dessous de 5%) dans la composition finale de matière(s) thermoplastique(s) utilisée pour la fabrication de ladite pièce. According to a preferred embodiment of the invention, the average particle size of the flour is between 50 gm and 500 g, preferably between 70 gm and 120 gm, and the flour content is between about 5% and about 50%. %, advantageously between 10% and 20%, and preferably around 15% by weight of dry flour (moisture content below 10%, preferably below 5%) in the final composition of thermoplastic material (s) (s) used for the manufacture of said piece.
Selon une caractéristique de l'invention, les particules obtenues par broyage fin sont séchées et, le cas échéant, teintées ou traitées par coloration avant leur mélange avec les matières thermoplastiques. According to a characteristic of the invention, the particles obtained by fine grinding are dried and, if necessary, dyed or treated by coloring before mixing with the thermoplastics.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication de pièces en matière(s) thermoplastique(s), caractérisé en ce qu'il consiste à former un mélange homogène comprenant à titre de The present invention also relates to a process for manufacturing parts made of thermoplastic material (s), characterized in that it consists in forming a homogeneous mixture comprising as a
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composant principal une composition de matière(s) thermoplastique(s) et à titre de charge de la farine de noyaux de fruits, puis à transformer ledit mélange sous forme plastifiée, pour constituer des pièces ou articles tel(le)s que mentionné(e)s ci-dessus. main component a composition of thermoplastic material (s) and as a load of fruit kernel flour, and then converting said mixture in plasticized form, to constitute pieces or articles as mentioned that (e) ) s above.
Ledit procédé peut consister plus précisément à fournir de la farine de noyaux de fruits séchés, une composition de matière(s) thermoplastique(s) et un ou plusieurs additif(s) de stabilisation, de lubrification, d'augmentation de la tenue au choc et/ou de facilitation de la transformation, à mélanger et à chauffer ces ingrédients à une température supérieure d'environ 5 à 20 C (préférentiellement 10 à 15 C) à la température normale de chauffage de ladite composition de matière(s) thermoplastique(s), pour une transformation identique, en l'absence de charge sous forme de farine, puis à laisser refroidir le mélange résultant et, éventuellement, à le laisser reposer pendant une durée prédéterminée, ledit mélange conservant une constitution pulvérulente pendant l'ensemble des opérations précitées, et, enfin, à transformer ledit mélange en une ou des pièces telle que décrite ci-dessus par une opération de transformation adaptée, le cas échéant, après l'avoir granulé. Said method may consist more precisely in providing dried fruit stone flour, a composition of thermoplastic material (s) and one or more additive (s) for stabilization, lubrication, increase of the impact strength. and / or facilitating the transformation, mixing and heating these ingredients at a temperature greater than about 5 to 20 C (preferably 10 to 15 C) at the normal temperature of heating said composition of thermoplastic material (s) ( s), for an identical transformation, in the absence of a charge in the form of flour, then allowing the resulting mixture to cool down and, optionally, allowing it to rest for a predetermined duration, said mixture retaining a powdery constitution during all the aforementioned operations, and, finally, to transform said mixture into one or more parts as described above by a suitable transformation operation, if necessary, after having granulated it.
Le mélange matière(s) thermoplastique(s)/farine, et le cas échéant son chauffage, pourra être effectué sur un poste séparé ou sur un poste intégré à la machine opérant la transformation du mélange résultant. The mixture thermoplastic material (s) / flour, and if necessary its heating, may be carried out on a separate station or on a station integrated in the machine operating the transformation of the resulting mixture.
En fonction de l'aspect esthétique et de l'effet décoratif recherchés, il peut être prévu de teinter ou d'imprégner de substances colorantes les particules de farine de noyaux de fruits, préférentiellement obtenue à partir des coques de noyaux d'olives, avant leur mélange avec la composition de matière(s) thermoplastique(s), et de varier la granulométrie desdites particules (le cas échéant en mélangeant des farines de granulométries différentes). Depending on the desired aesthetic appearance and decorative effect, it may be provided to stain or impregnate with coloring substances the fruit stone flour particles, preferably obtained from the hulls of olive kernels, before their mixture with the composition of thermoplastic material (s), and to vary the particle size of said particles (if necessary by mixing flours of different particle sizes).
Par ailleurs, en fonction de la forme et de la nature de la pièce ou de l'article à fabriquer, cette) dernière) peut être obtenu(e) par extrusion, moulage par injection ou soufflage, la matière thermoplastique étant préférentiellement choisie dans le groupe formé par les polymères vinyliques, oléfiniques et styréniques, et les mélanges compatibles de ces polymères. Moreover, depending on the shape and the nature of the part or the article to be manufactured, this last) can be obtained by extrusion, injection molding or blowing, the thermoplastic material being preferentially chosen in the group formed by vinyl, olefinic and styrenic polymers, and compatible blends of these polymers.
A titre d'exemple non limitatif de l'invention, on décrit ci-après la réalisation d'une pièce extrudée en PVC rigide intégrant de la farine de noyaux d'olives. By way of non-limiting example of the invention, the following describes the production of an extruded piece made of rigid PVC incorporating olive-stone flour.
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La composition du mélange de matériaux et de substances utilisée pour la fabrication de la pièce précitée est indiquée dans le tableau ci-après en termes de parties pondérales Composition du mélange/Formulation (type PVC rigide)
The composition of the mixture of materials and substances used for the manufacture of the aforementioned part is indicated in the table below in terms of weight parts Composition of the mixture / Formulation (rigid PVC type)
<tb> Proportion <SEP> Fourchette <SEP> de <SEP> valeurs
<tb> référentielle <SEP> utilisables
<tb> PVC <SEP> (Suspension) <SEP> 100 <SEP> parties <SEP> 100 <SEP> parties
<tb> Agents <SEP> de <SEP> Stabilisation <SEP> / <SEP> 6 <SEP> parties <SEP> 4 <SEP> à <SEP> 8 <SEP> parties
<tb> Lubrification
<tb> Modifiant <SEP> choc <SEP> / <SEP> agent <SEP> de <SEP> mise <SEP> 17 <SEP> parties <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 25 <SEP> parties
<tb> en <SEP> aeuvre
<tb> Farine <SEP> de <SEP> noyaux <SEP> d'olives <SEP> 25 <SEP> parties <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 50 <SEP> parties
La dureté du mélange préférentiel est de 80 5 ShD et son poids spécifique est de 1,24 g/cm3. <tb> Proportion <SEP> Range <SEP> of <SEP> values
<tb> referential <SEP> usable
<tb> PVC <SEP> (Suspension) <SEP> 100 <SEP> parts <SEP> 100 <SEP> parts
<tb> Agents <SEP> of <SEP> Stabilization <SEP> / <SEP> 6 <SEP> parts <SEP> 4 <SEP> to <SEP> 8 <SEP> parts
<tb> Lubrication
<tb> Modifying <SEP> shock <SEP> / <SEP> agent <SEP> of <SEP> setting <SEP> 17 <SEP> parts <SEP> 5 <SEP> to <SEP> 25 <SEP> parts
<tb> in <SEP>
<tb> Flour <SEP> of <SEP> kernels <SEP> of olives <SEP> 25 <SEP> parts <SEP> 10 <SEP> to <SEP> 50 <SEP> parts
The hardness of the preferred blend is 80% ShD and has a specific gravity of 1.24 g / cc.
En fonction du coloris souhaité pour la pièce finale, un rajout de substance colorante adéquate est opéré. Depending on the color desired for the final piece, an addition of suitable coloring substance is operated.
Avant la phase d'extrusion, il est nécessaire de procéder à une opération de mélange, ceci afin de bien homogénéiser et de pré-plastifier l'ensemble des produits. Before the extrusion phase, it is necessary to carry out a mixing operation, in order to homogenize and pre-plasticize all the products.
A cet effet, on utilise un mélangeur du type dénommé mélangeur rapide, qui est équipé d'une cuve de chauffage et d'une cuve de refroidissement. For this purpose, a mixer of the type called rapid mixer is used, which is equipped with a heating tank and a cooling tank.
On porte la température de chauffe à environ 130 C à 160 C, préférentiellement à environ 150 C, dans la cuve de chauffe. Lorsque le mélange a atteint cette température, on le fait passer dans la cuve de refroidissement et on le laisse refroidir jusqu'à une température d'environ 40 C avant transformation. The heating temperature is raised to about 130 ° C to 160 ° C, preferably about 150 ° C, in the heating vessel. When the mixture has reached this temperature, it is passed into the cooling tank and allowed to cool to a temperature of about 40 C before transformation.
Il en résulte un mélange homogène avec une extraction optimale de l'humidité sans nuire à la qualité du mélange. Ce mélange reste sous forme de poudre et ne doit être soumis à aucune autre opération avant l'extrusion. This results in a homogeneous mixture with optimal extraction of moisture without compromising the quality of the mixture. This mixture remains in powder form and must not be subjected to any other operation before extrusion.
Avant d'extruder le mélange ainsi obtenu, il est préférable de le laisser reposer pendant quelques heures, préférentiellement pendant environ trois heures. Before extruding the mixture thus obtained, it is preferable to let it sit for a few hours, preferably for about three hours.
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Pour la réalisation de l'extrusion elle-même, les types d'extrudeuses les mieux adaptés pour cette transformation sont les extrudeuses double vis, le choix précis de l'extrudeuse, quant à sa capacité et sa performance de volume d'extrusion, étant lié au poids métrique du profil à obtenir. La ligne d'extrusion quant à elle ne diffère pas, en termes de structure et de fonctionnement, du standard habituel connu de l'homme du métier. In order to carry out the extrusion itself, the extruder types best suited for this transformation are the twin screw extruders, the exact choice of the extruder, as to its capacity and extrusion volume performance, being linked to the metric weight of the profile to be obtained. The extrusion line as for it does not differ, in terms of structure and operation, the usual standard known to those skilled in the art.
La mise en oeuvre dans le processus d'extrusion des mélanges chargés en farine de noyaux d'olives est semblable au niveau des réglages de la ligne d'extrusion (en particulier au niveau des températures, de la pression et de l'aspiration), aux réglages d'une telle ligne pour l'extrusion d'un PVC rigide non chargé. The implementation in the extrusion process of the mixtures filled with olive kernel meal is similar at the level of the extrusion line settings (in particular at the temperature, pressure and suction), the settings of such a line for the extrusion of a rigid PVC unloaded.
De même, lorsque le matériau thermoplastique consiste en un autre polymère ou mélange de polymères, lesdits réglages seront sensiblement équivalents à ceux nécessaires pour l'extrusion de tels polymères non chargés ( tel que par exemple : PVC / Polypropylène / Acrylonitrile- Butadiène-Styrène). Similarly, when the thermoplastic material consists of another polymer or mixture of polymers, said adjustments will be substantially equivalent to those necessary for the extrusion of such uncharged polymers (such as for example: PVC / Polypropylene / Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) .
Grâce à l'invention, il est donc possible de réaliser des pièces ou articles en matières thermoplastiques, notamment en PVC ou en PP (Polypropylène), qui se démarquent des pièces ou articles comparables existant(e)s par un prix de revient plus faible (utilisation de déchets non valorisés en tant que matériaux de remplacement), par une touche écologique et par de nombreuses possibilités de déclinaison du point de vue aspect esthétique et état de surface (en modifiant la teneur et la granulométrie de la farine de noyaux, en variant les colorations de la farine, des matières thermoplastique ou des deux), ce tout conservant des propriétés mécaniques et une durabilité sensiblement équivalentes à celles obtenues avec des compositions de matières thermoplastiques non chargées. Thanks to the invention, it is therefore possible to produce parts or articles made of thermoplastic materials, especially PVC or PP (polypropylene), which stand out from comparable parts or articles existing (s) by a lower cost (use of non-recovered waste as substitute material), by an ecological touch and by numerous possibilities of declination from the point of view aesthetic aspect and surface condition (by modifying the content and the granulometry of the kernel meal, in varying the coloring of flour, thermoplastics or both), all with mechanical properties and durability substantially equivalent to those obtained with uncharged thermoplastic compositions.
En outre, et contrairement aux farines de bois, la farine de noyaux de fruits, et notamment d'olives, a une prise d'humidité très faible et est très peu fermentescible, évitant, entre autres, le développement de la flore bactérienne (champignons). Ces caractéristiques sont essentielles pour une application extérieure des pièces ou articles obtenus. De plus, les particules de farine de noyaux présentent une dureté et une densité de matière nettement supérieures à celles des farines de bois traditionnels. In addition, and contrary to wood meal, fruit stone flour, especially olives, has a very low moisture intake and is very little fermentable, avoiding, among other things, the development of bacterial flora (fungi). ). These characteristics are essential for an external application of the parts or articles obtained. In addition, the stone flour particles have a hardness and a density of material much higher than those of traditional wood flour.
Par ailleurs, les principaux résultats des tests effectués par les inventeurs ont mis en évidence une très bonne aptitude à la transformation Moreover, the main results of the tests carried out by the inventors have demonstrated a very good aptitude for processing.
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du mélange matière(s) thermoplastique(s) / farine de noyaux, qui confère aussi une bonne stabilité dimensionnelle aux pièces obtenues (pas de variation dimensionnelle des pièces à l'humidité) En effet, la nature grasse des farines de noyaux utilisées dans le cadre de la présente invention limite l'absorption d'eau et augmente leur compatibilité avec les matières thermoplastiques, en favorisant aussi l'ouvrabilité et la faculté de transformation, notamment d'extrusion du mélange résultant Les pièces et articles obtenus par le procédé selon l'invention trouveront une application aussi bien en utilisation interne (par exemple goulottes, plinthes, moulures, mobilier, ... ) qu'externe (par exemple éléments de menuiserie, de portes, de fenêtres, de barrières, de portails, ...), et en tant qu'élémnets décoratifs, fonctionnels et/ou techniques. of the mixture of thermoplastic material (s) / stone flour, which also gives good dimensional stability to the parts obtained (no dimensional variation of the parts to moisture) Indeed, the fatty nature of the stone meal used in the The scope of the present invention limits the absorption of water and increases their compatibility with thermoplastics, also promoting the workability and the ability to process, especially extrusion of the resulting mixture. The parts and articles obtained by the process according to the present invention. The invention will find application both in internal use (eg chutes, skirting boards, moldings, furniture, ...) and external (eg carpentry elements, doors, windows, barriers, gates, ... ), and as decorative, functional and / or technical elements.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.
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