Ultra spherical granulation of thermoplastics and compounds by a vibrational dropping process
Thorsten Brandau and Egbert Brandau (French translation/Traduction francaise)
Granulation sphérique
Les tendances dans le développement du plastique et sa transformation ont tout récemment évolué vers la « high quality » et une libre circulation des particules, les procédés industriels généralement agrées ne répondent pas toujours aux normes précises de la fabrication moderne, conséquence de leur répartition à dimensions variées et aux structures particulières. Ces propriétés vont au détriment d'une mise en œuvre efficace et ont pour effet une agglomération, un dosage inexact, une abrasion entraînant une perte de matériau ou une reproductibilité faible des coulées. L'emploi de microbilles parfaitement rondes et de même taille permet de contourner tous les désavantages que l'on rencontre avec l'emploi des poudres et granulés.
Procès de production
L'évolution récente décrit une méthode pour la production de particules de plastique ayant des propriétés adaptées, une géométrie sphérique uniforme et une répartition granulométrique étroite.
Le liquide plastique est doucement pompé à travers un système de buse vibrante sur lequel le fluide sortant éclate en gouttelettes uniformes. La tension de surface de ces gouttelettes les moule en sphères parfaites et la solidification se produit pendant le laps de temps très court de la chute libre. La solidification peut être obtenue en milieu gazeux par refroidissement ou séchage, ou en milieu liquide par réaction chimique refroidissante.
L'amplitude et la fréquence d'oscillation de la buse ou l'oscillation du liquide sont maintenus constants afin d'obtenir une répartition homogène de la granulométrie. Pour que les gouttelettes ne soient pas aplaties lorsqu'elles entrent en contact avec le liquide refroidissant, c'est à dire ne subissent pas de changement géométrique, elles doivent pénétrer à un angle précis ou tangent la couche de liquide ayant une proportion d'écoulement laminaire. L'écoulement et la chute des gouttelettes devraient se faire dans la même direction. Le liquide de refroidissement est a une température de l'ordre de la température de Vicat des gouttelettes plastique. On peut placer un élément de répartition du liquide en forme de champignon, au dessous de la tête de la buse, juste à la surface de formation de la couche de liquide. Cette disposition en forme de champignon a un diamètre qui permet aux gouttelettes de pénétrer la couche de liquide dans la zone pratiquement verticale.
On peut aussi obtenir une couche de liquide appropriée avec une disposition en entonnoir aux parois de forme convexe en rapport avec la distance de chute.
La vibration peut être produite à travers une membrane élastique directement vers la petite quantité de liquide plastique juste avant de quitter les buses. Ceci représente un gros avantage car ce sont seulement les petits vibrateurs qui peuvent brasser l'écoulement de fluide laminaire. L'opération d'un système buse d'environ 300 buses nécessite un vibrateur magnétique avec une onde de force de 20 N.
Si la plaque de la buse doit elle-même être vibrée, elle peut être fabriquée à partir du Titane afin d'éviter l'emploi constant de lourds vibrateurs magnétiques. Pour des opérations à haute température et des matériaux corrosifs, on peut utiliser comme matériau du plateau de la buse, des matériaux spéciaux comme la céramique ou le graphite.