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La présente invention concerne un procede et un
dispositif pour l'obtention continue de dispersions fines.
Elle concerne en particulier un procede et un dis
positif pour liobtention de dispersions d'un produit divisé
sous forme de poudre dans un liq~ide.
Elle slapplique particulièrement aux liquides pre-
sentant un pouvoir de solvatation important vis-a-vis des
poudres avec lesquelles ils doivent être melanges, par exemple
des polymeres sous forme de poudre.
Par exemple, la dissolu-tion de certains polymeres
filables en solution presente de yrosses difficultes, c'es-t
pourquoi il est plus facile dans un premier temps de les dis-
perser dans des conditions ou la dissolution ne se produit
pas avant de les dissoudre; cela permet d'eviter la formation
de grumeaux voir même la prise en masse de la poudre et du
liquide.
Ainsi, jusqu'a présent, la dissolution du chlorure
de polyvinyle en poudre dans le melange solvant acetone/sul-
fure de carbone nécessitait un malaxage de plusieurs heures
dans un malaxeur et devait se faire nécessairement en discon-
tinu; de surcroit, le melange obtenu manquait d'homogeneite,
inconvenient qui se repercutait sur la qualite des fils obtenus.
On a essaye également de preparer des dispersions
selon le procedé decrit dans le brevet fransais no 2 250 564
délivre le 19 novembre 1976 en formant d'abord un conduit
liquide dans le liquide dans lequel la poudre doit être dis-
persée, en introduisant la poudre dans le conduit liquide puis
en pulverisant le conduit liquide contenant la poudre.
Mais un tel procédé ne convient pas pour l'obtention
de dispersions de certains polymeres telles que celles de poly-
chlorure de vinyle dans le mé].ange solvant acétone/sulfure de
carbone: le polymere et le solvant se prennent en masse en
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bloquant totalement l'appareil.
Il a maintenant été trouvé un procédé et un dispo-
sitif convenant meme pour l'obtention de dispersions de
certains polymères que l'on ne savait pas disperser régulière-
ment jusque-la comme le pol~chlorure de vinyle.
Selon la présente demande il est prévu un procédé
pour l'obtention continue de dispersions fines et régulières,
caractérisé par le fait qùe:
- la poudre et le liquide sont amenés à débit constant dans
le dispositif de mélange en des points séparés, chacun des
constituants étant amené en un seul point,
- les delix composants sont mis indépendamment et instantané-
ment en grande vitesse,
- ils sont mis ensuite en contact l'un avec l'autre de manière
dynamique,
- la durée de contact entre la poudre et le liquide étant de
de l'ordre de quelques millisecondes.
En géneral, pour obtenir en continu des disper-
sions régulières, il est pré~érable que la poudre soit
amenée au dispositif de mélange par gravité. De preférence,
la poudre est amenée au niveau du centre de l'appareil de
mé]ange alors que le liquide est amené sur la partie exté-
rieure du même appareil.
Pour l'obtention de dispersion de poudre dans un
liquide ayant un pouvoir de solvatation important vis-à-vis
de la poudre, la durée de contact à l'intérieur du dispo-
sitif est aussi faible que possible, de l'ordre de la milli-
seconde tel qu'indiqué plus haut; ce temps doit être
d'autant plus faible, que le pouvoir de solvatation du liquide
est élevé vis-à-vis de la poudre.
Il est également préférable que le solvant et la
poudre soient amenés à des températures respective~ telles
que le pouvoir de solvatation soi-t le plus faible possible
au cours de l'opération, pour éviter les risques de colmatage.
La présente invention concerne également un
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dispositif pour l'obten~ion de dispersions fines et reguli-
ères comprenant'une turbine composée d'au moins deux par-
ties non continues ne permettant pas le retour des prodults
au centre de ladite turbine, l'une au centre et l'autre dans
la partie la plus extérieure de la turbine: un conduit
d'amenée de la poudre et un conduit d'amenée du liquide en
des points separes de ladite turbine, respectivemen~ au niveau
de chaque partie de la turbine , et un conduit d'evacuation
des dispersions.
De preference, celui-ci est place tangentiellement
par rapport à la turbine.
De preference, egalement, les deux parties non
con-tinues sont constituees par au moins deux ranyees de
pales et le conduit d'amenee de la poudre debouche dans la
partie centrale de la turbine alors que le conduit d'amenee
du liquide debouche au niveau de la partie exterieure de
celle-ci.
De preference, le plan de la turbine est incline
pour favoriser l'ecoulement des dispersions.
De manière preferentielle egalement, le conduit
amenant la poudre est incline de telle sorte que celle-ci
arrive par gravite.
Un procede selon l'invention convient même dans
le cas de liquide presentant un pouvoir de solvatation eleve
vis-à-vis de la poudre, destinee à être dispersee dans
ledit liquide.
Il convient particulièrement pour l'obtention de
dispersions de polychlorure de vinyle dans un solvant tel que
le melange sulfure de carbone/acétone. Les dispersions
ainsi obtenues sont fines et regulières si bien que les
solutions en resultant peuvent ensuite être filees en
continu sans problème pour donner des fils et fibres égale-
ment de composition regulière. Par ailleurs, la dissolu-
tion proprement dite peut être realisée plus _
rapidement et plus facilemen-t si bien que l'eneryie nécessi-
tee pour l'obtention des collodions est bien moindre.
Enfin, il est possible selon ce procede d'obtenir
des dispersions plus concentrees que celles utilisées habi-
tuellement permettant de réaliser aussi une économie sur laquantité de solvant utilise. La limite de concentration est
determinee par la viscosité des produits obtenus au-dela de
laquelle ils ne sont plus vehiculables.
La mise en oeuvre du procedé selon l'invention sera
mieux comprise à l'aide des figures 1 et 2 qui constituen-t des
exemples de realisation du dispositif selon l'inven-tion a
titre illustratif mais non limitatif.
Selon la figure 1, la poudre de polychlorure de
vinyle est vehiculee par gravité dans le conduit 1 arrivant
au centre de la turbine 2 puis immediatement mise en vitesse
par force centrifuge au moyen des pales 3. Le solvant est
vehicule séparément au moyen d'un conduit 6 placé perpendicu-
lairement par rapport au plan de la turbine et arrive sur la
serie de pales exterieure puis est mis en mouvement aussitôt,
la poudre et le solvant entrant en contact en vitesse sur la
partie exterieure de la turbine 2. Celle-ci est inseree dans
une pièce 4 et actionnee au moyen du moteur 5. La turbine est
inclinee à 45 par rapport a l'horizontale. La dispersion
sort tangentiellement à la turbine 2 au moyen du conduit 7 et
la dispersion est recueillie par gravite.
La figure 2 represente un mode de realisation du
procede selon l'invention un peu different. Il comprend un con-
duit (1) muni d'une vis sans fin, place horizontalement ame-
nant la poudre de polymère au centre de la turbine (2) munie` 30 de pales (3) permettant la mise en vitesse de la poudre de
polymère dans la partie exterieure de la turbine; le condui-t
6 permet l'introduction directe du solvant sur les pales
exterieures de la turbine, les deux produi-ts etant disperses
instantanement par la turbine 2 actionnee par le moteur 5.
5 ;~ 7
La dispersion obtenue sort par gravité au moyen du conduit
7 tangentiellement a la turbine.
Le procede et le dispositif selon la presente
demande permettent d'ob-tenir, en un laps de -temps tres cour-t,
pouvant ê-tre aussi faible que quelques millisecondes, des dis-
persions fines et regulières de concentration variable depen-
dant de la viscosité desdites dispersions et de leur ap-titude
a être vehiculees. Pour le cas particulier des dispersions
de polychlorure de vinyle en poudre dans le melange solvant
sulfure de carbone/acetone (50/50 en volume) de concentration
28 a 30 ~ en poids, il s'avère meme possible d'obtenir des
dispersions en introduisant le melange-solvant à temperature
ambiante ce qui presente un interêt economique important.
Les exemples qui suivent sont donnes à titre indi-
catif pour illustrer l'invention.
Exem le 1 -
P
On utilise le dispositif tel que represente sur la
figure 2 que l'on a fait tourner en continu pendant 100 heures,
tout en introduisant de la poudre de polychlorure de vinyle
avec un debit de 45 kg/heure au centre de la turbune, par
l'intermediaire d'une vis doseuse et le melange solvant sul-
fure de carbone/acétone ~50/50 en volume) maintenu à environ
2C à raison de 115 l/heure sur l'extérieur de la turbine.
L'appareil de diamètre interieur de 12 cm comporte
une rangée extérieure de 12 pales inclinées a 30; les pales
centrales sont simplement constituées par une vis papillon.
La vitesse de rotation de la turbine est de 3 000 t/minute et
la dispersion est produite en un laps de temps de 5 milli-
secondes environ a raison de 160 kg/heure.
La dispersion ainsi obtenue est reprise dans un
réservoir et peut être utilisée de maniere continue dans des
stades ultérieurs de traitement.
Exemple 2 -
Dans la turbine utilisée dans l'exemple 1, on intro-
.... ..... _ .
,
duit séparement de la poudre de polychlorure de vinyle a
raison de 60 kg/heure et le mélange solvant sulfure de
carbone/acétone à raison de 160 kg/heure a tempérakure am-
biante. La dispersion a été produite en continu avec un
débit de 220 kg/heure pendant 5 heures directement a tempéra-
ture ambiante.
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