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Eléments en matière thermoplastique à pores ouverts.
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La présente invention est relative à des élément;' @ en matière thermoplastique à pores ouverts. Des éléments ayant des pores ouverts tels que'des tuyaux, tiges, bandes, plaques, corps de formes variées etc., sont utilisés pour le drainage, purification de l'eau, ventilation, dans des procé- dés en lit fluidisé etc. qui exigent un produit à pores très fins.
Pour diverses raisons, la pénurie d'éléments en ma- tières thermoplastiques de ce type s'est récemment avérée évidente.Les produits de ce type connus jusqu'à présent ont été associés à certains inconvénients, ou leur fabrication s'est avérée trop compliquée. Ainsi, par exemple, on connaît déjà, selon le brevet anglais n 971.567, des éléments simi- laires, produits par extrusion de chlorure de polyvinyle rési- tant aux chocs, mélangé à un sel hydro-soluble. Le sel est ex- trait dans de l'eau au cours d'une étape ultérieure, qui lais- ! se des pores ouverts dans la masse thermoplastique.
Il est assez difficile d'effectuer entièrement ce processus d'ex- traction, du fait qu'une partie des granules de sel soluble restera toujours incluse dans la masse de matière plastique, -si bien que la perméabilité des parois du tube est rendue plus faible. D'autres éléments similaires ont été produits à partir de pâte de chlorure de polyvinyle avec addition d'un agent de
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fermentation, mais les pores de ces Óléments' étaient dee;rar.# diJnen. sion et la résistance mécanique à la;traction de ces éléments s'est avérée insuffisante.
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Des éléments de ce type fabriqués à partir de ma- tières autres que thermoplastiques ont été produits couram- ment au départ deverre, quartz ou métal fritté ou aggloméré ou à partir de grès poreux. En tentant de produire des élé- ments de ce type par frittage ou agglomération de matières thermoplastiques, on s'est trouvé devant nombre de difficul- tés. Le fait est que, en général, les matières thermoplasti- ques passent par une phase élastique semblable à celle du caoutchouc. avant la fusion, phase durant laquelle il ne se produit pas de frittage contractif. Si l'on réchauffe ensui- te la matière, celle-ci entrera directement en fusion sans frittage ou elle se décomposera chimiquement à température élevée.
La conductibilité thermique des matières thermoplas- tiques étant assez médiocre il est difficile de mettre sur pied un dispositif de chauffage rapide de la totalité de la masse de la matière à la température de frittage souhaitée.
Des essais expérimentaux ont été effectués en ce qui concer- ne le frittage des matières thermoplastiques, Ces essias ont démontré qu'une pression si faible soit-elle, par exemple par suite du poids propre de la matière ou de sa déformation ex- térieure, causera la déformation des granules à un degré tel que les granules se trouvant contre la paroi chauffée ou con- tre la surface du corps du Moule seront complètement fondus, alors qu'une outre partie de la matière restera encore meuble sous sa forme pulvérulente.
En chauffant la poudre de matière plastique en cou- ches relativement minces jusqu'à des températures maintenues entre des limites strictes, il a été possible de produire des feuilles poreuses, qui, après enlèvement de l'inévitable couche
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pelliculaire à grain serré présente à la surface, contenaient en fait un nombre suffisant de pores ouverts pour leur permettre de servir de matière filtrante,mais dont la résistance à la perméabilité est de loin plus élevée que celle d'autres matières frittées.
Afin d'être en mesure de produire des tuyaux, il est nécessaire d'y couper des tranches lesquelles, sont transfor- mées en tuyaux par un joint de soudure longitudinal, La pré- cision de.forme et de dimension est néanmoins insatisfaisante dans ce cas et le joint de soudure n'est pas poreux, ce qui, dans bien des cas, représente un gros inconvénient.
L'objet de la présente invention est la production d'éléments en matière thermoplastique tels que des tuyaux, tiges, bandes, plaques, éléments de forme recourbée 'et simi- laires, dans lesquels les pores sont maintenus ouverts et pour lesquels l'épaisseur de la matière peut être choisie à la de- mande et ne doivent pas subir un second traitement tel que l'extraction par trempage, planage de la couche supérieure etc. et qui, outre ceci ont leurs pores plus uniformément répartis et ont une dimension plus régulière, une résistance moins éle- vée à la perméabilité que les éléments en matière thermoplas- tique similaires connus précédemment.
L'objet de la présente invention est atteint par le fait que les éléments en matière thermoplastique à pores ou- verts produits par frittage afin d'obtenir la porosité adéqua- te, sont caractérisés en ce que la matière thermoplastique est constituée de polyéthylène linéaire dont le poids moléculaire ' excède 1.000.000.
L'invention est basée sur le fait que l'on peut à pré- sent obtenir des éléments en matière thermoplastique ayant un poids moléculaire si élevé et un indice de fusion si faible
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qu'ils ne peuvent être amenés à gélatiniser, même à tempéra- tures élevées sans application simultané de pression élevée.
Ces éléments sont normalement produits à partir de ces matiè- res en permettant à celles-ci de gélatiniser, dans uneextru- deuse par exemple. Il s'est avéré au cours des expériences effectuées que lorsque ces matières sont frittées sous forme pulvérisée sans application de pression, on obtient un article plus ou moins poreux, dont la structure est plus affectée par la dimension des granules de matière pulvérisée et par la ma- nière suivant laquelle la matière est comprimée que par la tem- pérature de frittage. On peut produire des éléments de forme souhaitée en effectuant le frittage dans un moule. On peut produire des éléments de forme longue tels que des tuyaux, tiges, bandes, profilés et similaires en longueurs continues au moyen d'un moule qui croit longitudinalement tandis qu'il se remplit de matière granulée.
L'invention est illustrée par les exemples de procédés de production suivants non limitatifs.
Exemple 1
Un tuyau en matière thermoplastique à pores ouverts a été produit par frittage de polyéthylène de type Ziegler pul- vérisé ayant un poids moléculaire de 1.500.000 à 4.000.000, c'est-à-dire une matière thermoplastique typique comme spé- cifié plus haut. La longueur du tuyau était de 650 mm, le dia- mètre extérieur 54 mm et le diamètre intérieur 50 mm. La ré- sistance à la perméabilité à l'air avait été.,réglée de manière à atteindre 100 mm de colonne d'eau lorsque 100 1/min et par cm2 d'air sec étaient admis à travers la paroi du tuyau, ce qui peut être considéré comme un bon résultat.
Exemple 2
Un corps cylindrique ayant un diamètre de 70 mm et une hauteur de 75 mm a été formé par frittage d'une poudre de
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polyéthylène dans un moule fermé du même type que celui uti- @ lisédans l'exemple 1. Le corps cylindrique formé a été tes-' té de la manière suivante : on a foré dans le corps un trou concentriquement par rapport à la surface extérieure de celui- ci, ce trou ayant un diamètre de 35 mm et une profondeur de 60 mm. Au trou ainsi foré on a connecté un tuyau d'air, le corps a été trempé dans de l'eau et on a insufflé de l'air par le tuyau à travers le corps. Au cours de cet essai, on a pu observer que les bulles d'air émanant du corps formé étaient disposées très régulièrement sur tout le corps for- mé.
Même lorsque la vitesse du courant d'air a été accélérée, ou que le corps ait.été placé à des profondeurs plus grandes, les bulles conservaient leur fine structure sans s'accumu- ler en bulles plus grandes, ce qui très souvent peut revêtir une grande importance pour l'utilisation particulière prévue pour l'élément.
Des éléments d'autre type ont également été produits selon la présente invention, entre autres des tuyaux de dif- férents diamètres variant entre 10 et 50 mm et d'épaisseur de paroi variant entre 2 et 10 mm. On a de plus prduit des corps cylindriques de dimensions variables, ainsi que des pla- ques ayant entre autres une épaisseur de 5 mm. Les exemples cités ci-dessus démontrent que les éléments produits selon la présente invention ne se limitent pas à certaines dimensions, mais que l'épaisseur de la matière peut être choisie selon certaines exigences. On.a en outre, fabriqué des éléments en matière autre que la matière citée dans l'exemple 1. Le carac7 tère de ces matières a cependant été maintenu comme carac- téristique de l'invention.
Parmi les matières soumises à l'es- sai, l'oxyde de polyphényle par exemple est une matière ayant
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des caractéristiques très voisines de la matière thermopla- tique citée dans l'exemple 1. Lors des essais de frittage effectués avec utilisation de penton thermoplastique, c'est- à-dire du polyuréthane chloré, on n'a pas obtenu de corps frittés à pores ouverts.
Cette matièrethermoplastique pré- sente des qualités de résistance à la chaleur relativement bonnes, mais ne nécessite pas d'application de pression pour se gélatiniser.Ce qui précède atteste que l'objet de l'invention peut être atteint avec des moyens cités comme caractéristiques de la présente invention, mais au cas où la matière est choi- sie en dehors des limites de ces caractéristiques, on n'at- teint pas les résultats escomptés, encore que certaines par- ties des caractéristiques de l'invention aient été observées.
On peut produire des éléments de forme allongée tels que des tuyaux, tiges et similaires par un procédé en continu au moyen d'un moule qui ne cesse de s'étendre longitudinale- ment tandis que se poursuit le frittage de la matière plas- tique. Le moule peut être formé d'une bande de métal en feuil- le qui est enroulée autour ce mandrins et qui est transformée en moule prolongé à l'aide d'un join. longitudinal ou héli- coïdal. La matière thermoplastique est. introduite dans le moule en même temps'qu'il est formé.
Le moule, c'est-à-dire la bande de métal en feuille en question, plut être laissé en place après le frittage afin d'agir en tant que garniture de protection de l'élément formé, pour être enlevé ensuite lorsque l'élément doit être utilisé. L'encrassement ut l'obs- truction des pores seront plus efficacement évités grâce à ce moyen.