EP0230832A1 - Procédé de préparation d'une pâte à base d'alginates, de plâtre ou substances similaires et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procédé de préparation d'une pâte à base d'alginates, de plâtre ou substances similaires et dispositif pour sa mise en oeuvre Download PDF

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EP0230832A1
EP0230832A1 EP86402898A EP86402898A EP0230832A1 EP 0230832 A1 EP0230832 A1 EP 0230832A1 EP 86402898 A EP86402898 A EP 86402898A EP 86402898 A EP86402898 A EP 86402898A EP 0230832 A1 EP0230832 A1 EP 0230832A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
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    • B01F33/5011—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use portable during use, e.g. hand-held
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    • Y10S366/00—Agitating
    • Y10S366/602—Amalgam mixer, e.g. dental filling

Definitions

  • the present invention relates to the preparation of a molding paste based on alginates, plaster or similar substances, this preparation being carried out by mixing a powder of alginates, plaster or similar substances with water and the pastes obtained being used in dentistry and in particular, as regards alginates, for molding dental impressions and, as regards other substances mainly mixtures of plaster with silica, silicates or phosphates for molding of compensating coatings.
  • These pastes must be absolutely homogeneous and have no gas bubbles included.
  • FR-A-1.473.563 which relates to the same field of technology proceeds, in a first chamber, to vacuum spatulation then, to improve the elimination of gas inclusions and the homogenization, transfers the mixture to a second chamber in which the dough is subjected simultaneously to mechanical vibrations and to vacuum. It is indeed known, in particular in the concrete technique, that the vibration improves the homogeneity of the doughs.
  • This known method for preparing a vacuum dough which performs the mixing in a first enclosure and the vibration in a second enclosure has many practical drawbacks such as in particular the need to transfer from one enclosure to another during of the preparation process. It also has other drawbacks with regard to the homogeneity of the mixture and the presence in the final mixture of very fine gas bubbles.
  • the first of these drawbacks is due to the fact that the mixer or spatulator has dead zones, in particular the surface layer which adheres to the wall of the bowl and to the blades of the spatulator, zones in which there is no mechanical mixing of the dough.
  • the second of these drawbacks results from the low amplitude of the mechanical vibrations which is insufficient to ensure a circulation of the fine gas bubbles causing a coalescence increasing their volume until giving them a sufficient upward force in particular in a viscous paste.
  • the present invention results from the discovery that it is possible to avoid all of these drawbacks.
  • the process according to the invention for preparing a paste by mixing at least one constituent substance in the form of a powder with at least one constituent substance in liquid form, mechanical mixing of the mixture under vacuum and setting in vibration vacuum mixing is characterized in that the mixture is subjected to a vibra field tion during at least the final phase of mechanical mixing.
  • the mixture is, first of all vibrated then after placing under vacuum, mechanically kneaded.
  • This setting in vibration before kneading promotes the imbibition of the powder by the liquid before spatulation.
  • the frequency of the vibrations can be between 50 and 15000 Hz, preferably between 2000 and 8000 Hz and their amplitude between 0.1 and 5 mm.
  • the vibration of the kneaded mass during the spatulation takes off the surface layers from the walls and pushes them back into the zone subjected to the flow and rolling of the dough fillets due to mechanical stirring.
  • the fine gas bubbles are subjected by the effect of vibrations to rapid cycles of compression-depression which facilitate their circulation in the dough but they are at the same time put into circulation by mechanical stirring, which promotes coalescence in the form of larger bubbles with higher upward force and speed.
  • the vertical or horizontal direction of the vibrations that is to say parallel or perpendicular to the axis of rotation of the mixer, is chosen according to the density and the viscosity of the dough.
  • the constituent substances in particular the water which constitutes the liquid, are used at a low temperature close to the freezing point of the liquid.
  • the system is cooled during mechanical mixing.
  • the present invention also relates to a device for implementing the method, this device comprising a base, a bowl of revolution carried by this base, a cover which closes this bowl in a leaktight manner, a vacuum pipe opening under the underside of the cover and connected at its other end to a vacuum source and mixing blades carried by an axis passing through the cover, the axis being connected by a connecting member with a rotary drive motor and the device being characterized in that the bowl is suspended under the lid and secured in a removable manner with the latter with means for imparting vibrations to the assembly of the lid and of the bowl via the lid.
  • the wall of the bowl includes a circuit for the circulation of a refrigerant.
  • the device comprises a frame designated by the overall reference 1 with a base 2, a foot forming column 3 and an upper console 4.
  • the electric motor 5 of drive of the assembly and the vacuum pump 6 driven from the engine by a transmission belt 7, the engine and the pump being mounted on a plate 8.
  • the vacuum pump 6 discharges into a filtering and damping chamber 9 and sucks in through a pipe 10.
  • a vertical vibration generator 11a and a horizontal vibration generator 11b are also mounted on the frame.
  • the vibrating base 13 which is constituted by a box connected by a rod 14 to the vibrating member of the generator 11.
  • the motor shaft 5 drives by a reduction gear 15 a vertical shaft 16 which is secured by a deformable elastic coupling 17 with an axis connection block of any known type 18, this connector block being integral with the vibrating base 13.
  • the vibrating base 13 has at its bottom three cylindrical bowls spaced 120 ° apart, one of these bowls 19 being connected to the pipe 10 of the vacuum pump and the other two 20 being blind.
  • the cover 21 of the spatula bowl carries three studs 22 intended to engage in a sealed manner by means of a peripheral seal 23 in the three bowls, these studs having a central channel 24 which opens into the underside of the cover 21.
  • the cover 21 comprises a sleeve 25 in which is rotatably mounted a pin 26 carrying at its lower part perforated blades 27.
  • the bowl 28 fits tightly by a seal 29 under the cover 21.
  • the assembly 21-28 is applied to the vibrating base 13.
  • the direction of the vibrations is selected by switching the supply of the vibration generator on the generator 11a giving vertical vibrations or 11b giving horizontal vibrations, said vibrations having a frequency of 5 to 6000 Hz and an amplitude between 1.25 and 2.50 mm.
  • the motor 5 is started, this driving the vacuum pump 6 which puts under vacuum through the channel 10 and the channel 24 of the stud 22 engaged in the bowl 19, the volume of the bowl.
  • the vacuum is also transmitted through the channel 24 of the other two studs in the bowls 20, which provides reinforced support for the assembly formed by the cover 21 and the bowl 28 under the vibrating base 13.
  • the mixture and mixing takes place under vacuum under the combined action of mechanical stirring and vibrations.
  • a mixture consisting of 25 g of alginates and 20 g of water was placed in the bowl at a temperature of 9 ° C.
  • the depression in the bowl was 110 KPa, the rotation speed of the blades was 250 rpm and the vibrations had a frequency of 5.500 Hz with an amplitude of 1.75 mm.
  • the alginate mixture was perfectly homogeneous and without any perceptible gas bubble.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de préparation d'une pâte par mélange d'au moins une substance constituante sous forme solide notamment en poudre avec au moins une substance constituante sous forme liquide, malaxage mécanique sous vide du mélange et mise en vibration sous vide du mélange.
Conformément à l'invention on soumet le mélange à un champ de vibration pendant au moins la phase finale du malaxage mécanique dans un dispositif comportant une embase, un bol de révolution porté par cette embase, un couvercle qui ferme ce bol de façon étanche, une conduite de mise sous vide débouchant dans le bol et des pales de malaxage, le bol (28) étant suspendu sous le couvercle (21) et solidarisé de façon amovible avec celui-ci avec des moyens (11) pour impartir des vibrations à l'ensemble du couvercle (21) et du bol (28) par l'intermédiaire du couvercle.
La présente invention s'applique à la préparation des pâtes à base d'alginate de plâtre ou substances analogues notamment en dentisterie pour le moulage d'empreintes dentaires ou de revêtements compensateurs.

Description

  • La présente invention concerne la préparation d'une pâte de moulage à base d'alginates,de plâtre ou substances similaires, cette préparation étant effectuée par brassage d'une poudre d'alginates,de plâtre ou substances similaires avec de l'eau et les pâtes obtenues étant utilisées en art dentaire et notamment, en ce qui concerne les alginates, pour le moulage d'empreintes dentaires et, en ce qui concerne les autres substances principalement des mélanges de plâtre avec de la silice, des silicates ou des phosphates pour le moulage de revêtements compensateurs. Ces pâtes doivent être absolument homogènes et ne pas présenter de bulles de gaz incluses.
  • Il est usuel de réaliser ces mélanges par spatulation mécani­que notamment avec un agitateur à pales entraîné en rotation dans le bol contenant le mélange. On a également proposé, pour éliminer les inclusions gazeuses du mélange, de mettre le bol sous vide pendant la spatulation.
  • FR-A-1.473.563 qui concerne le même domaine de la technique procéde, dans une première chambre, à une spatulation sous vide puis, pour améliorer l'élimination des inclusions gazeu­ses et l'homogénéisation, transfère le mélange dans une deuxième chambre dans laquelle la pâte est soumise simulta­nément à des vibrations mécaniques et au vide. Il est en effet connu,notamment dans la technique des bétons,que le vibrage améliore l'homogénéité des pâtes.
  • Ce procédé connu de préparation d'une pâte sous vide qui effectue le brassage dans une première enceinte et la vibra­tion dans une seconde enceinte présente de nombreux inconvé­nients pratiques tels que notamment la nécessité d'un transfert d'une enceinte à l'autre au cours du procédé de préparation. Il présente également d'autres inconvénients en ce qui concerne l'homo­géneité du mélange et la présence dans le mélange final de très fines bulles gazeuses.
  • Le premier de ces inconvénients est dû au fait que le malaxeur ou spatulateur présente des zones mortes notamment la couche de surface qui adhère à la paroi du bol et aux pales du spatu­lateur, zones dans lesquelles il n'y a pas de malaxage méca­nique de la pâte. Le second de ces inconvénients résulte de la faible amplitude des vibrations mécaniques qui est insuffisante pour assurer une circulation des fines bulles gazeuses provoquant une coalescence accroissant leur volume jusqu'à leur donner une force ascensionnelle suffisante notam­ment dans une pâte visqueuse.
  • La présente invention résulte de la découverte qu'il est possible d'éviter l'ensemble de ces inconvénients.
  • Le procédé,conforme à l'invention,de préparation d'une pâte par mélange d'au moins une substance constituante sous forme d'une poudre avec au moins une substance consti­tuante sous forme liquide, malaxage mécanique sous vide du mélange et mise en vibration sous vide du mélange est carac­térisé en ce que l'on soumet le mélange à un champ de vibra­ tion pendant au moins la phase finale du malaxage mécanique.
  • Selon un mode de réalisation préférentiel le mélange est, tout d'abord vibré puis après mise sous vide, malaxé mécani­quement. Cette mise en vibration avant malaxage favorise l'imbibition de la poudre par le liquide avant la spatulation. La fréquence des vibrations peut être comprise entre 50 et 15000 Hz de préférence entre 2000 et 8000 Hz et leur amplitude entre 0,1 et 5 mm.
  • Dans le procédé conforme à l'invention la mise en vibration de la masse malaxée pendant la spatulation décolle les couches superficielles des parois et les repousse dans la zone soumise à l'écoulement et au laminage des filets de pâte dus au bras­sage mécanique. Simultanément les fines bulles gazeuses sont soumises par l'effet des vibrations à des cycles rapides de compression-dépression qui facilitent leur circulation dans la pâte mais elles sont en même temps mises en circulation par le brassage mécanique, ce qui favorise la coalescence sous forme de bulles de plus grand volume présentant une force et une vitesse ascensionnelles plus élevées.
  • Selon une autre caractéristique du procédé la direction ver­ticale ou horizontale des vibrations, c'est-à-dire paralléle ou perpendiculaire à l'axe de rotation du malaxeur, est choi­sie en fonction de la densité et de la viscosité de la pâte.
  • Selon une autre caractéristique les substances constituantes, notamment l'eau qui constitue le liquide, sont mises en oeuvre à une température basse voisine du point de congélation du liquide. Eventuellement le système est refroidi pendant le malaxage mécanique.
  • La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, ce dispositif comportant une embase, un bol de révolution porté par cette embase, un cou­vercle qui ferme ce bol de façon étanche, une conduite de mise sous vide débouchant sous la face inférieure du couvercle et reliée à son autre extrémité à une source de vide et des pales de malaxage portées par un axe traversant le couvercle, l'axe étant relié par un organe de liaison avec un moteur d'entraînement en rotation et le dispositif étant caractérisé en ce que le bol est suspendu sous le couvercle et solidarisé de façon amovible avec celui-ci avec des moyens pour impartir des vibrations à l'ensemble du couvercle et du bol par l'inter­médiaire du couvercle.
  • Selon une autre caractéristique la paroi du bol comporte un circuit pour la circulation d'un réfrigérant.
  • D'autres caractéristiques de l'invention et notamment du dispositif apparaîtront à la lecture de la description dé­taillée faite ci-après avec référence au dessin ci-annexé dans lequel la figure unique est une vue en élévation schéma­tique avec coupe partielle d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de malaxage.
  • Le dispositif comporte un bâti désigné par la référence d'en­semble 1 avec un socle 2, un pied formant colonne 3 et une console supérieure 4. Dans la partie du bâti formant la colon­ne 3 et la console 4 sont logés le moteur électrique 5 d'en­traînement de l'ensemble et la pompe à vide 6 entraînée depuis le moteur par une courroie de transmission 7, le moteur et la pompe étant montés sur une platine 8. La pompe à vide 6 refoule dans une chambre de filtrage et d'amortissement 9 et aspire par une conduite 10. Sur le bâti sont également montés un générateur de vibrations verticales 11a et un généra­teur de vibrations horizontales 11b.
  • Sous la console 4 est suspendue par des blocs élastiques 12, l'embase vibrante 13 qui est constituée par un caisson relié par une tige 14 à l'organe vibrant du générateur 11.
  • L'arbre du moteur 5 entraîne par un engrenage réducteur 15 un arbre vertical 16 qui est solidarisé par un accou­plement élastique déformable 17 avec un bloc raccord d'axe d'un type quelconque connu 18, ce bloc raccord étant solidaire de l'embase vibrante 13.
  • L'embase vibrante 13 présente dans son fond trois cuvettes cylindriques espacées de 120°, l'une de ces cuvettes 19 étant reliée à la canalisation 10 de la pompe à vide et les deux autres 20 étant borgnes.
  • Le couvercle 21 du bol de spatulation porte trois tétons 22 destinés à venir s'engager de façon étanche grâce à un joint périphérique 23 dans les trois cuvettes, ces tétons présentant un canal central 24 qui débouche dans la face inférieure du couvercle 21. Au centre le couvercle 21 comporte un manchon 25 dans lequel est monté à rotation de façon étan­che un axe 26 portant à sa partie inférieure des pales 27 perforées. Lorsque le couvercle est mis en place sur l'embase vibrante 13 par engagement des tétons 22 dans les cuvettes 20-21, le manchon 25 et l'arbre 26 s'engagent dans une fenê­tre de la surface inférieure de l'embase et l'arbre 26 vient s'enclencher dans le bloc raccord d'axe 18 pour que les pales 27 puissent être entraînées en rotation par le moteur 5.
  • Le bol 28 vient s'adapter de façon étanche par un joint 29 sous le couvercle 21.
  • Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
  • Après avoir versé dans le bol 28, les constituants du mélange et le couvercle 21 étant en place sur le bol 28 on applique l'ensemble 21-28 sur l'embase vibrante 13. On sélectionne la direction des vibrations en commutant l'alimentation du géné­rateur de vibrations sur le générateur 11a donnant des vibra­tions verticales ou 11b donnant des vibrations horizontales, lesdites vibrations ayant une fréquence de 5 à 6000 Hz et une amplitude comprise entre 1,25 et 2,50mm. Après mise en route du générateur de vibrations on met en route le moteur 5, celui-ci entraînant la pompe à vide 6 qui met sous dépression par le canal 10 et le canal 24 du téton 22 engagé dans la cuvette 19, le volume du bol. La dépression est également transmise par le canal 24 des deux autres tétons dans les cuvettes 20, ce qui assure un maintien renforcé de l'ensemble constitué par le couvercle 21 et le bol 28 sous l'embase vibrante 13. Il en résulte que le mélange et le malaxage s'effectuent sous vide sous l'action combinée d'un brassage mécanique et de vibrations.
  • A titre d'exemple de mise en oeuvre du procédé on a placé dans le bol un mélange constitué par 25 g d'alginateset 20 g d'eau à une température de 9°C. La dépression dans le bol était de 110 KPa, la vitesse de rotation des pales était de 250 tours/min et les vibrations avaient une fréquence de 5.500 Hz avec une amplitude de 1,75 mm. Après 20 secondes de fonctionnement le mélange d'alginates était parfaitement homogène et sans aucune bulle gazeuse perceptible.

Claims (9)

1. Un procédé de préparation d'une pâte par mélange d'au moins une substance constituante sous forme solide notamment en poudre avec au moins une substance constituante sous forme liquide, malaxage mécanique sous vide du mélange et mise en vibration sous vide du mélange,
caractérisé en ce que l'on soumet le mélange à un champ de vibration pendant au moins la phase finale du malaxage mécanique.
2. Un procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le mélange est tout d'abord vibré puis, après mise sous vide, malaxé mécaniquement.
3. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que la fréquence des vibrations est comprise entre 50 et 15000 Hz de préférence 2000 à 8000 Hz et leur amplitude entre 0,1 et 5mm.
4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que, selon la densité et la viscosité de la pâte, la direction des vibrations est sélectionnée verticale­ment ou horizontalement.
5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que les substances constituantes sont mises en oeuvre à une température basse, de préférence voisine du point de congélation du liquide.
6. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 comportant une embase, un bol de révolution porté par cette embase, un cou­ vercle qui ferme ce bol de façon étanche, une conduite de mise sous vide débouchant sous la face inférieure du cou­vercle, et reliée à son autre extrémité à une source de vide et des pales de malaxage portées par un axe traversant le couvercle, l'axe étant relié par un organe de liaison avec un moteur d'entraînement en rotation,
caractérisé en ce que le bol (28) est suspendu sous le cou­vercle (21) et solidarisé de façon amovible avec celui-ci avec des moyens (11) pour impartir des vibrations à l'ensem­ble du couvercle (21) et du bol (28) par l'intermédiaire du couvercle.
7. Un dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce qu'une embase vibrante (13) est suspendue sous une console (4) du bâti (1) par des blocs élastiques (12), cette embase vibrante portant le couvercle (21) dans lequel est monté à rotation l'axe (26) des pales (27) du malaxeur qui est relié au moteur d'entraînement (5) par un accouplement mobile (18) et un amortisseur de vibrations (17), le bol (28) étant maintenu par la depression sous le couvercle (21) et l'embase vibrante (13) étant mise en vibration par les moyens (11a, 11b) portés par l'embase (1).
8. Un dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce que le couvercle (21) est centré sous l'em­base vibrante (13) par trois tétons (22) engagés dans des cuvettes (19-20) de l'embase, le vide du bol (28) étant trans­mis dans ces cuvettes (19-20) pour maintenir l'ensemble du couvercle (21) et du bol (28) en position sur l'embase vi­brante (13).
9. Un dispositif selon la revendication 8,
caractérisé en ce que la mise sous vide du bol (28) est assurée par une conduite (10) débouchant au fond d'une cuvette (19) de l'embase vibrante (13), les tétons (22) étant percés axiale­ment (24) pour établir une communication entre la cuvette (19) et le bol (26) et entre ce dernier et les deux autres cuvettes (20).
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