FR2691381A1 - Procédé pour dissocier et séparer en catégories les différentes matières plastiques de pièces composites à recycler. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour dissocier et séparer avec précision catégorielle les différentes matières plastiques de pièces composites 1 à recycler, ces pièces se composant généralement de trois matières constituées par un substrat porteur 2 formé d'une matière plastique dure, d'une couche intermédiaire 3 formée de mousse et adhérant sur le substrat et d'une feuille flexible 4 adhérant extérieurement sur la couche intermédiaire; les pièces composites sont initialement broyées sous forme de particules de forme approximativement cubique d'une grosseur d'environ 20 mm, ensuite ces particules sont dissociées en leurs différentes matières et sont triées par catégories, ensuite la mousse est désagrégée sélectivement sous la forme de miettes qui sont séparées par tamisage des plus gros morceaux de particules, en opérant avantageusement dans un broyeur à marteaux dans lequel est intégrée une plaque de tamisage.

Description

La présente invention concerne un procédé pour dissocier et séparer avec

précision catégorielle les différentes matières plastiques de pièces composites à recycler, comme cela est connu par exemple d'après la demande de brevet japonais du 21 06 1989, publiée le 31 01 1991 sous le N O 077307/1991, procédé dans lequel les pièces composites, qui contiennent à coeur au moins une matière expansée et sur le côté extérieur une feuille

adhérant sur celle-ci, sont broyées pour créer des particu-

les approximativement en forme de cubes et constituées de matières plastiques encore différentes, les particules sont décomposées en leurs différentes matières et celles-ci sont séparées avec précision catégorielle, la mousse

des particules est désintégrée mécaniquement et sélecti-

vement, dans une première étape de traitement à sec des particules, sous la forme de miettes bien plus petites que les éléments résiduels de particules et les petites miettes de matière expansée sont séparées, notamment par tamisage, des plus gros éléments restants de particules par un procédé de séparation opérant avec sélection de

grosseurs de grains.

Pour les pièces composites en matière plastique indiquées ci-dessus et qui sont utilisées en grande partie dans les structures internes de véhicules automobiles, il se pose les problèmes suivants en ce qui concerne la capacité de réemploi: les différents matériaux sont collés entre eux de façon très solide par l'intermédiaire de matière expansée et, dans la plupart des cas, ils ne peuvent pas être séparés mutuellement avec une intégrité

et une précision suffisantes Les matières plastiques se pré-

sentant comme un mélange de matières ne sont cependant pas réutilisables de sorte qu'elles peuvent être jetées comme déchets dans une forme non triée seulement de façon coûteuse et polluante pour l'environnement Dans le cas

de pièces composites à trois matières comportant un subs-

trat formé d'une matière plastique dure, une couche in-

termédiaire de matière expansée, appelée "mousse" dans la suite, et une feuille servant d'enveloppe extérieure, on rencontre en outre, en ce qui concerne les particules de matière plastique dure et les particules de feuille, la difficulté supplémentaire consistant en ce qu'elles ont des poids spécifiques à peu près identiques et qu'elles

ne peuvent pas être séparées avec les procédés de sépara-

tion connus D'autre part, seulement déjà lors de la fabrication de pièces de ce genre, il se produit environ % en poids de chutes de matière lors du poinçonnage d'évidements et lors de cisaillages, et également sous forme de pièces rebutées; par ailleurs, également pour l'élimination de pièces provenant de vieilles automobiles, il faut penser à leur mise à la ferraille Du fait des quantités importantes de pièces composites de ce genre, il faudrait également résoudre, d'une manière exploitable en pratique, le problème concernant les possibilités d'extraction et également de réutilisation des matériaux

avant leur renvoi aux déchets.

Dans la demande de brevet japonais précitée n' 077307/1991, il est décrit un procédé pour désagréger et trier les différentes matières plastiques intervenant dans des pièces composites, notamment les parties en mousse qui sont revêtues de feuilles, procédé dans lequel initialement on effectue une désagrégation grossière dans une granulométrie comprise entre 20 et 50 mm La masse des particules grossières est soumise à une agitation intensive dans une machine comportant un agitateur à

hélice à rotation rapide, qui tourne dans un plan horizon-

tal et situé à proximité du fond du récipient d'agitation.

Les pales du rotor du mécanisme agitateur produisent des forces de cisaillement qui sont exercées sur les particules et il est possible de séparer les uns des

autres les matériaux d'autant plus que la durée d'agita-

tion est plus longue En fonction du type des matières plastiques intervenant dans la pièce composite, on obtient des finesses différentes pour le produit traité de cette

manière Ensuite, le produit broyé est classifié en fonc-

tion de la grosseur des grains et, à cet égard, au moins une fraction rentre dans une catégorie appropriée pour un réemploi Evidemment, en fonction des différences entre la résistance à l'usure de la fraction de mousse d'une part et des autres matières plastiques d'autre part, il est possible, par un brassage ou une agitation mécanique de la masse de particules de mousse non seulement d'obtenir une désagrégation fine, mais également de les séparer complètement, dans la zone de la liaison collée, des autres morceaux de matière plastique de sorte que ceux-ci restent absolument exempts de mousse Cependant

le procédé connu est seulement limité à des pièces compo-

sites à deux matières contenant un composant-mousse et en outre le procédé connu n'est pas applicable, d'après les expériences faites par la Demanderesse, à tous les types de mousses Egalement sans tenir compte du type de mousse, le procédé connu ne peut pas être utilisé pour toutes les pièces composites pourvues de mousse et contenant des matières plastiques dures renforcées

par des nappes de fibres de verre car, d'après les expé-

riences faites par la Demanderesse, ces matières plastiques se dédoublent ( se décollent), en cas de sollicitation

de la masse de particules par cisaillement ou par frotte-

ment, sous forme de lamelles qui ne peuvent pas être séparées en catégories par rapport à des paillettes de

feuille formées de matières différentes En outre indé-

pendamment du type de mousse des pièces composites à trois matières, pourvues de mousse et contenant deux matières plastiques différentes, ne peuvent également pas être séparées en catégories par le procédé connu en ce qui concerne les deux autres matières plastiques,

tant que ces deux matières plastiques ne se différen-

cient pas ou seulement très peu l'une de l'autre comme cela est très courant en ce qui concerne les critères habituels de classification, comme le poids absolu ou le poids spécifique ou bien la grosseur des particules. Egalement le brevet des Etats Unis-5 042 725 se rapporte au problème posé par le traitement approprié de pièces composites du type concerné ici en vue d'une possibilité de réemploi des différents matériaux Dans ce brevet, il est décrit un procédé opérant au total en voie sèche et dans lequel les pièces composites sont

initialement soumises à une granulation dans une granulo-

métrie d'environ 10 mm et les particules sont ensuite triées en plusieurs étapes, et notamment initialement d'après la grosseur des grains et ensuite d'après le poids Le triage pondéral est effectué sur une table de vibration apparemment inclinée et comportant un plateau perméable à l'air et à travers lequel est insufflé de l'air s'écoulant vers le haut Les particules les plus lourdes se rassemblent sur un des côtés longitudinaux du plateau de table et les éléments moins lourds sur le côté opposé Par humidification ou par pulvérisation avec un liquide antistatique, on empêche ou on élimine une charge électrostatique, notamment des particules de mousse Il est évident qu'à cet égard les particules plus petites ou plus légères qui sont éliminées par triage sont constituées dans l'essentiel de mousse La fraction de mousse qui est obtenue par le procédé décrit ici doit apparemment contenir seulement environ 2 % en poids de la mousse se trouvant dans la feuille et par conséquent elle doit avoir une pureté permettant son réemploi Les fractions plus grossières ou plus lourdes, pour lesquelles il n'est proposé aucun autre traitement particulier, contiennent évidemment dans l'essentiel les paillettes de feuille, sur lesquelles adhèrent solidement cependant

évidemment encore des morceaux de mousse et qui ne possè-

dent par conséquent pas la pureté nécessaire pour un réemploi D'autres procédés de désagrégation et de triage pour des pièces composites à trois matières sont également encore cités et font intervenir également une granulation des pièces à traiter mais o cependant on opère par des processus différents dans leur principe et qui ne sont pas comparables ici Egalement le procédé décrit ici

est limité seulement à des pièces composites à deux matiè-

res, contenant une mousse; des pièces composites à trois matières, parmi lesquelles deux autres matières plastiques différentes, ne peuvent également pas être dissociées en catégories par ce procédé en ce qui concerne les deux autres matières plastiques difficilement différenciables de sorte que ces matières plastiques pourront soit être réutilisées sous la forme d'un mélange de qualité réduite, soit être jetées aux déchets avec toutes les conséquences perturbatrices concernant les coûts et la pollution de l'environnement. La demande de brevet européen EP-422 460 décrit

un procédé pour désagréger et trier les différentes matiè-

res plastiques contenues dans des chutes de poinçonnage provenant de tableaux de bord de véhicules automobiles,

ces chutes étant produites lors du poinçonnage d'ouvertu-

res de montage d'instruments, d'appareils de radio, de

grilles de ventilation ou analogues Les chutes de poinçon-

nage se composent d'une couche de base formée de mousse de polyuréthane hydrophile et d'une pellicule extérieure liée à cette couche et constituée d'une feuille de chlorure de polyvinyle hydrophobe Les chutes sont initialement broyées en particules de forme cubique et d'une grosseur d'environ 3 mm et ensuite, en vue d'une séparation et d'un triage des différentes matières plastiques, elles

sont brassées dans de l'eau avec un rapport entre granu-

lat et eau compris entre un et sept au moyen d'un méca-

nisme agitateur, la mousse de polyuréthane absorbant

de l'eau étant soumise à un gonflement D'après le proces-

sus décrit dans le document précité, la mousse qui a gonflé se sépare de la feuille de chlorure de polyvinyle qui a conservé sa stabilité de forme Pour autant que

les particules de mousse qui ont été séparées des particu-

les de feuille ne se mettent pas à flotter, sous l'effet des gaz résiduels qu'elles contiennent encore, à la surface

de l'eau et ne puissent pas être collectées dans un trop-

plein du récipient, il est possible, conformément aux autres réalisations qui sont citées dans ce document, de séparer complètement les particules de mousse des

petits morceaux de feuille par un processus de flottation.

Des petits morceaux de feuille qui ont un poids spécifique sensiblement supérieur à celui de l'eau peuvent en tout cas être collectés au fond du récipient d'eau et être évacués par pompage à intervalles Après un séchage des particules de matière qui ont été séparées en catégories, les matières peuvent à nouveau être réutilisées On peut se demander si le procédé décrit ci-dessus permet d'obtenir effectivement une séparation, exploitable en pratique, des différentes catégories de matières plastiques avec une précision catégorielle réutilisable Les forces pouvant être exercées, sous l'effet d'un gonflement des résidus de mousse se trouvant sur les particules, sur la liaison collée existant entre la mousse et la feuille sont trop

petites, notamment à cause de l'élasticité et de la com-

pressibilité de la mousse, pour pouvoir vaincre les forces de collage sensiblement supérieures de manière qu'il puisse se produire un enlèvement des résidus de mousse à partir des paillettes de feuille; de toute manière, dans des zones assez petites et non prévues de mauvais collage entre la mousse et la feuille ou bien dans le cas, envisageable en tout cas théoriquement, d'un collage ultérieur entre des éléments de mousse et de feuille, on peut s'attendre, lors de l'utilisation d'un adhésif soluble dans l'eau avec le mode opératoire décrit, à un détachement des particules de mousse par rapport aux paillettes de feuille Par ailleurs, ce procédé ne convient également pas pour être appliqué à des pièces composites à trois matières comportant en dehors de parties en mousse encore deux autres matières plastiques composantes,

évidemment différentes en ce qui concerne leurs composi-

tions mais difficiles à différencier par les procédés

habituels de classification.

L'invention a par contre pour but d'améliorer le procédé décrit ci- dessus de telle sorte qu'il soit également possible de dissocier des pièces composites à trois matières, contenant deux matières plastiques composantes évidemment différentes en ce qui concerne

leurs compositions mais cependant difficilement différencia-

bles par les procédés habituels de classification -de façon à séparer toutes les matières plastiques composantes

avec une précision catégorielle exploitable pour un réem-

ploi, sans obtenir des fractions mélangées de qualité moindre ou non utilisable, et par conséquent à rejeter,

et sans qu'il se produise dans les matières des modifica-

tions qui nuiraient à leur réemploi ou le rendraient

même impossible.

Les problèmes définis ci-dessus sont résolus par le procédé conforme à l'invention de deux manières différentes:

d'une part en ce que, pour la dissociation et la sépara-

tion avec précision catégorielle de pièces composites à trois matières, qui se composent:

d'un substrat porteur, constitué d'une matière plasti-

que dure et d'une paroi plus épaisse que la feuille extérieure, * d'une couche intermédiaire constituée de la mousse et disposée avec adhérence sur ce substrat, et d'une feuille flexible disposée extérieurement en adhérence sur la couche intermédiaire, la désintégration sélective de la mousse est produite par sollicitation par percussion des particules et en ce que, après enlèvement de la fraction de mousse, le mélange initialement subsistant, qui est constitué des particules de matière plastique dure à paroi épaisse et des paillettes de feuille à paroi mince, est séparé, au moyen d'un trieur pneumatique vertical à faible effet tourbillonnaire,

en une fraction-matière plastique dure et en une fraction-

feuille, les particules du mélange, situées à plat et séparément, c'està-dire sans recouvrement, sur un support à peu près horizontal et perméable à l'air, étant aspirées à partir du bas par un courant d'air à faible mouvement tourbillonnaire, s'élevant approximativement verticalement, de sorte que seulement les paillettes de feuille plus légères sont soulevées et entraînées vers le haut tandis que les particules de matière plastique dure qui restent sont évacuées latéralement au niveau du tamis; le mélange, initialement subsistant, qui est composé d'éléments de matière plastique dure à paroi mince et de paillettes

de feuille à paroi mince est séparé avec précision catégo-

rielle au moyen d'un trieur pneumatique vertical produi-

sant peu de turbulence et qui permet d'obtenir une grande précision de séparation; d'autre part en ce que, pour dissocier et séparer avec précision catégorielle des pièces composites à trois matières qui se composent:

d'un substrat porteur, constitué d'une matière plasti-

que dure et d'une paroi plus épaisse que la feuille extérieure, d'une couche intermédiaire constituée de la mousse et disposée avec adhérence sur ce substrat, et d' une feuille flexible disposée extérieurement en adhérence sur la couche intermédiaire, la désintégration sélective de la mousse est produite par sollicitation par percussion des particules et en ce que, après enlèvement de la fraction de mousse, le mélange initialement subsistant, qui est constitué des particules de matière plastique dure à paroi épaisse et des paillettes de feuille à paroi mince, est séparé, au moyen d'un dispositif de séparation à tamis oscillant assisté par un écoulement d'air dirigé vers le haut (sole de triage pneumatique), en une fraction-matière plastique

dure et en une fraction-feuille et à cet égard, les parti-

cules, accumulées dans une condition de répartition aléa-

toire sur un tamis oscillant, incliné par rapport à l'hori-

zontale et dont la grosseur de mailles est bien plus petite que les particules du mélange, sont soumises à un effet d'entraînement par vibration orienté vers le bord surélevé du tamis oscillant et, sous l'effet de l'écoulement d'air dirigé vers le haut, la force d'appui des particules contre le tamis oscillant ainsi que la force de retenue pouvant s'exercer sur les particules du côté du tamis et sous l'effet d'un frottement sont réduites de telle sorte que l'effet d'entraînement par vibration exercé sur les paillettes de feuille plus légères

sera nettement plus petit que celui exercé sur les particu-

les de matière plastique dure et qu'en correspondance les particules de matière plastique dure seront entraînées vers le bord surélevé du tamis oscillant alors que par contre les paillettes de feuille seront déchargées par dessus le bord abaissé du tamis oscillant; avec ce mode

opératoire, on utilise ce qu'on appelle une sole de sépa-

ration pneumatique.

Les avantages du procédé de dissociation et de tirage conforme à l'invention sont les suivants: à partir de l'ensemble composite, on obtient une bonne séparation mutuelle des différentes fractions de matières,

c'est-à-dire que les particules de feuille et les parti-

* 10

cules de matière plastique dure sont complètement exemp-

tes de mousse.

Les différentes particules non constituées de mousse ne sont pas modifiées et altérées dans la première étape de traitement de sorte qu'elles peuvent être

encore triées de façon sûre.

Le mélange de particules constitué des différentes fractions de matières peut être trié avec une précision

catégorielle permettant la réutilisation.

Il est ainsi possible de réemployer les différentes matières, qui ne peuvent être réutilisées évidemment comme matières de bonne qualité que sous une forme

bien triée.

En outre on réduit ainsi le rejet aux déchets.

Il s'agit d'un procédé rationnel, pouvant être mis en oeuvre avec une technique grossière et dans lequel on peut utiliser des composants qui se sont confirmés

déjà par ailleurs.

Les pièces à traiter restent sèches pendant tout le processus et elles peuvent ensuite être directement réutilisées de sorte qu'on évite un séchage fortement

consommateur d'énergie.

La feuille de matière plastique et la matière plastique dure qui interviennent seront traitées délicatement

et seront dissociées en particules relativement grossiè-

res correspondant à une granulométrie comprise avanta-

geusement entre environ 10 et 20 mm, ce qui est important notamment pour des matières plastiques dures renforcées par fibres et pour leur réemploi car c'est seulement dans le cas d'une dissociation grossière de telles

matières qu'il est possible d'utiliser également effica-

cement les fibres incluses; dans le cas d'une très fine granulation de matières plastiques renforcées par fibres en vue de leur réemploi, les courts fragments de fibres agissent simplement comme une matière de

de charge ayant un effet d'alourdissement.

Selon d'autres caractéristiques du procédé conforme à l'invention: Les pièces composites sont désagrégées en particules de forme approximativement de cubes et/ou de bandes ayant

une granulométrie supérieure à environ 15 mm, des lon-

gueurs de bords jusqu'à 150 mm étant admises pour des

particules en forme de bandes.

La sollicitation par percussion des particules et le tamisage des miettes de mousse désagrégées sont effectués dans un broyeur à marteaux comportant une plaque de tamisage intégrée dans la virole entourant l'ensemble rotatif de broyage, des miettes désagrégées de mousse sortant en continu à partir de la plaque de tamisage

prévue dans le broyeur à marteaux et les morceaux gros-

siers de matière plastique exempts de mousse étant évacués avantageusement par charge hors du broyeur

à marteaux.

La désagrégation des pièces composites en particules de forme approximativement cubique est effectuée en deux étapes par découpage avec peu de morceaux fins, par le fait que les pièces composites sont initialement découpées en bandes étroites qui sont ensuite hachées

en éléments courts également avec peu de morceaux fins.

Le découpage des pièces composites sous forme de bandes étroites est effectué dans une machine de coupe à deux arbres et le hachage des bandes en particules de forme

cubique est effectué dans un moulin de découpage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip-

tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 montre schématiquement la succession des étapes opératoires, en mettant également en évidence les alternatives possibles du procédé, la Figure 2 est une vue en coupe partielle d'une pièce

composite constituée de trois matières plastiques diffé-

rentes, dont les substances constituantes doivent être séparées avec précision catégorielle après désagrégation de la pièce, la Figure 3 est une vue en perspective d'une machine de découpage à deux arbres qui est utilisée dans le procédé conforme à l'invention, la Figure 4 est une vue en coupe d'un moulin de découpage pouvant être utilisé dans le procédé, la Figure 5 est une vue en coupe d'un broyeur à marteaux utilisable dans le procédé, la Figure 6 est une représentation schématique du trieur pneumatique particulier, prévu comme première alternative pour la dernière étape de séparation, et la Figure 7 est une représentation schématique de la sole d'épuration pneumatique qui est prévue comme seconde

alternative pour la dernière étape de séparation.

La pièce composite 1, représentée en coupe partielle sur la Figure 2, se compose des trois matières plastiques différentes, notamment: un substrat porteur 2, à paroi plus épaisse que

la feuille extérieure et constitué d'une matière plasti-

que dure renforcée avantageusement par des fibres de verre, par exemple du polypropylène renforcé par nappes de fibres de verre ( GMT-PP), une couche intermédiaire 3, enveloppant ce substrat en étant fixée par adhérence et en étant constituée de la matière expansée, par exemple de la mousse de polyuréthane (PUR) et

la feuille flexible 4, fixée extérieurement par adhéren-

ce et se composant par exemple d'un mélange d'acryl-buta-

diène-styrène et de chlorure de polyvinyle (ABS/PVC).

En ce qui concerne les pièces composites, il peut s'agir de vieilles pièces provenant de véhicules

mis à la ferraille ou bien de pièces rebutées en fabri-

cation ou bien également de chutes de poinçonnage obtenues

lors de la production de telles pièces.

Pour récupérer avec précision catégorielle les matières plastiques à partir des pièces composites

1, celles-ci sont initialement désagrégées avec précau-

tions en particules ayant approximativement des formes de cubes ou de bande, la granulométrie des particules devant être supérieure à environ 15 mm Il est évidemment nécessaire, par un choix approprié de la grosseur initiale des particules lors de la désagrégation, de veiller à ce que, à cause d'une rupture inévitable des particules lors du traitement ultérieur, la proportion de morceaux de particules, ayant une grosseur de l'ordre de l'épaisseur de paroi des matières plastiques intervenantes, soit aussi petite que possible Des essais satisfaisants ont été effectués avec une grosseur de particules d'environ mm Pour des particules en forme de bandes, la longueur des bords peut s'élever jusqu'à 150 mm La dissociation des pièces composites en particules ayant des formes de bandes ou de cubes devrait en fait être effectuée par des procédés de découpage opérant avec précautions et le moins possible par arrachement de telle sorte que, lors du découpage, il y ait peu de morceaux fins et que la structure composite du matériau soit également encore relativement peu perturbée Pour cette raison, il est prévu des machines appropriées pour les étapes de découpage, par exemple une machine de découpage à deux arbres 19 et pour autant qu'il soit prévu une seconde étape de découpage par exemple un moulin de découpage 22 tournant

lentement La désagrégation peut comme cela a été préci-

sé être effectuée en une ou deux étapes La machine de découpage à deux arbres 19, qui est de toute manière initialement prévue avantageusement pour une désagrégation,

produit une dissociation des pièces composites 1 en parti-

cules en forme de bandes, les bandes ayant comporté, dans le cas d'essais réalisés de façon satisfaisante, une largeur d'environ 2 cm et la structure composite du matériau comportant les trois matières plastiques différentes ayant été encore presque intégralement conser- vée dans les bandes La machine de découpage à deux arbres comporte deux arbres de coupe orientés parallèlement, entraînés en rotation en sens inverses et pourvus de disques de coupe 21 et 21 ' disposés perpendiculairement aux axes des arbres, qui sont mutuellement espacés l'un de l'autre et qui s'engagent l'un dans l'autre à la façon de peignes Sur le pourtour extérieur, les disques de coupe sont pourvus de crochets orientés dans le sens de rotation et qui engagent la matière à découper entre les deux arbres de la machine A l'extérieur des deux arbres, il est prévu entre les disques de coupe des ergots de coupe 20 disposés en position fixe, s'engageant entre

les disques de coupe et qui empêchent un glissement laté-

ral de la matière à découper sur les arbres de coupe.

En agissant sur l'épaisseur des disques de coupe 21 et

21 ', qui sont en contact mutuel, on détermine dans l'es-

sentiel la largeur des bandes de la matière à désagréger alors que par contre la longueur des bandes dépend dans

l'essentiel de la grosseur des pièces composites introdui-

tes dans la machine de découpage à deux arbres Pour

autant que les bandes ne soient pas plus longues qu'envi-

ron 150 mm, il est possible, selon les circonstances, de les introduire à la suite de la première opération de séparation, qui sera encore décrite de façon plus détaillée dans la suite Dans la plupart des cas, il est cependant plus judicieux de diviser les bandes encore

transversalement de telle sorte qu'on obtienne des parti-

cules ayant dans l'essentiel des formes de cubes dont la longueur d'arête s'élève avantageusement au moins à environ 20 mm Egalement dans ces particules en forme de cubes, la structure composite du matériau constitué au total de trois matières plastiques différentes est encore pratiquement conservée Cette désagrégation des bandes en particules de forme cubique peut être effectuée dans un second passage dans la même machine de découpage à deux arbres ou dans une autre machine de ce genre,

o les bandes obtenues dans le premier passage sont orien-

tées parallèlement aux arbres de coupe et sont découpées dans unedirection perpendiculaire Conformément à la séquence schématique d'opérations représentée sur la Figure 1, le découpage transversal des bandes, prévu le cas échéant, est effectué dans un moulin de découpage 22 Celui-ci comporte un rotor pourvu de plusieurs lames rotatives 24, orientées axialement ou ayant une forme

hélicoïdale et plusieurs lames 23 solidaires du carter.

Sur le côté inférieur, le rotor à lames est entouré par

une virole de tamisage, qui détermine, au moyen d'ouvertu-

res de passage qu'elle comporte, la granulométrie de la matière désagrégée pouvant être obtenue avec le moulin

de découpage.

A partir des particules de la pièce composite désagrégée de cette manière, il faut maintenant décomposer initialement encore les particules se présentant sous la forme d'une structure composite constituée de trois matières en leurs différentes matières et les séparer avec une précision catégorielle A cet effet, dans une première étape, la mousse des particules, qui est moins résistante à une rupture, est désagrégée mécaniquement

et sélectivement, au moyen d'une sollicitation des diffé-

rentes particules par percussion, sous la forme de miettes bien plus petites que les morceaux résiduels de particules constitués d'une matière plastique plus résistante à la rupture Les petites miettes de mousse peuvent alors

être séparées des plus gros morceaux résiduels de particu-

les par un procédé de séparation agissant sélectivement

en fonction des grosseurs de grains, notamment par tami-

sage Cette sollicitation par percussion des particules et le tamisage des miettes de mousse désagrégées sont effectués avantageusement dans un broyeur à marteaux 26, o les particules sont désagrégées sélectivement, en faisant tourner puissamment l'ensemble de broyage, sans qu'il se produise pratiquement de génération de chaleur La vitesse de rotation du broyeur à marteaux 26 est choisie en premier lieu de manière qu'il se produise effectivement une action sélective de désagrégation de la mousse; cela peut être déterminé empiriquement à l'aide d'essais Le temps de séjour des particules dans le broyeur à marteaux et le degré de remplissage ont une influence assez faible sur la sélectivité obtenue dans l'opération de désagrégation Dans la virole entourant l'ensemble rotatif de broyage, il est prévu une plaque de tamisage 28 à travers laquelle des miettes de mousse désagrégées peuvent sortir en continu du broyeur à marteaux Des morceaux grossiers de matière plastique subsistant dans la zone du rotor seront libérés de plus en plus de la mousse et seront finalement complètement nettoyés de celle-ci Au bout d'un certain temps de traitement, il est possible de faire sortir cette fraction mélangée contenant encore deux matières plastiques différentes par l'intermédiaire d'un clapet de décharge 29 Ensuite, il est possible d'introduire à nouveau par le haut de la matière de désagrégation à traiter dans le broyeur à marteaux et à cet égard il faut veiller à effectuer un remplissage bien dosé de ce broyeur Une dose optimale

de remplissage par charge peut être déterminée empirique-

ment relativement rapidement Egalement le temps de séjour du produit à broyer dans le broyeur peut être déterminé empiriquement relativement facilement D'une part la mousse doit être enlevée sans résidus des particules de matière plastique qui subsistent D'autre part, ces particules ne doivent pas être inutilement broyées, ce qui signifierait qu'une proportion inutilement plus grande de la matière de feuille ou de la matière de substrat

seraient déchargées avec les miettes de mousse La frac-

tion de mousse serait ainsi augmentée par des éléments provenant des autres matières plastiques, ce qui serait indésirable La fraction de mousse sous forme de miettes est évacuée du broyeur à marteaux d'une façon plus ou moins continue par l'intermédiaire de la sortie 30 de produits fins qui est prévue à la sortie du broyeur; à la fin de l'opération de traitement, il sort nettement moins de miettes de mousse Les éléments grossiers de la fraction mélangée seront éjectés charge par charge à la sortie 31 après ouverture du clapet de décharge 29 La fraction de mousse peut selon les circonstances après une autre séparation d'éléments très fins constitués

des autres matières plastiques être soumise à un traite-

ment permettant son réemploi.

Pour être complet, il faut en outre préciser qu'une sollicitation des particules par percussion peut être effectuée non seulement comme dans le broyeur à marteaux en laissant tomber un objet dur, comme le

"marteau" sur une particule flottant librement mais égale-

ment en faisant en sorte qu'une particule volant à grande vitesse vienne percuter un obstacle, par exemple une paroi orientée transversalement ou bien une particule

se déplaçant en sens opposé à peu près à la même vitesse.

Par exemple, les particules peuvent être accélérées à la façon d'un courant de billes au moyen d'un ventilateur

et être dirigées contre une paroi ou bien contre un écou-

lement de particules progressant en sens inverse, ce processus étant répété plusieurs fois par guidage des particules sur des trajets circulaires A cet égard, le nombre des percussions par particule et par unité de temps est plus petit que dans un broyeur à marteaux

et pour cette raison ce mode opératoire est avantageux.

La fraction mélangée sortant du rotor du broyeur à marteaux 26 doit, dans une autre étape de séparation, être séparée dans les deux catégories différentes de matières plastiques Notamment le mélange restant 36 contient des particules 6 de matière plastique dure à paroi épaisse et des paillettes 5 de feuille à paroi mince, les deux particules différentes ne se différenciant ni en ce qui concerne leurs poids spécifiques ni en ce qui concerne leurs grosseurs, mais simplement par leurs

épaisseurs de paroi.

Pour pouvoir séparer avec précision catégorielle les particules précitées l'une de l'autre, on a utilisé un trieur pneumatique vertical 34 à faible turbulence, conformément à une variante du procédé qui est représentée

sur la Figure 6 et o le mélange est séparé en une frac-

tion-matière plastique dure 15 et une fraction-feuille

14 L'action de séparation du trieur pneumatique 34 repré-

senté sur la Figure 6 consiste en ce que la résistance

à l'air des paillettes de feuille à l'intérieur de l'écou-

lement d'air peu tourbillonnaire qui est dirigé vers le haut est effectivement un peu plus grande que le poids propre correspondant des paillettes de feuille alors que par contre, pour les particules 6 de matière plastique dure, le poids propre est nettement prépondérant par

rapport à la résistance à l'écoulement de sorte que celle-

ci reste en place Par l'intermédiaire d'un entonnoir de remplissage 8, la fraction mélangée 36 est déposée sur un transporteur oscillant 9 comportant une plaque de tamisage 10, sur laquelle les particules sont déplacées

lentement dans la zone d'un écoulement d'air 7 peu tour-

billonnaire qui est dirigé vers le haut Evidemment les particules sont séparées individuellement par le transport

lent sur la plaque de tamisage 10 de sorte qu'elles vien-

nent se placer l'une à côté de l'autre et sans recouvrement sur cette plaque de tamisage et qu'elles peuvent être

entraînées individuellement par l'écoulement d'air 7.

Pour une séparation avec précision catégorielle des parti-

cules, il est important que l'écoulement d'air 7 progresse sans formation de tourbillons de grands volumes, c'est-à-

dire de façon peu tourbillonnaire et, d'une manière opti-

male, laminaire, en étant pourvu d'une puissance suffisante pour que seulement les paillettes de feuille 5 plus légères et placées à plat soient soulevées et entraînées vers le haut et que les particules 6 de matière plastique dure plus lourdes restent initialement sur la plaque de tamisage 10 Du fait de l'arrêt de l'effet de transport du transporteur oscillant, ces particules sont enlevées latéralement du courant d'air 7 et elles parviennent dans un récipient collecteur Les paillettes de feuille entraînées vers le haut seront transportées par l'inter- médiaire d'un conduit collecteur jusque dans un volume récepteur 13 Du fait d'un ralentissement de l'écoulement dans cet élargissement de canal, les paillettes de feuille descendent et sont collectées en cet endroit Une plaque d'arrêt 12 retient des paillettes de feuille continuant

éventuellement à voler de telle sorte qu'elles ne pénè-

trent pas dans un écoulement d'air d'aspiration 11 condui-

sant à un ventilateur d'aspiration.

Egalement dans le procédé de séparation en voie sèche, qui est utilisable en alternative à celui qui vient d'être décrit, on utilise un écoulement d'air

17 peu tourbillonnaire, dirigé vers le haut, d'une inten-

sité correctement dosée, et également un tamis oscillant 16 Dans ce cas également, le tamis oscillant 16, sur lequel a été déposée la fraction mélangée 36, est disposé avec inclinaison par rapport à l'horizontale et il comporte

en correspondance un bord haut 32 et un bord bas 33.

La suspension du tamis oscillant 16 et l'excitation en oscillation, efficace pour le transport, du tamis oscillant 16, sont conçues de telle sorte que soit produit un effet de transport vers le bord haut 32 Le courant d'air

ascendant 17 qui traverse verticalement le tamis oscil-

lant 16 a une intensité qui est dosée de telle sorte que la force d'appui des particules sur le tamis oscil- lant et par conséquent la force de frottement exercée sur les particules à cause du frottement sur le tamis

soient réduites, de sorte que la force d'appui des pail-

lettes de feuille 5 est complètement supprimée alors que par contre les particules 6 de matière plastique dure s'appuient encore sur le tamis oscillant 16 avec des proportions importantes de leur poids propre Il

en résulte qu'un effet d'entraînement oscillant est prati-

quement exercé seulement sur les particules 6 de matière plastique dure de sorte que celles-ci sont transportées en direction du bord haut 32 et sont déposées en cet endroit sous la forme d'une fraction-matière plastique dure 15 Les paillettes de feuille 5, sur lesquelles n'agit aucune force de transport, sont collectées sur le bord bas 33 et elles passent par dessus celui-ci sous la forme de la fraction-feuille 14 La sole de triage pneumatique 35 ainsi agencée est recouverte par un capot par l'intermédiaire duquel des poussières et des miettes résiduelles de mousse peuvent être aspirées vers le haut par l'intermédiaire du dispositif 18 d'aspiration de produits fins Ce courant d'aspiration peut être réglé indépendamment du courant ascendant d'air 17, de sorte qu'additionnellement de l'air peut être introduit ou également insufflé par dessus le bord 32 En conséquence, additionnellement des paillettes de feuille seront retenues en étant empêchées d'être transportées par dessus le

bord haut 32 sur lequel passe la fraction-matière plasti-

que dure.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour dissocier et séparer avec précision catégorielle les différentes matières plastiques de pièces composites à recycler, qui contiennent à coeur au moins une matière expansée, désignée également par "mousse", et sur le côté extérieur une feuille adhérant sur celle-ci, procédé dans lequel les pièces composites sont broyées pour créer des particules approximativement en forme de cubes et constituées de matières plastiques encore différentes, les particules sont décomposées en leurs différentes matières et celles- ci sont séparées avec précision catégorielle, la mousse des particules est désintégrée mécaniquement et sélectivement, dans une première étape de traitement à sec des particules, sous la forme de miettes bien plus petites que les éléments résiduels de particules et les petites miettes de mousse sont séparées, notamment par tamisage, des plus gros

éléments restants de particules par un procédé de sépara-

tion opérant avec sélection de grosseurs de grains, carac-

térisé en ce que, pour la dissociation et la séparation avec précision catégorielle de pièces composites à trois matières ( 1), qui se composent: d'un substrat porteur ( 2), constitué d'une matière plastique dure et d'une paroi plus épaisse que la feuille extérieure ( 4), d'une couche intermédiaire ( 3) constituée de la mousse et disposée avec adhérence sur ce substrat ( 2), et d'une feuille flexible ( 4) disposée extérieurement en adhérence sur la couche intermédiaire, la désintégration sélective de la mousse est produite par sollicitation par percussion des particules et en ce que, après enlèvement de la fraction de mousse, le mélange initialement subsistant ( 36), qui est constitué des particules ( 6) de matière plastique dure à paroi épaisse et des paillettes de feuille ( 5) à paroi mince, est séparé, au moyen d'un trieur pneumatique vertical

à faible effet tourbillonnaire ( 34), en une fraction-matiè-

re plastique dure ( 15) et en une fraction-feuille ( 14),

les particules du mélange ( 36), situées à plat et séparé-

ment, c'est-à-dire sans recouvrement, sur un support à peu près horizontal et perméable à l'air, étant aspirées à partir du bas par un courant d'air à faible mouvement tourbillonnaire, s'élevant approximativement verticalement, de sorte que seulement les paillettes de feuille ( 5) plus légères sont soulevées et entraînées vers le haut tandis que les particules restantes de matière plastique

dure ( 6) sont évacuées latéralement au niveau du tamis.

2 Procédé conforme au préambule de la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que, pour dissocier et séparer avec précision catégorielle des pièces composites à trois matières ( 1), qui se composent: d'un substrat porteur ( 2), constitué d'une matière plastique dure et d'une paroi plus épaisse que la feuille extérieure ( 4), d'une couche intermédiaire ( 3) constituée de la mousse et disposée avec adhérence sur ce substrat ( 2), et d'une feuille flexible ( 4) disposée extérieurement en adhérence sur la couche intermédiaire, la désintégration sélective de la mousse est produite par sollicitation par percussion des particules et en ce que, après enlèvement de la fraction de mousse, le mélange initialement subsistant ( 36), qui est constitué des particules ( 6) de matière plastique dure à paroi épaisse et des paillettes de feuille ( 5) à paroi mince, est séparé, au moyen d'un dispositif de séparation à tamis oscillant assisté par un écoulement d'air dirigé vers le haut (sole de triage pneumatique 35), en une

fraction-matière plastique dure ( 15) et en une fraction-

feuille ( 14) et à cet égard, les particules, accumulées dans une condition de répartition aléatoire sur un tamis oscillant ( 16), incliné par rapport à l'horizontale et dont la grosseur de mailles est bien plus petite que les particules du mélange ( 36), sont soumises à un effet d'entraînement par vibration orienté vers le bord surélevé ( 32) du tamis oscillant ( 16) et, sous l'effet de l'écoule- ment d'air ( 17) dirigé vers le haut, la force d'appui des particules contre le tamis oscillant ( 16) ainsi que la force de retenue pouvant s'exercer sur les particules du côté du tamis et sous l'effet d'un frottement sont réduites de telle sorte que l'effet d'entraînement par vibration exercé sur les paillettes de feuille ( 5) plus légères est nettement plus petit que celui exercé sur les particules de matière plastique dure ( 6) et qu'en correspondance les particules de matière plastique dure ( 6) seront entraînées vers le bord surélevé ( 32) du tamis oscillant ( 16) alors que par contre les paillettes de feuille ( 5) seront déchargées par dessus le bord abaissé

( 33) du tamis oscillant ( 16).

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces composites ( 1) sont désagrégées en particules de forme approximativement de cube et/ou de bande avec une granulométrie supérieure à environ mm, des longueurs de bords jusqu'à 150 mm étant admises

pour des particules en forme de bandes.

4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sollicitation par percussion des particules et le tamisage des miettes de mousse désagrégées sont effectués dans un broyeur à marteaux ( 26) comportant

une plaque de tamisage ( 28) intégrée dans la virole entou-

rant l'ensemble rotatif de broyage, des miettes désagrégées de mousse sortant en continu à partir de la plaque de tamisage ( 28) prévue dans le broyeur à marteaux ( 26) et les morceaux grossiers de matière plastique exempts de mousse étant évacués avantageusement par charge

hors du broyeur à marteaux ( 26).

Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la désagrégation des pièces composites ( 1) en particules de forme approximativement cubique est effectuée en deux étapes par découpage avec peu de morceaux fins, par le fait que les pièces composites ( 1) sont initialement découpées en bandes étroites qui sont ensuite hachées en éléments courts également avec peu de morceaux fins. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le découpage des pièces composites ( 1) sous forme de bandes étroites est effectué dans une machine de coupe à deux arbres ( 19) et le hachage des bandes en particules de forme cubique est effectué dans un moulin

de découpage ( 22).