Brevet FR2137687A1 — publié le 19721229

a présente invention concerne un combustible capable dtengendrer des flammes de diverses couleurs, ledit combustible étant formé d'un mélange dtun ou plusieurs composés comprenant un métal qui réagit avec la flamme,et d'une matière inflammable. Ledit combustible peut briller avec des flammes de diverses couleurs telles que rouge, bleue,verte,rose, etc, et est destiné à l'embellissement ou la décoration. lies flammes colorées sont habituellement engendrées par une réaction qui implique la présence de sels. Par exemple, on peut engendrer des flammes colorées en plaçant un fil de platine recouvert de sels de divers types dans une flamme incolore. Cependant, ce processus se traduit par une consommation très rapide des sels, ce qui empoche d2engendrer continuellement les flammes colorées pendant une période prolongée. Par conséquent, ce processus n2 est pas utilisable en pratique, par exemple, pour une chandelle brûlant avec une flamme colorée ou dans une autre application. La présente invention a pour objet des combustibles solides, liquides et gazeux capables de brayer avec des flammes de diverses couleurs par exemple dans un but d'agrément et pour créer une atmosphère agréable au cours des fentes de Noël ou dtanniversaires en allumant des bougies faites en un combustible solide qui peut brûler avec des flammes de diverses couleurs ou en allumant des lampes à alcool ou des briquets à gaz remplis d2un combustible liquide ou gazeux qui peut également brûler avec des flammes de diverses couleurs. Dsautres avantages et caractéristiques de 12 invention ressortiront de la description qui va suivre. Selon la présente invention, un combustible qui peut brûler avec des flammes colorées est obtenu en mélangeant un composé contenant un métal qui réagit avec la flamme, et une matière inflammable, en laissant le composé se diffuser jusqu'à ce quton obtienne un mélange homogène. lia présente invention est fondée sur le fait que le métal contenu dans le combustible réagit lors de la combustion du combustible en émettant un rayonnement visible stable. Des exemples des métaux qui réagissent avec la flamme comprennent des métaux alcalins tels que le lithium (flamme rouge), le sodium (flamme jaune), le potassium (flamme pourpre), le rubidium (flamme rouge-pourpre) et lue césium (flamme bleu-pourpre), des métaux alcalino-terreux tels que le calcium (flamme rouge orangé), le stront-um (flamme rouge intense) et le baryum (flamme verte), le groupe e l'aluminium comprenant le bore (flamme verte), 12in- dium (flaume bleu intense) et le thallium (flamme vert-jaune) ainsi ue le cuivre (flamme bleue). Ces métaux peuvent autre utilisés sous la forme dtun compose par exemple, des sels d'acides gras ou des savons métalliques tels que les laurates, stéarates, palmitates et oléates, des sels tels que les nitrates, sulfates, acétates et chlorures ou des esters tels que les esters boriques, etc. lie laurate de lithium ou le laurate cuivrique peuvent être d nés comme exemplesldes sels des acides gras ou des savons métalliques et les chlorure de lithium, nitrate de lithium, acétate de lithium, chlorure cuivrique, sulfate cuivrique, nitrate cuivrique, chlorure de calcium, chlorure de rubidium, chlorure de potassium et acétate de potassium peuvent être donnés comme exemples des sels. Si les composés contenant du cuivre, à quelques exceptions près, tels que le sulfate cuivrique et le nitrate cuivrique, sont simplement mélangés avec une matière inflammablessolidea liquide ou gazeuse, les combustibles résultants brûlent avec une flamme extr & ement instable.En conséquence, on ajoute un hydrocarbure halogéné tel. que le dichloroéthane ou le dibromoéthane, de préférence le dichloroéthane pour stabiliser la flamme. Comme exemple des esters, on peut citer les esters boriques tels que le borate de triméthyle, le borate de triéthyle, le borate de tripropyle ou le borate de tributyle. lies radicaux alkyle des esters boriques peuvent être, soit à channe droite, soit à channe ramifiée. On obtient le borate de tributyle, par exemple, en chauffant au reflux 0,4 mole d'acide borique et 1,8 mole de n-butanol à une température dtenviron 1400C pendant environ 1 heure, en éliminant l'humidité résultante. lie borate de tributyle ainsi obtenu est concentré sous pression réduite, puis distillé sous pression réduite. lie borate de tributyle purifié résultant est utilisé dans la présente invention. En outre, les composés susmentionnés contenant le métal indiqué ne sont pas utilisés uniquement seuls, mais on peut également avoir recours à un mélange de deux types de composés ou plus. Un combustible qui peut brayer avec des flammes de couleurs spéciales telles que rose et autre , peut autre obtenu en mélangeant plus de deux types des composés. Ces couleurs ne peuvent pas être obtenues lorsquton ntutilise qutun seul type de composés.Par exemple, on mélange le chlorure de potassium et le chlorure de lithium, le chlorure de rubidium et le chlorure de lithium ou l'acétate de potassium et le chlorure de lithium pour préparer le combustible qui brille avec une flamme de couleur rose ou bien on mélange le chlorure de potassium et le chlorure cuivrique pour préparer le combustible qui bruIe avec une flamme de couleur gris bleuâtre. Il existe des matières inflammables,soliaes, liquides ou gazeuses et on peut préparer un combustible d2un type avantageux en choisissant une matière appropriée. On prépare le combustible solide en mélangeant les composés susmentionnés contenant le métal spécifié avec la matière inflammable qui est solide à la température ambiante, par exemple, des paraffines supérieures, des alcools supérieurs, des acides gras supérieurs ou des esters supérieurs. A titre dtexemples,des acides citer gras supérieurs préférés, on peut/ltacide laurique, ltacide stéarique ou l'acide palmitique. On prépare le combustible liquide en mélangeant les composés susmentionnés contenant le métal spécifié avec la matière inflammable qui est liquide à la température ambiante par exemple des alcools ou des cétones. A titre d'exemple de la matière inflammable préférée, on peut citer le méthanol, l'méthanol ou l'acétone. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser comme composés susmentionnés contenant le métal spécifié des nitrates, sulfates, acétates ou chlorures, toutefois ce groupe de sels tend à précipiter dans le combustible lorsque lesdits sels sont mélangés. avec la matière inflammable et par conséquent, on ajoute un polyalcool,tel que l'éthylène-glycol ou la glycérine,comme stabilisant afin dléviter la précipitation et d'obtenir un combustible stable. On prépare le combustible gazeux en mélangeant les composés susmentionnés contenant le métal spécifié avec la matière inflammable qui est gazeuse à la pression atmosphérique, par exemple, un gaz liquéfié tel que le butane liquéfié. De préférence, on ajoute un alcool tel que l'méthanol qui favorise la dissolution des composés dans le gaz liquéfié. lies combustibles qui brillent avec des flammes de diverses couleurs préparés selon la présente invention peuvent être misjsous forme le de bougies danWcas d'un combustible solide, peut entre introduit dans des lampes à alcool dans le cas d'un combustible liquide ou dans des briquets à gaz dans le cas d'un combustible gazeux. Ces bougies ou ces lampes sont très avantageuses pour les jours de fête tels que Noël ou des anniversaires, car la flamme obtenue est très belle et donne une atmosphère très agréable dans ces circonstances. lies flammes colorées produites par des briquets augmentent le plaisir de fumer. lies exemples suivants sont donnés à titre illustratif, mais non limi-tatif de l2invention. Exemple 1 Préparation d'un combustible solide qui donne une flamme rouge On fait fondre 200 parties en poids (i équivalent-gramme) d'acide laurique, on ajoute 21 parties en poids (0,5 équivalentgramme) d'hydroxyde de lithium (LiOH.H20) et les mélange pour obtenir un combustible solide. On fait fondre ce combustible solide en le chauffant et on le met sous forme dtune bougie. Lorsquton allume cette bougie, elle produit une flamme rouge. On peut encore augmenter la quantité d'acide laurique. Exemple 2 Préparation d:un combustible solide sui donne une flamme rouge orangé On mélange à un rapport de 1:1 le combustible solide obtenu dans l'exemple 1 et de la paraffine et on fait fondre le mélange et le met sous forme dune bougie. Lorsquton allume cette bougie, elle produit une flamme rouge orangé. Exemple 3 Préparation d'un combustible solide qui donne une flamme bleue On fait fondre 1200 parties en poids (6 équivalents-grammes) dtacide laurique et le mélange avec 512 parties en poids (2 équivalents-grammes) de carbonate cuivrique basique [CuCO3.Cu(OH)2.1120] et 49,5 parties en poids (0,5 équivalent-gramme) de dichloroéthane pour obtenir un combustible solide0 On fait fondre ce combustible solide en le chauffant et on le met sous forme d'une bougie. Lorsqu'on allume cette bougie, elle donne une flamme bleue. Exemple 4 Préparation d'un combustible solide qui donne une flamme bleu iaunatre On mélange le combustible solide de l'exemple 3 et de la paraffine à un rapport de 1:1 et on fait fondre ce mélange et le met sous forme dtune bougie. Lorsqu'on allume la bougie, elle produit une flamme bleu jaunâtre. On obtient la même bougie lorsque la paraffine est déjà ajoutée à lracide laurique fondu utilisé pour produire le combustible solide de ltexemple 3. Exemple 5 Préparation d1un combustible solide qui donne une flamme verte On mélange 1 g de borate de tributyle purifié avec 2 g d2aci- de laurique et on fait fondre le mélange et le met sous forme dtun combustible solide par exemple, une bougie. Lorsqu'on allume cette bougie, elle donne une flamme verte. Lorsque lton augmente la proportion du borate de tributyle du mélange par rapport à l'acide laurique,la flamme de la bougie devient plus verte. Exemple 6 Préparation d'un combustible solide qui donne une flamme vert jaunatre On mélange 1 g de borate de tributyle purifié avec 1 g d2aci- de laurique et on fait fondre le mélange et le met sous forme d'un combustible solide par exemple, une bougie. Lorsquton allume cette bougie, elle produit une flamme vert jaunâtre. Exemple 7 Préparation dtun combustible liquide qui donne une flamme rouge (1) On dissout 1 g de chlorure de lithium et 1 cm3 de glycérine dans 20 cm3 d'méthanol et on prépare un combustible liquide. On verse ce combustible liquide dans une lampe à alcool comportant une mèche en coton et on allume la lampe. On obtient une flamme rouge stable. Ce combustible ne forme aucun précipité lorsquton le laisse reposer et il reste stable jusqutà ce qutil soit entièrement brûlé. (2) On remplace le chlorure de lithium de la formulation du combustible liquide décrit dans le processus ci-dessus (1) par du nitrate de lithium et on obtient un combustible liquide. Lorsqu'on verse ce combustible liquide dans la même lampe et ltallume, on obtient ,;r flamme rouge stable. ,) On remplace le chlorure de lithium de la formulation du combustible liquide décrit dans le processus ci-dessus (1) par de ltac -tate de lithium et on obtient un combustible liquide. Lors- qu'on verse ce combustible liquide dans la même lampe et l'allume on obtient une flamme rouge stable. Exemple 8 Préparation dtun combustible liquide qui donne une flamme bleue On dissout 6 g de chlorure cuivrique (CuCl2.2X20) et 1 cm3 d'éthylène-glycol dans 100 cm d'éthanol et on ajoute 2 cm3 de di chloroéthane pour préparer un combustible liquide. On verse ce combustible liquide dans une lampe à alcool comportant une mèche en coton et on allume la lampe. On obtient une flamme bleue stable. Aucun précipité ne se forme lorsquton laisse reposer ce combustible liquide et il reste stable jusqutà ce qutil soit entièrement brillé. Si lton n'ajoute pas le dichloroéthane, le combustible li-quide résultant ne peut pas donner de flamme colorée stable lors qutil brûle. Peu après son inflammation, la flamme bleue devient vert bleuâtre et tend progressivement vers le vert. Exemple 9 Préparation d2un combustible liquide qui donne une flamme rouge orangé On dissout 1 g de chlorure de calcium et 1 cm3 dtéthylène- glycol dans 100 cm3 d'méthanol et on prépare un combustible liquide. On verse ce combustible liquide dans une lampe à alcool comportant une mèche en coton et on allume la lampe. On obtient une flamme rouge orangé stable. Exemple 10 Préparation d'un combustible liquide qui donne une flamme verte On dissout 1 g de borate de tributyle purifié dans 10 cm3 alcool et on prépare un combustible liquide. On verse ce combustible liquide dans une lampe à alcool ayant une mèche en coton et on allume la lampe. On obtient une flamme verte stable. Exemple 11 Préparation d'un combustible liquide qui donne une flamme rose (1) On dissout 5 g de chlorure de rubidium et 0,5 g de chlorure de lithium dans 20 cm3 d'éthylène-glycol. On brasse ce mélange avec 100 cm3 d'méthanol et on prépare un combustible liquide. On verse ce combustible liquide dans une lampe à alcool présentant une mèche en coton et on allume la lampe. On obtient une flamme rose stable. (2) On remplace le chlorure de rubidium de la formulation du combustible liquide décrit dans le processus ci-dessus (1) par du chlorure de potassium et on obtient un combustible liquide. Lors luron verse ce combustible liquide dans la même lampe à alcool et allume, on obtient une flamme rose stable. (3) On remplace le chlorure de rubidium de la formulation du combustible liquide préparé dans le processus ci-dessus (1) par de 1: acétate de potassium et on obtient un combustible liquide. Lorsqu'on verse ce combustible liquide dans la même lampe et quton allume, on obtient une flamme rose stable. Exemple 12 Préparation d'un combustible liquide qui donne une flamme gris bleusstre On dissout 5 g de chlorure de potassium et 0,3 g de chlorure cuivrique dans 20 cm3 d'éthylène-glycol. On brasse ce mélange avec 100 cm3 d'éthanol et on prépare un combustible liquide. On verse ce combustible liquide dans une lampe à alcool comportant une mèche en coton et on allume la lampe. On obtient une flamme gris bleuâtre. Exemple 13 Préparation d 'un combustible gazeux qui donne une flamme rouge On mélange 5 g de chlorure de lithium et 2Ocm3 d'éthylèneglycol avec 80 cm3 d'éthanol. On brasse 40 cm3 du mélange ainsi obtenu avec 60 cm3 de butane liquéfié et on prépare un combustible gazeux. On introduit ce combustible gazeux dans un briquet du commerce et lorsqu'on allume le briquet, on obtient une flamme rouge stable. Exemple 14 Préparation dtun combustible gazeux qui donne une flamme bleue On mélange 5 g de chlorure cuivrique et 20 cm3 de dichloroéthane avec 80 cm3 d'éthanol. On mélange 40 cm3 du mélange ainsi obtenu avec 60 cm3 de butane liquéfié et on prépare un combustible gazeux. On introduit ce combustible gazeux dans un briquet à gaz du commerce et lorsqu'on allume le briquet, on obtient une flamme bleue stable. Exemple 15 Préparation deux combustible gazeux qui donne une flamme verte On mélange 20 g de borate de tributyle purifié avec 80 cm3 de butane liquéfié et on obtient un combustible gazeux. On introduit ce combustible gazeux dans un briquet à gaz du commerce et lorsqu'on allume le briquet, on obtient une flamme verte stable. Exemple 16 Préparation dtun combustible gazeux qui donne une flamme rose On mélange 5 g de chlorure de rubidium et 0,5 g de chlorure de lithium dans 80 cm3 d'méthanol avec 20 cm3 dréthylène-glycol. On brasse 40 cm3 du mélange ainsi obtenu avec 60 cm3 de butane liquéfié et on prépare un combustible gazeux. On introduit ce combustible gazeux dans un briquet du commerce et lorsqu'on allume le briquet, on obtient une flamme rose stable. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent autre apportées aux combustibles décrits sans sortir du cadre et de l'es- prit de l'invention. REVENDICA?IONS 1. Combustible brulant avec des flammes de diverses couleurs, caractérisé en ce qutil comprend un mélange dtun composé contenant un métal qui réagit avec la flamme, et d'une matière inflammable. 2. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce quton choisit le composé dans le groupe comprenant le laurate de lithium, le laurate cuivrique, le chlorure de lithium, le nitrate de lithium, l'acétate de lithium, le chlorure cuivrique, le sulfate cuivrique, le nitrate cuivrique, le chlorure de calcium, le chloru re de rubidium, le chlorure de potassium, ltaeétate de potassium, le borate de triméthyle, le borate de triéthyle, le borate de tripropyle et le borate de tributyle. 3. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare un combustible solide en mélangeant ledit composé avec une matière solide inflammable choisie dans le groupe comprenant des paraffines supérieures, des alcools supérieurs, des acides gras supérieurs ou des esters supérieurs. 4. Combustible selon la revendication 3, caractérisé en ce que les acides gras supérieurs sont choisis dans le groupe comprenant les acides laurique, stéarique et palmitique. 5. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prépare un combustible liquide en mélangeant des sels avec une matière liquide inflammable choisie dans le groupe comprenant des alcools et des cétones. 6. Combustible selon la-revendication 5, caractérisé en ce qu'un polyalcool choisi dans le groupe comprenant l'éthylène-glycol et la glycérine est ajouté comme stabilisant lorsqu'on effectue le mélange. 7. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce quton prépare un combustible gazeux en mélangeant ledit composé avec un gaz inflammable. 8. Combustible selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on ajoute un hydrocarbure halogéné choisi dans le groupe comprenant le dichloroéthane et le dibromoéthane lorsque ledit composé contient du cuivre. 9. Combustible selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce quton mélange plus de deux types des composés pour obtenir un combustible qui peut donner des flammes de couleurs spéciales. 10. Combustible selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on choisit deux types de composés à mélanger dans le groupe ocra prenant 1 chlorure de potassium et le chlorure de lithium, le chlorure de rubidium et le chlorure de lithium, ltacétate de pota::- sium et le chlorure de lithium, et le chlorure de potassium et le chlorure cuivrique. 1 . Chandelle bruyant en donnant des flammes de diverses cou- leurs, caractérisée en ce qu'elle comporte un mélange d'un ou plu- sieurs composés contenant un métal qui réagit avec la flamme, et d'une matière solide inflammable. 12. Combustible gazeux pour briquets à gaz qui brûle avec d flammes de diverses couleurs, caractérisé en ce qutil comporte un mélange d'un ou plusieurs composés contenant un métal qui réagit avec la flamme, et de butane liquéfié et d'alcools.