Brevet FR2170802A1 — publié le 19730921

La présente invention concerne un procédé de fabrication de corps alvéolaires à partir de dérivés de cellulose par coagulation ou régénération avec utilisation de sels minéraux et/ou organiques et d'adjuvants. En outre, la présente invention concerne un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que la cellulose native ne possède aucun solvant et on ne peut donc fabriquer des objets quelconques qu'à partir de la solution de ses dérivés. On utilise le plus souvent, pour la préparation des solutions les esters et éthers de la cellulose. Par transformation avec la soude et le sulfure de carbone, on fabrique le xanthogénate de cellulose, dont on connait la solution aqueuse ou alcaline étendue sous le nom de "viscose" . Le procédé à la viscose a été traité à fond dans la littérature spécialisée, par exemple dans "Chemiefasern" de Kurt GONZE (Springer Verlag, 1967, pages 282-635). On effectue la régénération de l'hydrate de cellulose en général à partir de viscose préparée à l'aide d'un baind1aeide sulfurique chauffé qui contient du sel de Glauber et autres sels minéraux. Pour préparer des corps alvéolaires et des substances poreuses à partir d'une solution de viscose on procède de sorte qu'on agite le sel de Glauber dans la viscose et qu'on fait subir à la masse obtenue un traitement thermique. Lors de ce traitement, le sel de Glauber fondant vers 32-33 C forme d'abord des lacunes à la surface desquelles le xanthogénate précipite et donne une structure permanente.Après chauffage à 1000C, le zanthogénate se décompose et se régénère en hydrate de cellulose. Le chauffage peut se faire dans un dispositif sous pression, par chaleur de convection chauffage à la vapeur ou par effet Joule qui, dans ce dernier cas, en raison de la teneur en électrolytes conducteurs de la masse est engendrée par le passage du courant. Ces procédés sont décrits de façon détaillée dans les brevets hongrois nO 138 028, 139 695 et 139 751. Les procédés connus présentent l'inconvénient que la préparation de corps poreux exige une dépense d'énergie et de temps importants ; en outre, l'importance de la place qui est nécessaires aux dispositifs de mise en oeuvre du procédé est également très importante. En conséquence de quoi, les dépenses pour l'installation des dispositifs de production sont très élevées et la productivité obtenue est faible. La présente invention s'est donnée pour tâches, en surmontant les difficultés des procédés connus, d'assurer un procédé qui permette une fabrication de corps alvéolaires à base de cellulose avec une productivité élevée et une qualité remarquable. La présente invention repose sur la découverte qu'il est possible de résoudre les problèmes ci-dessus, dans le cas de la régénération des dérivés de cellulose, par application combinée de sels minéraux et/ou organiques et d'un champ électromagnétique à vibrations alternatives dans le domaine de fréquence des micro-ondes. On peut ainsi abaisser le temps et l'énergie nécessaires à la régénération d'un ordre de grandeur et aussi que l'on peut sensiblement améliorer la résistance et la tenacité du produit obtenu. La présente invention concerne un procédé de fabrication de corps alvéolaires à partir de dérivés de cellulose par coagulation ou régénération par application de sels minéraux et/ou organiques et d'adjuvants. Conformément à la présente invention, on procède de sorte qu'on effectue la coagulation ou la régénération des dérivés de cellulose en utilisant simultanément des sels minéraux et/ou organique s et/ou des acides et un champ électromagnétique à vibrations alternatives dans le domaine de fréquence des micro-ondes. Conformément à la présente invention, on procède de telle sorte que la masse constituée par un mélange de viscose et d'un sel minéral est introduite en continu ou périodiquement dans un champ électromagnétique à vibrations alternatives dans la fréquence des micro-ondes ctest-à-dire dans ce mulon appelle un résonateur creux. 3e l'énergie absorbée, il se dégage de la chaleur dans la masse qui fond le sel minéral. Ceci provoque les phénomènes de coagulation et de régénération. En outre, la présente invention concerne un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, caractérisé en ce qu'on a une chambre de coagulation et/ou de régénération, fonctionnant en continu ou périodiquement équipée le cas échéant d'un dispositif de succion, qui est constituée en forme de résonateur creux en relation avec un magnétron ou tout autre excitateur de micro-ondes accordé sur la fréquence appropriée et en outre par des éléments de mesure du champ et du refroidissement et de régulation du rayonnement reliés à la chambre, et un élément mesurant l'efficacité du résonateur creux et effectuant la commande de la puissance établie excitatrice. L'absorption d'énergie et le dégagement de chaleur s'effectuent instantanément et l'application des micro-ondes permet une technologie absolument nouvelle de coagulation et de régénération ou de régulation du procédé. Dans le champ de micro-ondes, en raison du transfert d'énergie, l'absorption de puissance qui se produit en raison des constantes variables diélectriques et de perméabilité (louu), ainsi que les facteur de perte (. tg (r) des composants de la masse ou en raison de la modification des proportions de ces composants, se trouve influencée à des degrés divers. Conformément au but, on élimine l'un des composants de la masse et avantageusement le sel minéral, qui présente la plus importante constante diélectrique, après sa fusion et achèvement de son effet de coagulation, hors du champ de microondes. De la sorte, la masse résiduelle dispose d'une constante diélectrique bien plus faible et, en raison du réchauffement, entame le processus de régénération. Par modification de la quantité de substance et du contenu de l'enceinte, le rapport de volume de l'enceinte creuse et de la substance qui s'y trouve sont modifié de sorte que le facteur d'efficacité (Q) de l'enceinte creuse est modifiée. Cette circonstance peut titre utilisée pour la régulation du processus. L'exigence d'absorption de puissance de la masse à l'entrée dans l'enceinte creuse, après élimination de la phase liquide fondue et au cours de la période de régénération sont différentes. En conséquence, on peut utiliser le facteur de rendement de l'enceinte creuse pour modifier la puissance, ctest-à-dire comme facteur d'intervention pour modifier la puissance (rendement). Les avantages essentiels du procédé selon la présente invention sont les suivants a) il permet une productivité très importante de sorte que la qualité du produit est remarquable, b) l'exigence énergétique du procédé est extraordinairement faible, c) la résistance et la ténacité des corps poreux produits sont meilleurs que celles des produits obtenus à 11 aide des procédés connus. La présente invention sera plus amplement expliquée à l'aide des exemples qui vont suivre. EXEMPI i On prépare une solution de viscose à partir de cellulose chimique dont le degré de polymérisation moyen est supérieur à 300, contenant 7 % de cellulose, 4,5 % de NaOH et 3,0 % au total de soufre. La viscose est mélangée avec une quantité égale à 25-50 fois, par rapport au poids de cellulose, de sel de Glauber dont la répartition granulométrique est de 80 % de 1,5-2,0 mm et 20 % de 5-10 mm, comme substance formatrice d'alvéoles éliminable, 20 à 40 % par rapport au poids de cellulose, de fibres de lin ou de chanvre découpées à 10-20 mm et enfin 5 à 8 % calculé sur le poids de la cellulose de poudre de colorant ocre (ou d'un autre colorant).La masse poreuse ainsi obtenue est amenée en couche régulière d'environ 5 à 200 mm d'épaisseur sur un tamis mobile dans un champ de micro-ondes (résonateur creux). Le sel de Glauber fondu s'écoule vers le bas à travers le tamis et la cellulose estrigénérée par l'énergie des micro-ondes. La matière spongieuse brute qui émerge du champ de micro-ondes est débarrassée des sels par lavage à l'eau chaude, neutralisée avec un acide dilué, traitée à l'eau, dans une solution de blanchiment et un bain anti-chlore et finalement imprégnée d'une solution qui contient une substance hygroscopique (par exemple la glycérine ou du chlorure de magnésium3. Le produit est ensuite séché, découpé aux dimensions désirées et embal lé. EXEMPLE 2 On prépare une solution de viscose à partir de la cellulose indiquée à l'exemple 1, qui contient 9,5 % de cellulose, 6,5 % de NaOH et 4,0 % de soufre au total. On procède en suite comme il est indiqué à l'exemple 1. EXEMPLE 3 On prépare une solution de viscose à partir de la cellulose indiquée à ltexemple 1, qui contient 8,0 % de cellulose, 5,5 % de NaOH et 3,5 ffi de soufre au total. On procède ensuite comme il est indique à l'exemple 1. SXEMP5E 4 On traite une viscose telle qu'indiquée aux exemples 1, 2 ou 3 de sorte que l'on remplace le sel de Glauber comme agent formateur d'alvéoles, en tout ou en partie par du chlorure de sodium, du chlorure de magnésium ou du sulfate de magnésium. Àu cours du processus de coagulation et de régénération qui s'effectue par passage de la masse spongieuse ainsi obtenue lors du passage dans le champ de micro-ondes, le sel s'élimine de sorte que les alvéoles se forment. La régénération et le traitement ultérieure s'effectuent de la façon décrite à l'exemple 1. EXEMPIZ 5 On traite une viscose telle qu'indiquée aux exemples 1, 2 ou 3 de telle sorte qu'on mélange comme agent formateur d'alvéoles un sel organique ou minéral dans la viscose pour fabriquer la masse spongieuse, qui se décompose à température inférieure à 1000C en produits gazeux. Ces sels sont par exemple le chlorure d'ammonium, le sulfate d'ammonium, le bicarbonate de sodium, l'hezaméthylène-tétra-imine, etc. Le sel formateur d'alvéoles est décomposé dans la masse ainsi obtenue en raison du dégagement de chaleur provenant de l'énergie absorbée dans le champ de micro-ondes et la formation des alvéoles est assurée. La régénération et le traitement ultérieur de la masse spongieuse brute s'effectuent ainsi qu'il est indiqué à l'exemple 1. EXEMPLE 6 On introduit dans le champ de micro-ondes une masse spongieuse préparée à partir d'une viscose telle qu'indiquée aux exemples 1, 2 ou 3 avec un agent formateur d'alvéole quelconque qui, pour augmenter la résistance de l'éponge terminée, est étendue en une ou plusieurs couches sur un réseau de fibres de laine, de viscose ou de fibres synthétiques ou sur tissu lâche. La coagulation, la régénération et le traitement ultérieurs s'effectuent ainsi qutil est indiqué à l'exemple 1. E EvMIE 7 On introduit dans un résonateur creux de forme appropriée une masse quelconque spongieuse fabriquée de la façon indiquée aux exemples 1 à 6 et on effectue les opérations de coagulation et de régénération de façon périodique. Après l'arrêt du rayonnement énergétique et élimination de son influence on éloigne la masse spongieuse brute du résonateur creux et on morcèle en un bloc ou en masse désirée de la façon décrite à l'exemple 1 et on met en paquets. Le dispositif représenté par la figure unique de la planche de dessin annexée sert à la mise en oeuvre du procédé décrit aux exemples 1 à 7. Un résonateur creux 1 accordé en fonction de ses dimensions géométrique sur la fréquence appropriée, est en relation avec une conduite d'alimentation 2 avec un excitateur 3 (magnétron). Un réfrigérant 4, un bloc d'alimentation en haute tension 5 et un élément de régulation 6 sont reliés à ttexcita- teur 3. Un contacteur directionnel 7 (ou un autre élément de mesure accordé) sert à mesurer le facteur de qualité (Q) dans le résonateur creux. Le composant 8 de caractéristique de commande appartient au dispositif de commande. Les filtres de bande 9 sont reliés au résonateur creux 1 et servent lors de l'alimenta- tion de matière en continu à éteindre l'intensité du rayonnement émis de cette façon. Le dispositif contient encore un répartiteur 10 (courroie transporteuse ou autre dispositif continu) ainsi qu'un élément de succion 11. REVENDI CAII ONS 1 - Procédé de fabrication de corps alvéolaires à partir de dérivés de cellulose par coagulation ou régénération par utilisation de sels minéraux et/ou organiques et d'adjuvants caractérisé en ce qu'on effectue la coagulation ou la régénération de dérivés de cellulose avec application simultanée de sels minéraux et/ou organiques et/ou d'acides et d'un champ électromagnétique vibrant alternativement dans le domaine de fréquence des micro-ondes. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de coagulation et/ou de régénération équipée le cas échéant d'un dispositif de succion, fonctionnant en continu ou périodiquement, en forme de résonateur creux relié à un magnétron ou autre excitateur de micro-ondes accordé sur la fréquence appropriée, des éléments de mesure du champ du refroidissement et de la régulation du rayonnement, et par un élément de mesure du facteur de rendement du résonateur creux et de commande de la puissance d'excitation.