Brevet FR2199480A1 — publié le 19740412

Dans le brevet français 1 063 418 du 17 septembre 1952 au nom du demandeur, pour : "Procédé de préparat;-on de substances diverses et produits obtenus par ce procédé" on a expliqué comment à partir d'une matière "première" végétale ou animale convenablement activée à l'abri de toute lumière et à température uniforme de 38 à 400, en présence d'oxygène ou d'ozone, puis mélangée intimement à une matière seconde convenablement prétraitée, on pouvait parvenir à une substance résultante présentant substantiellement les mêmes propriétés physiques et chimiques que la matière "première" et polarisant la lumière.C'est ainsi qu'en utilisant comme matière première le suc du Ficus Elastica, puis en la faisant réagir après activation sur des déchets cellulosiques en présence de fer pulvérisé, on obtenait finalement après polymérisation en présence d'hexaméthylènetétramine ou d'ammoniaque une gomme élastique équivalant au moins au caoutchouc naturel auquel elle était d'ailleurs parfaitement miscible. La proportion de matière t'première" pouvant être relativement faible par rapport à celle de matière "seconde", elle-même peu coû- teuse, le procédé suivant le brevet précité présentait un avantage économique considérable, notamment dans les pays importateurs de caoutchouc. La présente invention vise à améliorer le procédé ci-dessus rappelé en ce qui concerne d'une part la rapidité, l'ampleur et la fiabilité des réactions comme la quantité de matière "seconde" qu'elle permet de traiter, d'autre part les qualités des substances obtenues, notamment leur plus grande densité, leur imperméabilité aux gaz et à l'eau de mer, leurs qualités électro-mécaniques, leur résistance au frottement, à l'échauffement, aux variations de température, etc.... Le procédé permet par ailleurs d'obtenir des pièces de grandes dimensions. L'invention vise encore certaines applications particulières dudit procédé. Enfin elle concerne par ailleurs un appareil propre à la mise en oeuvre de celui-ci. Suivant une première caractéristique de l'invention l'on soumet le mélange homogénéisé de matière "première" et de matière "seconde" à l'action d'un flux de neutrons, orienté du haut vers le bas, pendant qu'il est comprimé dans une enceinte et soumis à un faible courant d'oxygène ou d'ozone. Le flux de neutrons comporte préférablement l'intensité maximale que les corpuscules activés peuvent absorber. Il favorise les réactions et leur progression régulière en direction du bas à partir de la couche supérieure horizontale. Suivant une seconde caractéristique de l'invention, le mélange est comprimé sous des pressions d'un ordre de grandeur largement supérieur à celui indiqué dans le brevet précité, savoir d'au moins 100 bars et préférablement de 140 à 200 bars, étant noté que pour certaines fabrications l'on peut adopter des pressions encore bien supérieures. Ces fortes pressions rapprochent au maximum les particules constitutives du mélange en facilitant les actions qu'elles sont susceptibles d'avoir les unes sur les autres ; elles évitent les phénomènes de résonance. Suivant la présente invention l'on applique le procédé susvisé à la fabrication d'une substance textile semblable à la soie naturelle en utilisant comme matière première des extraits des glandes du ver à soie qui sécrètent le filament du cocon de ce lui ci. L'invention vise encore à réaliser un produit assimilable pour le ver à soie en partant d'extraits des végétaux dont celui-ci se nourrit préférablement. Pour assurer le traitement du mélange de matière "première" et de matière "seconde" convenablement pré-traitées et intimément mélangées l'une à l'autre comme exposé au brevet précité, l'on utilise selon l'invention un réacteur en forme de cylindre vertical à paroi épaisse dont l'extrémité supérieure est fermée par un couvercle amovible, ce cylindre renfermant un piston qui, après remplissage du corps au-dessus de lui sous la pression appropriée, est actionné pour maintenir le mélange comprimé contre le couvercle à la haute pression prévue, avec interposition d'un matelas d'oxygène. Le couvercle lui-même porte une source de neutrons équipée de manière à envoyer ceux-ci en direction du bas afin qu'ils agissent sur le mélange après avoir traversé le couvercle convenablement établi à cet effet pour ne pas les absorber ni les réfléchir de fagon notable. Cette source comporte, bien entendu, les dispositifs nécessaires pour régler l'intensité du flux neutronique. D'autre part le haut de l'appareil comporte les tubulures appropriées pour permettre de faire le vide avant le remplissage, puis d'injecter de l'azote ou de l'oxygène dans le haut du corps sous la pression désirée. Le mélange est préférablement refoulé dans le corps à travers des ouvertures prévues dans le piston lui-même et équipées de clapets anti-retour. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer La figure unique de ce dessin montre schématiquement en coupe un réacteur propre à la mise en oeuvre de l'invention. Le réacteur représenté comprend un corps cylindrique 1 de forte épaisseur, propre à résister à une pression intérieure élevée. On peut d'ailleurs prévoir éventuellement de lui faire comporter des frettes non représentées. La surface interne de ce corps comporte une couche 2 d'une matière protectrice neutre, telle que l'émail, tandis que son extérieur est conformé de manière à présenter des ailettes la d'échange de chaleur. Il est entouré par une chemise 3 qui, en coopération avec des brides lb, îc détermine autour de lui un espace annulaire 4 destiné à la circulation d'un fluide thermique.Celui-ci est amené par des canalisations verticales 5, 6 alternativement orientées de haut en bas et de bas en haut sur la périphérie du corps, chacune de ces canalisations comportant des tuyères 5a, 6a propres à projeter le fluide contre la paroi du corps entre les ailettes la successives. A chaque canalisation d'amenée 5, 6 est associée une canalisation de retour 7, 8 comportant sur sa hauteur une série d'orifices d'aspiration 7a, 8a. Les divers groupes de canalisations d'amenée et de retour sont séparés les uns des autres par des cloisons radiales non figurées, pour permettre de mieux surveiller la circulation du fluide et le chauffage qui en résulte pour le corps 1. L'extrémité supérieure ouverte du corps 1 peut recevoir un couvercle de fermeture amovible 9, par exemple monté à articulation ou de toute autre manière. Ce couvercle est logé dans le débouché à grand diamètre Id de l'alésage du corps 1 et il est doublé sur sa face inférieure par un joint 10 en matière plastique neutre, propre à assurer l'étanchéité. La face inférieure de ce joint est solidaire de colonnettes 11 qui viennent supporter à une certaine distance de celui-ci un plateau métallique 12 recouvert d'une garniture protectrice neutre 13, préférablement faite en matière plastique. Dans l'épaisseur du joint 10 sont logées des canalisations radiales I0a qui, lorsque le couvercle et le joint sont en place, communiquent avec des canaux correspondants le, 1f prévues dans la masse du corps 1, ces derniers étant raccordés à des canalisations extérieures appropriées 14 susceptibles d'être relia?s sélectivement à une source de vide et à une ou plusieurs sources d'oxygène ou d'azote sous pression. Les canalisations du joint communiquent avec des perforations débouchant sur la face inférieure de celui-ci. Le couvercle 9 comporte lui-même un réseau-de canaux intérieurs 9a que des canalisations extérieures flexibles telles que 15 permettent de relier à un système de circulation de fluide thermique en vue de maintenir ledit plateau à la température voulue. Au-dessus du couvercle 9 se trouve une source de neutrons 16 entourée de diffuseurs réflecteurs appropriés qui dirigent le flux neutronique en direction du bas, tandis qu'il est prévu un dispositif ralentisseur gradué 17 agissant sur ce flux. L'ensemble est recouvert par un chapeau protecteur 18. Dans l'alésage du corps 1 peut coulisser un piston 19 susceptible d'être actionné par un vérin hydraulique approprié, non figuré. Ce piston est équipé de joints d'étanchéité 20 et il comporte dans sa masse un système de canaux I9a, relié à des canalisations extérieures souples telles que 21, grâce auquelles on peut y faire circuler un fluide thermique permettant de régler la température du piston. Celui-ci est encore percé d'orifices verticaux 19b équipés de clapets anti-retour 22 et auxquels on peut adapter des canalisations extérieures souples 23 reliées par ailleurs à des pompes ou accumulateurs destinés à refouler dans le réacteur le mélange à traiter.Il est en outre prévu dans le piston 19 des orifices de plus petit diamètre 19c reliés à des canalisations souples d'évacuation 24, en liaison avec une capacité extérieure où est maintenu un un vide primaire et qui permet de recueillir les liquides. Enfin le piston 19 est surmonté d'un écran de plomb 25 destiné à arrêter le flux neutronique. Cet écran est percé en face des orifices 19b et il ne s'étend pas tout à fait jusqu'à la paroi pour permettre aux orifices 19c de communiquer avec l'espace intérieur du corps. Le fonctionnement est le suivant On vérifie d'abord le bon fonctionnement du réacteur vertical, et de tous ses accessoires et appareillage ; la régulation automatique du fluide thermique est contrôlée à toutes les surfaces radiantes vers l'intérieur du réacteur à la température même imposée depuis les réactions d'activation. On effectue la vidange générale sous vide primaire (0,1 mm Hg) du réacteur et de ses accessoires, cette vidange étant suivie d'une neutralisation par un gaz neutre tel que l'azote. On ouvre les vannes d'amenée du mélange homogénéisé provenant des mélangeurs-malaxeurs étanches ou d'accumulateurs tampon, si nécessaire. La source de neutrons est au repos, mais prête à agir avec ses ralentisseurs déjà réglés à la limite d'absorption des corpuscules activés.On poursuit le remplissage sans arrêt jusqu'à ce que le niveau supérieur du mélange approche de quelques centimètres le plateau 12. Le vide étant interrompu depuis le début du remplissage, on ouvre l'arrivée d'oxygène à la pression désirée (environ 160 bars pour l'exemple donné). On manoeuvre alors le piston 19 jusqu a ce que le mélange bute contre le plateau. On met alors en marche la source de neutrons 16 tout en maintenant la pression à la même valeur par action du piston 19. La masse absorbe progressivement de l'oxygène, ce qui diminue la pression gazeuse qu'on maintient à un minimum de 0,100 bar, par exemple, pour assurer la continuité de la réaction du haut vers le bas par couches horizontales. La fin de l'opération est constatée par le durcissement de la couche supérieure, ce qu'on détecte par le moyen de testeurs ou autres. On ferme l'arrivée d'oxygène, on arrête la source de neutrons 17 et on l'écarte en même temps que le couvercle 9 et ses accessoires. On enlève le joint 10 et le plateau 12 dont il est solidaire. On les remplace par une hotte dirigeant les fumées vers l'ex- térieur. On effectue alors la polymérisation finale comme exposé au brevet précité. La température du réacteur est portée à 50 à 600C, par exemple jusqu'à la fin de cette opération. Les liquides qui apparaissent pendant les réactions sont aspirés sous vide par les canalisations 4 dans la cuve extérieure pour être recueillis en vue d'une épuration et de la récupération du benzène entraîné. On enlève ensuite la hotte et par réaction du piston inférieur 19 on chasse le produit par le haut pour le soumettre aux traitements de finition appropriés. Bien entendu l'appareil doit comporter les mesures de précautions nécessaires à l'encontre de la diffusion des neutrons. Le couvercle 9, le joint 10 avec ses canalisations et le plateau 12 ne doivent pas absorber et/ou réfléchir exagérément ceux-ci. Quant à la chemise 3, on peut l'établir en une matière propre à les arrêter ou la pourvoir d'un recouvrement protecteur quelconque. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents, tels que les adaptations nécessaires pour les très hautes pressions (frettage, matériaux spéciaux, sécurités de toute nature), comme pour les utilisations de toutes pressions inférieures jusqu'à zéro, voire même négatives. R E V E iQ D I C A T I O ;; S 1 - Procédé de fabrication de substances diverses par réaction entre une matière "première" convenablement activée et une matière "seconde" telle, notamment, que des déchets cellulosiques, en vue d'obtenir après polymérisation un produit semblable à la matière "première", et suivant lequel le mélange intime de ces deux matières est soumis sous pression et à une température déterminée, à l'action de l'oxygène ou de l'ozone, caractérisé en ce qu'on dirige sur le mélange ainsi comprimé un flux de neutrons orienté de haut en bas en vue d'accélérer et de parfaire les réactions entre les deux matières. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le flux de neutrons comporte l'intensité maximale que le mélange peut supporter sans être détérioré. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression à laquelle le mélange est maintenu pendant la réaction est de l'ordre d'au moins 100 bars. 4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pression à laquelle le mélange est maintenu pendant la réaction est de 140 à 200 bars. 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'on choisit comme matière "première" des extraits prélevés dans les glandes de l'une quelconque des espèces de vers à soie qui secrètent le fil de cocon, en vue d'obtenir un produit semblable à la soie naturelle. 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'on choisit comme matière première des extraits des végétaux préférés pour l'élevage des diverses espèces de vers à soie, en vue d'obtenir un produit assimilable par l'espèce considérée. 7 - Réacteur pour la phase du procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 4, au cours de laquelle le mélange est soumis sous pression à l'action de l'oxygène et à celle d'un flux de neutrons, caractérisé en ce qu'il comprend un corps cylindrique vertical dont l'extrémité supérieure est fermée par un couvercle amovible supportant une source de neutrons à flux dirigé vers le bas, ledit corps renfermant un piston, tandis qu'il est prévu des moyens pour introduire le mélange à traiter entre le piston et le couvercle et pour établir un matelas gazeux sous ce couvercle au-dessus du mélange. 8 - Réacteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'entre le couvercle et le corps est interposé en guise de joint un disque dans l'épaisseur duquel sont ménagées des canalisations qui, lorsque le couvercle est en place sur le corps, communiquent avec des canalisations fixes susceptibles d'être reliées à une source de vide et à au moins une source de gaz sous pression. 9 - Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les moyens d'introduction du mélange à traiter comprennent des ouvertures à clapet anti-retour ménagées dans le piston. 10 - Réacteur suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau horizontal fixé au disque de manière à se trouver à un certain écartement de ce dernier à l'intérieur du corps dans lequel il pénètre avec un faible jeu pour délimiter le matelas gazeux au-dessus du mélange en traitement. il - Réacteur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que toutes les parois avec lesquelles le mélange vient en contact sont protégées par une couche d'une matière neutre et isolante, telle que l'émail ou la matière plastique.