Brevet FR2514024A1 — publié le 19830408

La présente invention concerne une briquette ayant d'excellentes propriétés d'imperméabilité à l'eau et d'allu- mage, et son procédé de production. Jusqu'à présent, on a utilisé des combustibles solides comme la houille, le charbon de bois, le bois et diverses briquettes comme des briquettes poreuses et des boulets pour le chauffage intérieur, la cuisson en intérieur et en extérieur, les feux de camp, etc. Quand on utilise un combustible de ce type, en raison de la difficulté à l'allumer en utilisant seulement la flamme d'une allumette, on a utilisé des procédés comme, par exemple l'inflammation d'un papier ou d'une fine brindille suffisam- ment sèche puis le combustible solide est enflammé à l'aide de ceux-ci, ou bien on verse sur le combustible solide un combustible liquide dérivé du pétrole comme du kérosène ou de l'essence, on enflamme ensuite le liquide avec la flamme d'une allumette et on enflamme le combustible solide en uti- lisant cette chaleur de combustion Le premier procédé deman- de du travail, est gênant et prend longtemps avant l'inflam- mation du combustible Le dernier procédé est non seulement dangereux mais provoque également une combustion explo- sive avec formation de fumée noire, ce qui peut parfois brû- ler les vêtements et/ou les cheveux et en outre peut occa- sionner des brûlures aux personnes et parfois les enfumer ainsi que leurs vêtements avec une fumée noire Même si l'on utilise un tel procédé, l'inflammation du combustible solide est encore difficile et il est nécessaire de répéter le même procédé plusieurs fois En conséquence, une odeur déplaisante de pétrole flotte au voisinage, donnant un goût médiocre dans le cas d'une cuisson au barbecue, etc, et elle est également indésirable d'un point de vue de la pollution de l'environne- ment En outre, quand on utilise comme combustible solide du charbon, des briquettes ou des boulets, les mains, les vête- ments, les récipients les contenant, etc, sont salis, ce qui pose des problèmes. De plus, les combustibles solides ne peuvent pas être utilisés à des endroits humides ou une fois qu'ils ont été mouillés En conséquence, il est nécessaire de conserver avec 2 qu'ils précaution les combustibles solides pour/ne puissent pas ab- sorber de l'humidité ou se mouiller Le fait que, une fois qu'ils ont absorbé de l'humidité ou qu'ils ont été mouillés, ils ne peuvent être utilisés qu'après un séchage suffisant et que ceci prend assez longtemps pour qu'ils soient parfaite- ment secs, pose également un problème. En ce qui concerne une briquette pour laquelle on prend en considération l'imperméabilité à l'eau, le brevet US N O 3 955 937 décrit un procédé dans lequel on utilise comme liant une solution préparée en dissolvant une résine dans l'alcool et on l'applique à la surface d'un produit moulé. Cependant, ce procédé n'est pas satisfaisant car la résine utilisée est si soluble dans les alcools, par exemple la colophane, qu'elle n'est pas suffisamment imperméable à l'eau par elle-même, et que la pénétration de l'eau dans la partie interne de la briquette ainsi obtenue ne peut pas être empê- chée une fois qu'elle est venue en contact avec cette eau pendant un temps long L'augmentation de l'épaisseur de revê- tement de la résine de surface pour améliorer l'imperméabi- lité à l'eau de la briquette n'est pas économique et entraîne d'autres problèmes, par exemple la formation de fumée ou d'une odeur désagréable, etc, selon la résine utilisée. L'inventeur de la présente demande a cherché à obtenir une briquette imperméable à l'eau ayant une bonne capacité d'allumage sans les défauts mentionnés précédemment Par suite, il a obtenu une briquette parfaitement imperméable à l'eau, propre, sûre et hygiénique, ayant un bon pouvoir d'al- lumage, en utilisant comme liant une cire ou une solution de nitrocellulose et/ou une solution d'acétate de cellulose, et en outre, comme agent de revêtement de surface, une solution de nitrocellulose et/ou une solution d'acétate de cellulose. La présente invention fournit une briquette imperméa- ble à l'eau (appelée ici première briquette) comportant une couche de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la surface d'un produit moulé de poudres d'un matériau solide combustible et d'un agent oxydant, ledit produit étant lié par de la nitrocellulose et/ou de l'acétate de cellulose. La présente invention fournit en outre une briquette imperméable à l'eau (appelée ci-après seconde briquette), comportant une couche de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la surface d'un produit moulé de poudres d'un matériau solide combustible avec ou sans agent oxydant, ledit produit étant lié par une cire. La présente invention fournit en outre des procédés de préparation de la première et de la seconde briquettes. Les poudres de matériaux solides combustibles utilisa- bles dans la présente invention comprennent les poudres de charbon de bois, la sciure de bois, les poudres de houille, les poudres de coke, etc Elles peuvent être utilisées sépa- rément ou en combinaison Bien qu'il n'y ait pas de limita- tion particulière sur la dimension des poudres des matériaux combustibles, plus elles sont fines, plus elles sont indi- quées. L'agent oxydant utilisable dans la présente invention est de préférence un agent oxydant fort comme, par exemple, le chlorate de potassium Pour empêcher la formation d'une odeur désagréable ou d'un gaz dangereux, il est indiqué d'u- tiliser le chlorate de potassium, le nitrate de potassium ou le permanganate de potassium comme agents oxydants Ces agents oxydants peuvent être utilisés individuellement ou en combinaison. La nitrocellulose et l'acétate de cellulose utilités dans la présenteinvention sont ceux généralement connus Ils sont utilisés sous forme d'une solution préparée en les dis- solvant dans un solvant La nitrocellulose comprend la nitro- cellulose forte ayant une teneur élevée en azote, la pyro- nitrocellulose ayant une teneur moyenne en azote, la nitro- cellulose faible ayant une teneur en azote comparativement faible, la nitrocellulose cassante ayant une teneur en azote de 10 % ou moins, etc Dans la présente invention, on peut utiliser l'un quelconque de ces types Cependant, l'utilisa- tion de nitrocellulose cassante est indiquée d'un point de vue hygiénique, car aucune odeur ne se dégage au cours de la combustion Comme solvant utilisé pour dissoudre la nitro- cellulose et l'acétate de cellulose, on préfère ceux qui peu- vent dissoudre la nitrocellulose et l'acétate de cellulose et qui en outre ont une volatilité élevée Les solvants que l'on peut utiliser dans la présente invention comprennent les alcools, les esters, les cétones, etc Parmi ceux, on préfère l'acétone et un solvant mixte d'acétone et d'acétate d'amyle du point de vue de la mise en oeuvre. La cire utilisée dans la présente invention peut être une cire animale, végétale, minérale ou de pétrole, et peut être liquide ou solide à la température normale Comme cire, il est indiqué d'utiliser une cire qui donne peu d'odeur et/ou peu de gaz dangereux pendant sa combustion On préfère nettement la cérésine La cérésine est un matériau cireux amorphe obtenu par purification de l'ozokérite et une cire de pétrole purifiée. On décrira ci-après en détail le procédé de fabrication de la première briquette de la présente invention Tout d'abord, on mélange l'agent oxydant avec des poudres des matériaux solides combustibles Un des procédés de mélangeage est effectué en dissolvant l'agent oxydant dans de l'eau et en y ajoutant des poudres des matériaux solides combustibles, avant de mélanger Un autre procédé consiste à broyer l'agent oxydant en poudre fine et à le mélanger soigneusement avec des poudres des matériaux solides combustibles Quand l'agent oxydant est dissout dans de l'eau, il est préférable de chauffer l'eau en raison de l'élévation de la vitesse de dissolution Quand on utilise de l'eau, le mélange, après mélangeage, est séché suffisamment et refroidi à la tempéra- ture ambiante. Au mélange ainsi obtenu, on ajoute une solution de nitrocellulose et/ou une solution d'acétate de cellulose On malaxe ensuite le mélange et on le moule à l'aide d'un procé- dé de moulage par compression pour obtenir un produit moulé ayant la forme désirée La solution de nitrocellulose et la solution d'acétate de cellulose peuvent chacune être utili- sées séparément ou en combinaison On peut également utiliser une solution préparée en dissolvant de la nitrocellulose et de l'acétate de cellulose en même temps dans un solvant Dans la présente invention, le procédé de moulage par compression A 14024 n'est pas particulièrement limité et l'on peut utiliser un quelconque type de machine de moulage de briquettes connu comme le type à dame ou le type à cylindre, pour le moulage en vue d'obtenir la forme désirée. On applique une solution de nitrocellulose et/ou une solution d'acétate de cellulose à la surface du produit moulé ainsi obtenu puis on sèche le produit Dans ce cas également, la solution de nitrocellulose et la solution d'acétate de cellulose peuvent être utilisées chacune séparément ou en combinaison On peut également utiliser une solution préparée en dissolvant en même temps dans un solvant de la nitrocellu- lose et de l'acétate de cellulose Bien que l'objet de la présente invention puisse être obtenu en appliquant la solu- tion de nitrocellulose et/ou la solution d'acétate de cellu- lose sur un produit moulé une seule fois en général, il est préférable d'effectuer deux ou plusieurs applications Dans la présente invention, le procédé permettant l'application n'est pas particulièrement limité et l'on peut utiliser un procédé classique comme la pulvérisation, l'immersion ou le revêtement avec un pinceau. La première briquette de la présente invention obtenue selon le procédé décrit ci-dessus a d'excellentes propriétés d'imperméabilité à l'eau Quand elle est immergée dans de l'eau pendant une longue période de temps, l'eau ne pénètre pas dans la partie intérieure de la briquette et elle peut être facilement enflammée avec la flamme d'une allumette dès qu'elle est sortie de l'eau La briquette de la présente invention peut être également manipulée proprement car des particules ne s'enlèvent pas de la surface de la briquette. La présente briquette ne tache pas en noir les mains quand on la manipule à la main En outre, elle est hygiénique en ce qu'elle ne donne pas de formation de fumée, d'odeur désagréa- ble, de gaz dangereux, etc, lors de sa combustion, et sa combustion dure longtemps; en conséquence, elle peut être utilisée comme combustible principal pour la cuisson au bar- becue, etc, ainsi que comme combustible d'allumage En outre, elle peut facilement être transportée en raison de son faible poids. La seconde briquette de la présente invention est selon le procédé décrit ci-dessous Quand on utilise l'agent oxy- dant, des poudres des matériaux solides combustibles sont dissoutes dans une solution aqueuse de l'agent oxydant et on effectue un mélangeage, ou bien l'agent oxydant est broyé en une fine poudre à laquelle on ajoute des poudres des maté- riaux solides combustibles en effectuant ensuite un mélan- geage suffisant De la cire est ajoutée au mélange après un séchage suffisant dans le premier cas, ou au mélange lui-même dans le dernier cas Quand on l'utilise pas d'agent oxydant, la cire est ajoutée aux poudres des matériaux solides combus- tibles elles-mêmes et on mélange ensuite Quand on utilise une cire solide, on mélange la cire de telle sorte que, après addition de la cire, on chauffe le mélange pour fondre les cires pour permettre un mélange efficace En ce qui concerne le procédé d'addition de la cire solide, la cire peut être fondue par chauffage, et on peut ensuite ajouter les poudres des matériaux solides combustibles et, si nécessaire, l'agent oxydant, puis effectuer le mélange. Le mélange ainsi obtenu est moulé par un procédé de moulage par compression de façon à obtenir un produit moulé ayant la forme désirée Le produit moulé est refroidi à la température ambiante après le moulage par compression Il n'y a aucune limitation particulière du procédé de moulage par compression dans ce cas et on peut utiliser l'un quelconque des procédés classiques. On applique une solution de nitrocellulose et/ou une solution d'acétate de cellulose à la surface du produit moulé ainsi obtenu La solution de nitrocellulose et la solution d'acétate de cellulose peuvent chacune être utilisées séparé- ment ou en combinaison On peut également utiliser une solu- tion préparée en dissolvant dans un solvant en même temps de la nitrocellulose et de l'acétate de cellulose Il n'y a aucune limitation particulière concernant le procédé d'ap- plication et l'on peut utiliser l'un quelconque des procédés classiques Bien que l'objet de la présente invention peut être obtenu en appliquant cette solution une fois, il est préférable de l'appliquer deux fois ou plus. La seconde briquette de la présente invention obtenue selon le procédé décrit ci-dessus a également d'excellentes propriétés d'imperméabilité à l'eau Même si la briquette a été immergée dans de l'eau pendant une longue période de temps, de l'eau ne pénètre pas dans la partie intérieure de la briquette et celle-ci peut facilement être enflammée avec la flamme d'une allumette dès qu'elle est sortie de l'eau La briquette de la présente invention peut également être mani- pulée proprement car des particules ne s'enlèvent pas de la surface de la briquette et la briquette ne tache pas en noir les mains quand on la manipule à la main En outre, elle est hygiénique car elle ne provoque pas de dégagement de fumée, d'odeur désagréable, de gaz dangereux, etc, en cours de com- bustion En outre, elle peut facilement être transportée en raison de son faible poids La seconde briquette de la pré- sente invention brûle en formant une flamme pendant la com- bustion En conséquence, elle est avantageusement utilisée comme combustible d'allumage pour allumer d'autres combusti- bles principaux. Comme décrit ci-dessus, la briquette de la présente invention a d'excellentes caractéristiques d'utilisation En conséquence, la briquette est utilisée de façon appropriée comme combustible pour, par exemple, les barbecues d'inté- rieur et d'extérieur; comme combustible d'allumage et comme combustible principal, comme combustible utilisé par mauvais temps pour l'alpinisme, le camping, etc; comme combustible utilisé dans les endroits humides et en particulier comme combustible de secours quand une catastrophe s'est produite. Dans la présente invention, les quantités de matériau à utiliser, à l'exception des poudres de matériaux solides com- bustibles, peuvent être décidées de façon appropriée d'un point de vue économique ainsi qu'en tenant compte de leurs propriétés. Exemple 1 On dissout 2 grammes de chlorate de potassium et 0,5 g de nitrate de potassium dans 20 ml d'eau en chauffant A cette solution, on ajoute 66 g de poudres de charbon de bois. Après une agitation et un mélange suffisant, on sèche le mélange et on le refroidit à la température ambiante A cette solution, on ajoute une solution de nitrocellulose cassante (une solution préparée en dissolvant 15 g de nitrocellulose cassante dans 180 ml d'acétone) puis on mélange On soumet ensuite le mélange final à un moulage par compression pour obtenir un produit moulé cylindrique ayant un diamètre de 4 cm et une épaisseur de 2 cm. A la surface du produit moulé ainsi obtenu, on applique une solution de nitrocellulose cassante (une solution prépa- rée en dissolvant 20 g de nitrocellulose cassante dans 100 ml d'acétone) puis on sèche On obtient une briquette imperméa- ble à l'eau en appliquant ensuite une solution préparée en dissolvant 20 g de nitrocellulose cassante et 3 g d'acétate de cellulose dans 150 ml d'acétone sur le produit revêtu puis on sèche. Exemple 2 On dissout 1 gramme de chlorate de potassium et 1 g de nitrate de potassium dans 20 ml d'eau tout en chauffant A cette solution, on ajoute 33 g de poudres de charbon de bois. Après une agitation et un mélange suffisant, on sèche le mélange et on le refroidit à la température ambiante A ce mélange, on ajoute une solution de nitrocellulose cassante (solution préparée en dissolvant 7 g de nitrocellulose cas- sante dans 40 ml d'acétone) puis on mélange On soumet ensui- te le mélange final à un moulage par compression pour obtenir un produit moulé similaire à celui de l'Exemple 1. A la surface du produit moulé ainsi obtenu, on applique une solution de nitrocellulose cassante (solution préparée en dissolvant 20 g de nitrocellulose cassante dans 100 ml d'acétone) puis on sèche On applique ensuite une solution préparée en dissolvant 20 g de nitrocellulose cassante et 3 g d'acétate de cellulose dans 150 ml d'acétone, sur le produit revêtu, puis on sèche pour obtenir une briquette imperméable à l'eau. Exemple 3 On broie en fines poudres 1 gramme de chlorate de potassium et 1 g de nitrate de potassium A ces poudres, on ajoute 30 g de poudres de charbon de bois et on mélange suf- fisamment Au mélange, on ajoute une solution d'acétate de cellulose (solution préparée en dissolvant 7 g d'acétate de cellulose dans 70 ml d'acétone) puis on mélange Le mélange final est soumis à un moulage par compression pour obtenir un produit moulé similaire à celui de l'Exemple 1. On obtient une briquette imperméable à l'eau en appli- quant une solution de nitrocellulose cassante (solution pré- parée en dissolvant 25 g de nitrocellulose cassante dans 100 ml d'acétone) à la surface du produit moulé ainsi obtenu puis en séchant. Exemple 4 On broie en fines poudres 1 gramme de chlorate de potassium et 2 g de nitrate de potassium A ces poudres, on ajoute 25 g de poudres de charbon de bois et 10 g de poudres de houille puis on mélange suffisamment Au mélange, on ajou- te une solution de nitrocellulose cassante (solution préparée en dissolvant 4 g de nitrocellulose cassante dans 40 ml d'a- cétone) puis on mélange Le mélange final est soumis à un moulage par compression pour obtenir un produit moulé simi- laire à celui de l'Exemple 1. On obtient une briquette imperméable à l'eau en appli- quant une solution de nitrocellulose cassante (solution pré- parée en dissolvant 15 g de nitrocellulose cassante dans 100 ml d'acétone) à la surface du produit moulé ainsi obtenu puis en séchant. On immerge dans de l'eau pendant 2 jours les produits obltenus dans les Exemples 1 à 5 puis on les sort de l'eau Ils peuvent être facilement allumés avec la flamme d'une allumet- te aussitôt et brûlent continuellement sans dégager beaucoup de flammes. Exemple 5 On obtient une briquette imperméable à l'eau selon le mode opératoire décrit dans l'Exemple 4, mais on utilise res- pectivement 30 g et 15 g de poudres de charbon de bois et de poudres de houille. Exemple 6 On immerge 3 grammes de poudres de charbon de bois et 3 g de sciure de bois dans une solution aqueuse d'une petite quantité de nitrate de potassium, puis on sèche Au mélange, on ajoute 5 g de cérésine et on chauffe pour fondre la céré- sine et on mélange suffisamment Le mélange final est soumis à un moulage par compression pour obtenir un produit moulé cylindrique ayant un diamètre de 4 cm et une épaisseur de 2 cm. On obtient une briquette imperméable à l'eau en appli- quant une solution de nitrocellulose cassante (solution pré- parée en dissolvant 0,5 g de nitrocellulose cassante dans 2 ml d'acétone) à la surface du produit moulé ainsi obtenu puis en séchant. Exemple 7 On chauffe et on fond 5,5 g de cérésine, et on leur ajoute 6 g de sciure de bois puis on mélange suffisamment On soumet le mélange à un moulage par compression pour obtenir un produit moulé similaire à celui de l'Exemple 6. On obtient une briquette étanche à l'eau en appliquant une solution de nitrocellulose cassante (solution préparée en dissolvant 0,5 g de nitrocellulose cassante dans 2 ml d'acé- tone) à la surface du produit moulé ainsi obtenu puis en séchant. On met dans de l'eau pendant 2 jours les produits obte- nus dans les Exemples 6 et 7 puis on les sort de l'eau On peut facilement les allumer à la flamme d'une allumette aus- sitôt et ils brûlent continuellement avec dégagement de flam- mes. Exemple de comparaison 1 On met 70 parties en poids de poudres de charbon de bois et 10 parties en poids de poudres de pâte à papier dans parties en poids d'eau dissolvant 1 partie en poids de nitrate de potassium On mélange soigneusement, on laisse reposer pendant 3 heures puis on chauffe à 70 QC jusqu'à séchage Au mélange résultant, on ajoute une solution prépa- rée en dissolvant 20 parties en poids de colophane dans ml d'étanol puis on mélange soigneusement Le mélange est moulé par compression pour obtenir un produit moulé cylindri- que ayant un diamètre de 4 cm et une épaisseur de 2 cm. il A la surface du produit moulé, on applique une solution de 20 parties en poids de colophane dissoute dans 100 ml d'étanol, deux fois, puis on sèche. Le produit ainsi obtenu est mis dans de l'eau pendant 3 heures puis sorti On ne peut pas l'enflammer avec la flamme d'une allumette - REVENDICATIONS 1 Briquette imperméable à l'eau ayant une couche de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la surface d'un produit moulé de poudres d'un matériau solide combustible et d'un agent oxydant, ledit produit étant lié par de la nitro- cellulose et/ou de l'acétate de cellulose. 2 Briquette imperméable à l'eau comportant une cou- che de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la sur- face d'un produit moulé de poudres d'un matériau solide com- bustible, ledit produit étant lié par une cire. 3 Briquette imperméable à l'eau comportant une cou- che de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la sur- face d'un produit moulé de poudres d'un matériau solide com- bustible et d'un agent oxydant, ledit produit étant lié par une cire. 4 Briquette selon l'une quelconque des revendica- tions 1, 2 et 3, caractérisée en ce que les poudres de maté- riaux solides combustibles sont au moins un type de poudres de charbon de bois, de sciurede bois, de poudres de houille et de poudres de coke. Briquette selon l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 3, caractérisée en ce que l'agent oxydant est au moins l'un des composés suivants: chlorate de potassium, nitrate de potassium et permanganate de potassium. 6 Briquette selon l'une quelconque des revendica- tions 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la nitrocellulose est une nitrocellulose cassante. 7. Briquette selon l'une ou l'autre des revendica- tions 2 et 3 y caractérisée en ce que la cire est la cérésine. 8 Procédé de production d'une briquette imperméable à l'eau, qui consiste à mélanger un agent oxydant avec des poudres d'un matériau solide combustible, à ajouter une solu- tion de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose au mélan- ge mentionné précédemment puis en mélangeant encore, à mouler par compression le mélange résultant puis à appliquer au moins une fois une solution de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la surface du produit moulé mentionné ci- dessus. 9 Procédé de production d'une briquette imperméable à l'eau, qui consiste à mélanger une cire avec des poudres d'un matériau solide combustible, à mouler par compression le mélange résultant puis à appliquer au moins une fois une solution de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la surface du produit moulé mentionné précédemment. Procédé de production d'une briquette imperméable à l'eau, qui consiste à mélanger un agent oxydant avec des poudres d'un matériau solide combustible, à y mélanger une cire, à mouler par compression le mélange résultant puis à appliquer au moins une fois une solution de nitrocellulose et/ou d'acétate de cellulose à la surface du produit moulé. 11 Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 8 et 10, o le mélange avec des poudres du matériau solide com- bustible avec l'agent oxydant est effectué en ajoutant les poudres de matériaux solides combustibles à une solution aqueuse de l'agent oxydant, en mélangeantsous agitation eten séchant. 12 Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 8 et 10, caractérisé en ce que le mélange avec des poudres du matériau solide combustible avec l'agent oxydant est effectué en broyant l'agent oxydant en fine poudre, en ajoutant les poudres de matériaux solides combustibles à ladite poudre fine puis en mélangeant. 13 Procédé selon l'une quelconque des revendications 8, 9 et 10, caractérisé en ce que la solution de nitrocellu- lose est une solution préparée en dissolvant de la nitrocel- lulose cassante dans de l'acétone ou dans un mélange solvant d'acétone et d'acétate d'amyle. 14 Procédé selon l'une quelconque des revendications 8, 9 et 10, caractérisé en ce que la solution d'acétate de cellulose est une solution préparée en dissolvant de l'acé- tate de cellulose dans de l'acétone ou dans un mélange sol- vant d'acétone et d'acétate d'amyle. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la cire est la cérésine. 16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le mélange de la cérésine est effectué en ajoutant de la cérésine à des poudres d'un matériau solide combustible, en chauffant le mélange pour fondre la cérésine puis en les mélangeant. 17 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le mélange de la cérésine est effectué en fondant de la cérésine, en y ajoutant des poudres d'un matériau solide combustible puis en les mélangeant.