Brevet FR2673949A3 — publié le 19920918

FR 2673949 A3 19920918 FR 8910249 A 19890728 La présente invention concerne des dispositifs permettant l'ajout de température par des combustibles solides dans des éléments à brûler, brûlant eux-mêmes à température insuffisante pour l'obtention de flammes de couleurs couvrant la totalité du spectre. Les combustibles solides, du type Hexaméthylene tétramine, Métaldéides, Hydrazines ( U.D.H.) etc... possèdent une température de combustion ( 1500 à 2000 degrés centigrades), permettant de faire brûler de manière visible certains sels métalliques ou organo-métalliques, tels que Lithium (rouge), Lanthane (orange), alors que la température de combustion d'une allumette, d'une bougie, d'une bûche ou d'un pain lumineux et calorifique, en aggloméré de bois et paraffines, par exemple, ne permet de faire apparaître visiblement pour ltoeil que certaines couleurs ( Cuivre, Strontium pour les verts et les bleus par exemple). La présente invention décrit donc a) l'ajout des combustibles solides définis ci-dessus à des combustibles du type bois, fibres diverses, paraffines, huiles,etc... pour obtenir, avec des sels appropriés (ou des bores), la température voulue pour l'obtention partielle ou totale de flammes de toutes les couleurs possibles du spectre. b) l'utilisation des mêmes combustibles, mélangés à un liant, à une colle et aux mêmes sels ou bores, pour enduire des éléments à brûler, afin d'obtenir les mêmes flammes des mêmes couleurs. c) l'utilisation des mêmes combustibles, mélangés aux mêmes sels ou bores, avec présence d'un liant, pour l'obtention d'éléments à brûler sous forme de poudres, pâtes ou solides, ces derniers compactés à une pression de 1 à 500 bars, brûlant dans toutes les couleurs possibles de flammes du spectre. Décrivons plus précisément a) les bûches, pains, rondelles ou autres formes d'allumefeux, sont généralement constitués en compactant par pression de 1 à 500 bars, un mélange de bois ( sciure, copeaux) entre 10 et 90 % (dix et quatre vingt dix pour cent) et de paraffines, contenant une faible proportion d'huiles, entre 90 et 10 % (quatre vingt dix et dix pour cent). Si l'on ajoute à ce mélange une solution d'alcools ou cétones, contenant des sels ou bores colorants, il est possible d'obtenir, de manière éphémère et tant que l'alcool persiste, des flammes de couleurs choisies et variées. Mais, une fois l'alcool évaporé ou brûlé, certaines couleurs seulement persistent visiblement comme les verts et bleus ( chlorures cuivrique, cuivreux, de strontium, de rubidium etc..). La température de combustion du bois mélangé à la paraffine est d'environ 1000 à 1200 degrés qui suffisent pour ces couleurs. Par contre, pour les flammes rouges ( chlorures de Lithium, de Lanthane,etc,..) la température de 1000 à 1200 degrés ne suffit pas, car il s'agit de la température résiduelle, une fois l'alcool brûlé ou évaporé. Pour que les flammes-rouges apparaissent et persistent, il faut donc élever la température de manière permanente à quelques 1800 degrés environ, là où les flammes rouges, entrtautres, sont visibles à l'oeil. I1 est donc préférable d'ajouter un mélange de sels et de combustibles, sous forme de- poudre notamment, (Héxaméthylène -tétramine, Métaldéides etc...), puis d'y ajouter un liant (gélatines, celluloses, colles etc...), afin de permettre aux sels de s'agglomérer aux combustibles en poudre(ou solide/granulés), pour qu'il n' y ait pas de déperdition par dispersion au moment où la paraffine est ajoutée au bois. b) pour fabriquer des allumettes de taille et de présentation diverse, ou tous autres allumeurs ou torchettes décoratives, brûlant avec des flammes de couleurs, il faudra, lors du processus de fabrication industrielle, tremper ces éléments dans des bains, ou les imprégner par vaporisation, pulvérisation, projection, enduit ou tout autre procédé. Le premier bain consiste à tremper le support de l'allumette dans un mélange liquide de liant, de sels et de combustible solide en suspension. Ce bain déposera à la surface du support une couche de produit combustible qui brûlera avec des flammes dont la couleur correspondra aux sels colorants utilisés. On pourra ajouter un seccatif pour accélérer le séchage.( 1, 2, 4 - fig. 2 ). L'opération suivante que nous appelerons deuxième bain ( 3,5 - fig. 2 ) interviendra après séchage, consécutif au premier bain. Nous abordons ici la coloration de la flamme du " BOUTON ( 3 - fig. 2 ) pour décrire l'adjonction,lors de ce deuxième bain, au liant (gélatines la plupart du temps) de sels connus pour la coloration qu'ils apportent, en brûlant avec les chlorates ( de ...) ou les perchlorates ( de ... ), servant à frotter contre le phosphore du grattoir pour provoquer, par l'échauffement des deux corps mis en présence, l'allumage. Notons ici que les chlorates et perchlorates généralement utilisés peuvent être remplacés par ou additionnés des chlorates ou perchlorates de sels utilisés pour la coloration des flammes, afin d'en renforcer l'effet. A titre d'exemples 1) liant + perchlorate ou chlorate de Lithium + autres produits spécifiques à tel ou tel fabricant; ou 2) liant + perchlorate ou chlorate de Lithium + chlorure de Lithium + autres produits spécifiques à tel ou tel fabricant; ou 3) liant + perchlorates ou chlorates habituels à tel ou tel fabricant + chlorate de lithium + autres produits spécifiques artel ou tel fabricant. Ceci pour obtenir un " BOUTON " d'allumette ( 3 - fig. 2 ), s'allumant avec une flamme éphémère rouge. Pour les autres couleurs il suffit de changer les chlorates ou perchlorates et chlorures par ces substances à base des différents sels correspondant aux couleurs que l'on désire obtenir. On notera également que ce processus des deux bains successifs permet de fabriquer des allumettes brûlant successivement en deux couleurs différentes. c) mais on pourra également utiliser le même mélange combustibles + sels + liants pour compacter le tout à une pression de 1 à 500 bars, créant par là même des éléments solides qui brûleront avec des flammes couvrant la totalité des couleurs possibles du spectre. Pareil procédé de solidification de poudres est couramment utilisé par l'industrie pharmaceutique pour la fabrication des comprimés. Toutefois no-tre mélange pourra également être utilisé sous forme de poudre et de pâte. Ce dernier procédé permet différentes utilisations, et en particulier les flambeaux, torches, vasques (olympiques et autres) et tous les sous-éléments qui en sont dérivés, tels que bougies, torchettes etc..., dès lors qu'il s'agit de conteneurs dans lesquels sont entreposés, puis brûlés - soit une poudre ( mélange combustible/sels ) - soit une pâte plus ou moins dure ( mélange combustible/ sels + liant ) - soit un élément compacté par pression au moyen d'un liant tel que défini plus haut. Ceci afin d'obtenir des flammes de couleurs choisies et variées. Ces couleurs peuvent être simples ou composées de plusieurs éléments (1,2,3,4 - fig. 1 ), porteurs de couleurs différentes de flammes lorsqu'ils brûlent, assemblés par juxtaposition, ou collés ou placés dans des conteneurs séparés, juxtaposés, pour produire plusieurs flammes composant un ensemble multicolore. REVENDICATIONS 1) Dispositifs pour produire des flammes de couleurs choisies et variées à l'aide de combustibles en poudre, en pâte ou en éléments compactés par pression avec usage d'un liant. 2) Dispositifs selon la revendication 1 caractérisés en ce que ces combustibles sont, au départ, solides sous forme de poudres ou de granulés, et, qu'une fois allumés, ils brûlent à une température supérieure'à celle-des bois imprégniés de sels métalliques ou organo-métalliques ou bores, des hydro-carbures, en particulier de la paraffine et des huiles. 3) Dispositifs selon les revendications 1 et 2 caractérisés en ce que les dits ;combustibles, en particulier l'Hexaméthylène tétramine, les Métaldéides, l'hydrazine (U.D.H.), sont mélangés à des sels métalliques ou organo-métalliques ( ex. chlorure de Lithium pour le rouge, chlorure de Lanthane pour l'orange, chlorure de sodium pour le jaune, chlorures de cuivre / cuivreux pour le vert, cuivriques pour le bleu, chlorure de Strontium pour certains verts etc...), voire à des bores; pour brûler avec des flammes de couleurs presque pures, choisies et variées. Les proportions du mélange sont de 1 % (un pour cent) de combustible et 99 z quatre vingt dix neuf pour cent) de sels, ou l'inverse, ou toutes proportions intermédiaires. 4) Dispositifs selon les revendications 1, 2, 3, caractérisés en ce que la combinaison combustibles / sels ( ou bores ) ainsi obtenue, brûlant à une température d'environ 1500 à 2000 degrés centigrades, permettra de rendre visibles à l'oeil les flammes rouges en particulier qui n' apparaissent pas à l'oeil à la température comprise entre 1000 et 1200 degrés, à laquelle brûlent les bois, huiles, cires ou paraffines, seuls ou mélangés. Pour obtenir toutes les couleurs de flammes possibles du spectre, on ajoutera donc la combinaison combustibles + sels ou bores au mélange paraffine + bois ou tout autre mélange susceptible de brûler. ce pour obtenir des bûches, pains, allume-feux et autres torches. Cette opération se fera de préférence en deux temps a) ajouter à la sciure ou autres copeaux de bois (ou tout autre matériau similaire) le mélange combustible + sels (ou bores pour certains verts), auquel sera ajouté un liant (colles, gélatines, celluloses, etc...), l'objet de ce liant étant d'agglomérer le combustible avec les sels au bois afin d'éviter qu ils se dispersent trop. b) ajouter ensuite, à sa température naturelle de fusion (entre 20 et 100 degrés centigrades), la paraffine (contenant une faible proportion d'huile selon son degré de raffinage). Pendant que l'ensemble ainsi constitué sera encore chaud, compacter le tout à une pression variant entre 1 et 500 bars selon la compacité voulue. Lors de la combustion des éléments ainsi obtenus, des flammes de couleur apparaîtront, selon les couleurs choisies et voulues lors de la sélection des sels (ou bores) colorants. 5) Dispositifs selon les revendications 1, 2, et 3, caractérisés en ce que, contrairement à la revendication 4, si l'on veut obtenir des flammes de couleurs générées par des sels ou bores dont la couleur de flamme apparait à l'oeil à la température à laquelle brûlent les composés de bois + paraffines, soit 1000 à 1200 degrés, l'opération décrite en revendication 4 se fera plus simplement en un sel temps: mélange simultané de sciure ou copeaux de bois (ou tout autre matériau similaire) aux sels et bores, en solution ou purs, et adjonction de paraffine à sa température de fusion, par simple mélange à chaud; puis compacter le tout à une pression entre 1 et 500 bars. 6) Dispositifs selon la revendication 5) caractérisés en ce que les sels ( 1 à 25 % du tout ) peuvent être ajoutés sous forme de solutions dans des alcools ou cétones ( 75 à 99 % ), par imprégnation au bois, avant d'être mélangés à la paraffine, à chaud. On aura soin de compacter l'ensemble avec une pression de 20 à 500 bars, pour enfermer l'alcool ou les cétones persistants lors de l'opération, à l'intérieur de l'élément ainsi compacté. I1 sera même préférable d'imper méabiliser cet élément par un bain final de paraffine, afin d'éviter l'évaporation de l'alcool ou des cétones. Ce procédé est revendiqué en indiquant qu'il n'est toutefois pas le plus performant. 7) Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes caractérisé en ce que la pâte servant à la fabrication des feux dits " de Bengale " et autre feux dits " artificiers peut être liée par mélange à l'ensemble composé du combustible + sels (ou bores), ou même liée aux seuls sels (ou bores) dans des proportions de 5 % à 50 %, avant d'être séchés pour utilisation : lors de celle-ci, ces feux crépiteront ou scintilleront avec des flammes ou étincelles des couleurs définies par les sels choisis. 8) Dispositifs selon les revendications 1 et 3 caractérisés en ce que la composition combustibles + sels colorants peut être compactée seule, à l'aide de ou sans liants, ces liants étant de nature diverse, du type gélatines, celluloses, colles etc... ou,simplement, au moyen des procédés utilisés par l'industrie pharmaceutique pour compacter les cachets. Chaque élément, compacté à une pression de 1 à 500 bars, brûlera selon la couleur choisie, telle que définie dans la revendication 3 ci-dessus. Cet élément peut alors être collé, juxtaposé ou accolé à d'autres éléments produisant des couleurs identiques ou différentes, pour composer un tout brûlant de manière pluricolore (drapeaux, emblèmes, couleurs traditionnelles ou commerciales). 9) Dispositifs en fonction de l'ensemble des revendications précédentes caractérisés en ce que, pour les éléments à brûler avec des flammes de couleurs, dès lors que ces éléments dépassent un poids voisin de 500 grammes, il est préférable de percer des trous ou cheminées d'aération ( 0,5 cm à 5 cm de diamètre ), ou (et) de prévoir à l'embase des stries remplissant la même fonction, qui est celle de faciliter la circulation de l'air, donc d'aider à l'oxydation ou oxygénation des flammes, à fortiori celles de couleur. De même qu'un bain final dans la composition combustible + sels (ou bores) permettra lors de l'allumage de faire apparaitre les flammes de couleurs plus spontanément. Un autre procédé pour les " pains " de plus de 1 Kg revient à percer le pain dans sa partie supérieure, afin d'y faire pénétrer une mèche de coton, entourée à sa base d'une pastille de combustible + sels, pour que le "pain" s' allume mieux et surtout pour que la flamme de couleurs apparaisse sans délai. 10) Dispositifs selon les revendications 1, 3, 5, voire 4 partiellement, caractérisés en ce que les éléments compactés de combustibles + sels (ou bores) peuvent être déposés, collés, encastrés, enchassés ou sertis, entr t autres, dans des conteneurs simples ou pluri-éléments. Citons en particulier les torches, flambeaux et vasques olympiques pour exemples. Ce qui est valable également pour les torchettes ( du type olympique, en réduction ) et autres flambeaux destinés à des manifestations diverses, pour lesquels le combustible a l'avantage de ne pas se renverser. 11) Dispositifs selon les revendications 1, 3, 5, et 8, caractérisés en ce que, en induisant par trempage ( 4 - fig. 2 ) dans un bain de combustible + sels + liant, une ou des-allumettes ( 1 - fig. 2 ), de tailles et de supports variables (bois, cartons, fibres paraffinées, supports métalliques ou autres), on obtiendra dans un premier temps un support ( 2 - fig. 2 ), dont l'enduit ainsi déposé brûlera avec une flamme de couleur choisie et variée. Si le support est métallique et donc ne brûle pas, on évitera la flamme jaune venant des molécules de carbone non-brûlées, dégagées par le bois, les hydro-carbures et les fibres diverses. Dans un deuxième temps, un trempage partiel ( 3 et 5 - fig 2 ) du dit support déjà enduit ( 2 et 4 - fig. 2 ), dans un second bain, permettra de créér un BOUTON" brûlant de manière éphémère à l'allumage, avec une évuentuelle deuxième couleur choisie et variée. 3 procédés sont possibles après séchage de l'enduit consécutif au premier bain a) liant + perchlorate ou chlorate + autres produits spécifiques à tel ou tel fabricant, le perchlorate ou le chlorate étant celui du sel dont on veut obtenir la couleur de flamme qu'il produit en brûlant; ou b) liant + perchlorate ou chlorate du sel choisi + chlorure du même sel + autres produits spécifiques à tel ou tel fabricant; ou c) liant + perchlorates ou chlorates habituels à tel ou tel fabricant + chlorure du sel choisi + autres produits spécifiques à tel ou tel fabricant. 12) Dispositif selon les revendications 1,3,5,8, et 11, caractérisé en ce que le procédé décrit en 11 est le même pour les allumettes contenant dans leur "BOUTON" ( 3 et 5 fig.2 ) du phosphore càd qu'il est possible d'allumer sur n importe quel support. 13) Dispositifs selon l'ensemble des revendications précédentes, à l'exception de la revendication 5, caractérisés en ce que la chaleur de combustion de tous les produits qui brûlent à une température sensiblement supérieure ( 1800 degrés environ ) à celle des autres produits avec lesquels on peut les brûler, doit être ajoutée en mélangeant les deux types de produits, ce pour augmenter localement la température de combustion. Ceci permettra de faire apparaitre visiblement à l'oeil les couleurs possibles du spectre qui n' apparaissent pas visiblement à l'oeil à une température inférieure losque ce sont certains sels colorants qui apportent en brûlant leur couleur à la flamme.