Brevet FR2864953A1 — publié le 20050715

La présente invention concerne une méthode d'allumage et de craquage d'un hydrocarbure pour le dépôt de noir de carbone sur une surface dont on souhaite lubrifier en vue de la fabrication d'articles de verre. La fabrication d'objets en verre, en particulier d'objets en verre creux tels que bouteilles et flacons est habituellement effectuée selon deux méthodes. La première méthode, dite "soufflé-soufflé", consiste à former une ébauche par soufflage dans un premier moule, cette ébauche étant ensuite transférée dans un second moule dans lequel elle est soufflée afin de prendre sa forme définitive. La seconde méthode, dite "pressésoufflé", consiste à former une ébauche par pressage dans un moule d'une goutte de verre ou paraison issue d'une trémie, cette ébauche étant ensuite transférée dans un moule de soufflage dans lequel l'ébauche creuse est soufflée afin de prendre sa forme définitive. Quelle que soit la méthode utilisée, les parois internes des moules dans lesquels sont formées les ébauches sont régulièrement lubrifiées afin de permettre une meilleure pénétration du verre et d'éviter certains défauts de surface de l'ébauche, car ces défauts subsistent sur le récipient lorsqu'il est terminé. La technique encore fréquemment utilisée à l'heure actuelle dans les verreries est une technique de lubrification manuelle des moules qui n'est pas sans danger pour les manipulateurs. Cette lubrification est effectuée en général à l'aide d'une huile, contenant du graphite en suspension. Dans une telle méthode manuelle l'opérateur a tendance à déposer une quantité importante d'huile, afin de réduire la fréquence des lubrifications. Ceci engendre une souillure des premières ébauches réalisées après chaque lubrification, ce qui augmente considérablement les pertes sur la chaîne de fabrication. De plus, il en résulte des fumées importantes dans la zone de travail. On a tenté de substituer la lubrification manuelle par une lubrification automatique des chaînes de fabrication de récipients en verre par injection d'huile dans le moule avant introduction de la paraison (FR 1 285 586, US 4,409,010), mais l'introduction d'huile par un procédé manuel ou automatique engendre une pollution locale importante car l'huile rebrûle au contact des moules, dégageant une épaisse fumée noire chargée d'hydrocarbures polyaromatiques. Or cette pollution se retrouve au niveau des articles en verre, ceux-ci étant revêtus de résidus de combustion incomplète de l'huile, résidus qui ne rebrûlent pas à l'air, malgré la température élevée à laquelle l'ébauche sort du moule, ce qui interdit en pratique la lubrification avant chaque introduction d'une paraison. Si l'on ne réalise pas cette lubrification avant chaque introduction, on constate une diminution rapide de la pollution mais une augmentation corrélative des défauts de surface de l'article en verre. Un autre problème se pose également lors de l'utilisation d'un des procédés décrits ci-dessus: lorsque les récipients en verre sortent du moule sans trace de pollution grasse, leur état de surface est généralement médiocre, dépendant bien entendu de la qualité de la surface du moule en acier. Bien que cette qualité soit surveillée, les récipients présentent généralement à la sortie de la chaîne de fabrication un aspect mat du type "peau d'orange" qui n'est pas satisfaisant pour le client. Un autre procédé a été développé qui consiste à lubrifier les moules par dépôt de noir de carbone dans les moules avant la paraison. Par exemple, US 4,412,974 décrit un procédé de production de noir de carbone par craquage d'un jet d'hydrocarbure tel que l'acétylène dans une flamme aéroou cm-combustible. Ce type de procédé permet de lubrifier correctement les moules d'ébauche pendant leur temps normal d'ouverture, évitant tout collage de la paraison aux parois du moule. Pour ce type de procédé de lubrification par noir de carbone, le craquage de l'hydrocarbure est obtenu par introduction de l'hydrocarbure dans une flamme. L'art antérieur décrit différentes méthodes d'allumage de cette flamme, qui est généralement une flamme de combustion d'acétylène. EP 238 403 propose l'utilisation d'une flamme pilote, constamment allumée, et obtenue par combustion d'un gaz et d'air ou d'un gaz oxygéné. L'inconvénient de cet allumage est que la flamme pilote constamment allumée consomme du combustible et éventuellement un comburant comme de l'oxygène d'où un coût important d'entretien de la flamme. En outre, l'allumage constant crée un échauffement des machines ce qui diminue leur durée de vie. Il est également connu d'utiliser un allumage électrique: ce dernier est obtenu par des électrodes piézo-électriques adaptées pour commander un arc électrique ou une résistance électrique. II est également possible d'allumer électroniquement la flamme pilote en utilisant une bougie électrique telle que décrit dans EP 1 150 071. L'inconvénient des allumages électriques réside dans l'encrassement des bougies d'allumage ou des électrodes ou résistances électriques, d'où des coûts de maintenance et d'entretien élevés. Le but de la présente invention est de proposer un nouveau moyen d'allumage de la flamme destinée à produire le craquage de l'hydrocarbure ne présentant pas les inconvénients des allumages de l'art antérieur. Dans ce but, l'invention concerne un procédé de lubrification d'une surface destinée à entrer en contact avec du verre en fusion dans lequel on produit sur ladite surface une couche de carbone par craquage d'un premier hydrocarbure dans une flamme, et dans lequel la flamme est obtenue par mise en contact d'un gaz chaud avec un deuxième hydrocarbure. Ainsi, selon le procédé de l'invention, le craquage du premier hydrocarbure est destiné à produire du carbone. Le craquage de ce premier hydrocarbure est obtenu par introduction de cet hydrocarbure dans une flamme. Selon l'invention, cette flamme est obtenue par l'élévation de la température d'un deuxième hydrocarbure jusqu'au point d'auto-inflammation de ce deuxième hydrocarbure au cours de sa mise en contact avec un gaz chaud. Le gaz chaud peut être choisi parmi l'air, l'air enrichi en oxygène, l'oxygène, l'azote, le dioxyde de carbone, les fumées d'une combustion ou un mélange de ces gaz. Les fumées de combustion peuvent être issues d'un brûleur annexe au procédé selon l'invention; il peut s'agit par exemple d'un minibrûleur veilleuse. En particulier, un mélange de dioxyde de carbone et d'azote est adapté à la mise en oeuvre de l'invention. De préférence, il s'agit d'air ou d'air enrichi en oxygène. Dans ce dernier cas, la teneur en oxygène de l'air peut être adaptée à chaque étape de craquage d'hydrocarbure de manière à contrôler la qualité de la suie. Ce contrôle est plus particulièrement décrit dans US 4,246, 232: une partie de l'hydrocarbure entre en combustion avec l'oxygène de l'air, dégage de la chaleur et ainsi élève la température. L'enrichissement de l'air en oxygène accélère cette réaction et donc augmente la température adiabatique de la flamme produite ce qui conditionne le type de suie. Généralement, une fois le deuxième hydrocarbure auto-inflammé, on injecte le premier hydrocarbure, destiné à former le carbone par craquage, et différent du deuxième hydrocarbure. Cette mise en oeuvre se révèle utile lorsque le deuxième hydrocarbure facilement auto-inflammable est coûteux: on injecte que la quantité de deuxième hydrocarbure nécessaire à l'allumage de la flamme. On peut alors l'utiliser en moindre proportion et mettre en oeuvre un premier hydrocarbure moins coûteux pour former le carbone par craquage. Toutefois, selon une variante de l'invention, le premier hydrocarbure peut être identique au deuxième hydrocarbure. Dans ce cas, l'hydrocarbure permet à la fois de produire la flamme d'allumage et de produire le noir de carbone par craquage. Le deuxième hydrocarbure est habituellement choisi de manière à présenter une température d'auto-inflammation la plus faible possible à la pression atmosphérique de manière à ce qu'un simple générateur d'air chaud puisse conduire à son auto-inflammation. De préférence, le deuxième hydrocarbure présente une température d'auto-inflammation d'au plus 750 C. II peut être choisi parmi les hydrocarbures insaturés à liaison(s) triple(s) ou double(s) tels que, par exemple, l'acétylène, le méthylacétylène, le propyne, le propadiène, l'éthylène ou un mélange gazeux comprenant au moins 35 % en volume d'au moins un de ces gaz. Selon un mode préféré de l'invention, le deuxième hydrocarbure est de l'acétylène. L'acétylène présente une température d'auto-inflammation relativement basse à pression atmosphérique (305 C) et un grand domaine d'inflammabilité (2,2 à 85 % dans l'air à 20 C). Sa mise en contact avec un gaz chaud est suffisante pour permettre son auto-inflammation; la flamme créée permet d'engendrer le craquage du premier hydrocarbure présent et son propre craquage. L'utilisation de l'acétylène permet de mettre en oeuvre la variante de l'invention dans laquelle le premier hydrocarbure est identique au deuxième hydrocarbure. Dans ce cas, l'acétylène permet à la fois de produire la flamme d'allumage et de produire le noir de carbone par craquage. On peut également utiliser au titre de deuxième hydrocarbure un mélange de gaz comprenant au moins 40 % en volume d'un mélange de méthylacétylène et de propadiène, 40 à 50 % en volume de propylène, 4 à 10 % de butane et 1 à 5 % de propane. Le premier hydrocarbure destiné à former le carbone par craquage peut être choisi parmi l'acétylène, le propyne, le propadiène, le benzène, les mélanges acétylène-éthylène, les mélanges constitués de propyne, propadiène, propylène, et autre hydrocarbures en C3 ou C4 tels que butadiène, butène, propane. Les mélanges contenant au moins 15 % d'acétylène conviennent à la réalisation de l'invention: on peut citer les mélanges acétylène-éthylène, en particulier les mélanges vendus sous la marque commerciale "Crylène" contenant environ 20 % en volume d'acétylène et environ 80 % en volume d'éthylène. Les mélanges connus sous la marque commerciale "Tétrène" ou gaz MAPD (voire MAPP ou MPS selon fournisseur) constitués de propyne, propadiène, propylène, butadiène, butène, propane, à raison de 20 à 25 % en volume de propyne, 15 à 20 % en volume de propadiène, 45 à 60 % en volume de propylène 2 à 5 % en volume de butadiène, 2 à 5 % en volume de butène, 5 à 8 % en volume de propane, peuvent également convenir. Selon l'invention, le gaz chaud présente une température égale ou supérieure à la température d'auto-inflammation sous pression atmosphérique du deuxième hydrocarbure, donc d'au moins 305 C dans le cas de l'acétylène. Ce gaz chaud peut être produit par un générateur d'air ou de gaz chaud. Ce type de générateur produit de un courant de gaz qui est soufflé dans un conduit contenant une résistance électrique chauffante (comme un sèche-cheveux). Le gaz chaud peut être produit en continu durant toute la phase d'allumage et de craquage ou uniquement lors de la phase d'allumage du deuxième hydrocarbure. Par mise en oeuvre d'un procédé tel que précédemment décrit, on évite la présence d'une flamme pilote en continu consommant à la fois un comburant et un combustible. De plus, dans le cas de l'utilisation d'un même hydrocarbure pour l'allumage et le craquage, la tuyauterie du dispositif d'allumage et de craquage est simplifié et le coût de ce dispositif est réduit. L'invention permet également d'éviter les problèmes d'encrassement des bougies d'allumage, des électrodes ou des résistances électriques des allumages électriques de l'art antérieur d'où des coûts de maintenance et d'entretien diminués. REVENDICATIONS 1. Procédé de lubrification d'une surface destinée à entrer en contact avec du verre en fusion dans lequel on produit sur ladite surface une couche de carbone par craquage d'un premier hydrocarbure dans une flamme, caractérisé en ce que la flamme est obtenue par mise en contact d'un gaz chaud avec un deuxième hydrocarbure. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième hydrocarbure présente une température d'auto-inflammation d'au plus 750 C. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz chaud est choisi parmi l'air, l'air enrichi en oxygène, l'oxygène, l'azote, le dioxyde de carbone, les fumées d'une combustion ou un mélange de ces gaz. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier hydrocarbure est identique au deuxième hydrocarbure. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième hydrocarbure est un hydrocarbure insaturé à liaison(s) triple(s) ou double(s). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième hydrocarbure est de l'acétylène, du méthylacétylène, du propyne, du propadiène, de l'éthylène ou un mélange gazeux comprenant au moins 35 % en volume d'au moins un de ces gaz. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz chaud présente une température égale ou supérieure à la température d'auto-inflammation sous pression atmosphérique du deuxième hydrocarbure. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le 30 deuxième hydrocarbure est de l'acétylène et le gaz chaud présente une température d'au moins 305 C.