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PERFECTIONNEMENTS AUX PRODJITS ALALOGUES AU CAOUTCHOUC.
La présente invention a pour objet un produit analogue à la gomme, qui convient pour remplacer les produits en caoutcheuc dans Les emplois de ce dernier où l'on a besoin de produits ayant un degré élevé d'élasticité . Le produit est fabriqué en partant d'huile minérale , tel que le pétrole les huiles d'argile schisteuse ou équivalents qui seront par la suite compris dans le terme "huile de pétrole" . L'inven- tion englobe en outre , un produit intermédiaire ou solvant appelé ici menstruum ". Une caractéristique de l'invention concerne aussi la production d'acides ras avec lesquels on
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peut fabriquer le savon .
L'invention englobe le procédé etles produits
Un objet de l'invention est de réaliser , à un prix de revientfaible , en Partantd'un produitde distil- lation d'huile de pé trole par forte ébullition , un pro- duit qui peuse substituer pratiquement aux gommes de pre- mière qualité , etayant des propriétés rappelant de très près celles de ces gommes,
L'exemple spécifique suivant est donné pour ex- pliquer etillustrer clairement l'invention . Les parties sontindiquées en poids , excepte celles indiquées spé- cialement, autrement .
Pour réaliser un produitde fermentation pour l'emploi en connexion avec le procède , on place dans un ré- cipieut, par exemple une citerne , un melange d'ssviron 1. 000 parties d'eau , 800 à 250 parties de foin ( haché de manière a pouvoir passer à travers un tamis ayant des trous d'unedimension d'environ 1 cm). et10 à 12 par- ties de sucre ou un montant équivalent de mélasses ou de si- rop de sucre .
Le récipient estensuite recouvert etl'aisse à une température ordinaire ( c'est-à-dire 18 à 26 centigra- des ) pendantenviron deux semaines , en vue de la fermenta- tion. La matière formentée est t@alors préferaclementtami- séc à travers un tamis ayant des troua ae 2 m/m ou plus petits , pour enlever la matière solide etlaisser un pro- duit liquide aqueux fermenté . Ce produit liquide.de fer- mentation estun liquide noir , quelque peu odoriférant , contenant un petit pourcentage d'alcool , des acides acti- ques et contenant environ 10 à 20 le' de matière solide ,
partiellementen solution .
La matière solide tamisée dans cette dernière opération de tamisage. , peut être reprise , pour une opéra- tien suivante, avec un prochain lot de matière organi-
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ue à. mettre en fermentation de manière à agir pour l'accélé- ration de cette dernière .
Les proportions sont sujettes à de grandes variations.
Le sucre peutne pas être employé , mais alors la fermenta- tion requiert plus de temps .
A la place de foin , on peut employer d'autres ma- tières. végétales cellulosiques tela que canne à sucre broyée , fourrage aoupé finement , paille de blé ou iuais .
A la place de canne à sucre on peut employer du sucre de malt , dea mélasses , de la .glucose , du sucre de fruits , des sirops , du miel , ou toutes autres matières sucrées . Une matière cellulosique douce, telle que la canne à sacre , canne de sorgho , etc...
, peutêtre employéesans addition desucre
Le produitde distillation du pétrole employé dans ce procédé ( séparé entre 280 et 370 centigrades , et préférablemententre 300 et 3500 centigrades ) peut être pro- duit de la manière suivante
On part de préférence avec du pétrole brut ou une gui- le de pétrole qui n'a pas été soumise à la distillation ou à un autre traitementt dans lequel se seraitproduit t une propor= tio,n sensible de "cracking" . L'huile de pétrole , apres la distillation des produits, légers , tels qu'essence , kérosone, si ceux-ci sont présents , c'est-à-dire jusqu'à 280 centi- et préférablement environ 3000 c grades /,
est dans un alambic et la distillation est effectuée par chauffage , de préférence pendant que l'on in- tro.duit de la vapeur surchauffée dans ou sur l'huile , pour transporter les vapeurs d'huile jusqu'à un conaensateur aussitôt qu'elles sont formées , et éliminer le "cracking" des. vapeurs d'huile .
De préférence , la distillation est accomplie sous un vide d'environ 0,28 à 0,35 kilogrammes par centimètre carré pendant que l'on faitpasser la vapeur surchauffée à
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basse pression ( introduite par exemple entre 1.30 et 150
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centigrades ) a.travers l'huile ou à travers l'espace rézer ve 0, la. vapeur dans l'alambic , pour enrober le "craciLn" Les vapeurs dégagées sont condensées ( séparèrent de cel- les produites ci-dessous entre 280 ou 300 centigrades )
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jusqu'à ce que l'huile soit à environ 340 à 370 ce#iti- grades ( préférablement environ 345 à 3500 centigrades ).
Cette réduction : 280 à ü'lp centigrades , et pré- férablement t 300 iv 350 centigrades , constitue la frac- tion préférée des hautes ébullitions d'hydrocarbure sans "cracking" choisie pour le traitement ultérieur .
Toute huile de pétrole n'ayant pas ; substantielle-
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ment, subi le procédé du IIcr.,ckin.;11 ( base d'asphalte base de paraffine ou base de mélange ) ou huile d'argile schisteuse peut être employée comme matière de départ si elle contient des fractions de distillation n'ayant pas
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substantiellement subi le procédé du IIcrackinc;" entre environ 300 à 3500 centigrades . La vapeur etle vide ou la vapeur ou le vide , durant la phase de distillation qui n'est pas absolument essentielle , sont préférables
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pour empêcher le IIcrac"\:Ïn.:;1I . Une huile à base d'asphal- te estpréférée.
Le produit de distillât.! on de pétrole obtenu en-
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tre --,30 et t 3'p comme ci -des sus décrit , doit être puri- fié et préférablement par un traitement fait successive- ment avec de l'acide sulfurique et une solution de soude caustique , suivi d'un lavage final avec de l'eau ( tout ceci d'une manière connue ) ; apràs quoi , le produit de distillation estprêt pour la phase suivante ci-après décri te . Ce traitement augmente la transparence de l'hui- le et le produit de distillation de 1"huile a environ le Blême degré de viscosité que lhuile employée dans lea
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'1l0 teura d'automobiles .
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Un mélange de la séparation de l'huile de pétrole pari- fiée à 280 à 3700 centigrades et du produit liquide fermen- té est ensuite soumis à un brassage au traitementactinique ou par rayons ultra-violets ( préférablement. les rayons di- ¯recta du soleil ) et à l'aération .
L'emploi de ce produit: végétal fermenté liquide , semble être nécessaire pour produire l'effet désiré . La deacrip- tion suivante estdonnée du traitementultra-violet .
Des volumes 'mesurés du produit de distillation d'hydrocarbure purifié à 300 et 350 ( environ deux parties ) et du liquide tamisé ( qui peut encore porter quelques ma- tièrea solides ) de la matière végétale fermentée ( environ 'une partie ) sont soumis à un brassage mécanique complet à la température de l'atmosphère ordinaire pour former une émulsion . Dans certains cas , on accomplitceci en employant, comma dispositif d'émulsion , une pompe centrifuge . Il n'est pas nécessaire d'ajouter un autre agent d'émulsion.
Les proportions de l'huile d'hydrocarbure purifiée et de la matière organique fermentée liquide , peuvent varier entre de larges limi tes , maison a trouvé que le rapport à 1 était très satisfaisant .
L'émulsion est ensuite soumise à la lumière actinique et à l'aération , préférablementaux rayons directs du so- leil , à l'air libre .
Ceci peutêtre accompli en laissant tomber en cascades l'émulsion sur des surfaces ou auges l'égèrementinclinées pour l'exposer , en couches minces , à l'action du soleil , et de l'air , à la température atmosphérique . Par exemple en pompant l'émulsion et en la laissant tomber sous forme de pluie sur des plateaux ou autres surfaces placées les uns au-dessus des autres en position étagée , 'sans portes , avec le soleil frappantdirectement sur la matière pendant que celle-ci s'écoule sur les dites surfaces .
Le taux de va- porisation de l'eau , etc... dépende de la temporaire et
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du montant d'intensi té des rayons du soleil et peut être d'autres facteurs , tel que le sous-trai tement particulier de l'huile . La température doit être supérieure à 20 cen- tigrades et estpréférablement beaucoup plus élevée , c'es t- à-dire de 30 à 45 centigrades ou plus , Une température plus élevée et des rayons de soleil plus chauds accélére- ront Inaction ;
d'ou le conseil de réaliser le procédé dans des pays où le soleil est chaud et où les chutes de pluie sont peu importantes . Fendant 1'évaporât!on de l'eau , il y a habituellement tune certaine oxydation de l'hydrocar- bure se traduisant par la formation de quelque acide gras ( ressemblantà l'acide oléique ) qui peumonter jusqu'à environ 3 à 7% ( moyenne d'environ 5%) jusqu'à ce que le temps d'évaporation de l'eau soit achevé . Le traitement par les rayons actiniques devra être continué jusqu'à ce que toute l'eau de l'émulsion soit évaporée. Le liquide hui- leux sera alors quelque peu transparent , mais quelque peu plus épais etun peu plus sombre en couleur que l'huile d'origine etquelque peu gluant ( ressemblance etodeur rap- pelant quelque peu l'huile de ricin ).
Dans certains cas , on a trouvé que le procédé pou- vaitêtre accéléré en soumettantl'émulsion à l'influence d'une matière radio-active pendantle traitementaux rayons actiniques . Ainsi , les auges peuvent être revêtues avec une matière radio-active , tel que le minerai d'uranium ou des composés d'uranium et de radium .
Le procédé est de préférence conduit à l'air libre.
Si la pluie commence à tomber , la totalité du mélange en traitement peut être pompée dans un réservoir convenablement recouvert , ou bien l'appareil poutêtre recouvertjusqu'à ce que la pluie cesse .
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Lorsque l'eauest complètement,évaporée , le "menstruum" ( qui peutcontenir environ 5% d'acides gras ) peutêtre tamisé à travers un tamis à fils fins , par exemple un écran de 1 à 2 m/m ou il peut être filtré avant le traitement ultérieur pour enlever les parties constituantes insolubles dans le mélange d'huile , aussi bien que les saletes, pous- sières , etc... L'huile peut encore porter en suspension quelque matière organique solide fermentée etun petitmon- tant d'autres matières relâchées de la matière organique fermentée en solution , ou peut être combinées de manière ,chimique avec l'huile .
Pour déterminer si l'évaporation de l'eau eatcom- plète , des spécimens de la matière peuvent être traités avec du chlorure de soufre . Si l'eau est présente , le chlo- rure de soufre produira un effet nuageux blanc . Lorsque l'évaporation de l'eau est complète , le chlorure de soufre produira une réaction sombre ( presque noire ) . L'assujet- tissement aux rayons actiniques est alors suspendu .
Dans u cas particulier , l'aération dans les rayons de soleil, chauda a été poussée pour environ 74 heures, alors , l'eau s'était complètement évaporée etle produit contenait environ 5,2 % d'acides très gras ressemblant à l'acide oléique , et le produit semblait contenir des composés complexes de nitrogène ( peut être des dérivés de substitution de l'ammoniaque , amides ) et quelques composés de soufre ( peut être des sulfates organiques ) . La masse de la matière était cependantde l'huile d'hydrocarbure Quelque peu modifiée . Elle contenait: 85 à 90% d'hydrocar- bures de pétrole modifiés .
Le "menstruum ", à cette phase , est ( même après le filtrage du laboratoire ) quelque peu plus sombre en couleur que l'huile purifiée d'orgine, mais il se place à peu près au même rang comme point d'ébul- lition . Le produit , à la fin de l'évaporation de l'eau , cons ti tue le "menstruum" auquel on se réfère,
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Les indications de temps ( heures ) , comme elles sont données dans cette description , se réfèrent aux heures d'expo- sition effective aux rayons du -soleil . Ainsi basées sur un temps horaire de 10 heures égal un jour , 70 heures sigai- fieront 7 jours entiers .
uand la température est basse ou que les rayons du soleil sont faibles ( par exemple temps nuageux , partiellement froid , ou à la fin d'un jour de soleil ) , les réactions sont beaucoup plus lentes et l'évaporation de l'eau de. la masse serait, moins rapi- dement etrequiert deux ou trois fois plus d'heures ou davan- tage encore .
Il est préférable de réaliser le procédé dans un cli- mat chaud à l'air libre et directement sous los rayons du soleil . Dans les climats froids où les rayons du soleil sont relativement rares , ou pendant une période de pluie continuelle , le traitement de l'émulsion d'huile peut être effectué dans une construction chauffée de toute manière désirée aux températures indiquées , et une lumière actini- que artificielle peut être produite par tous moyens conve- nabes , par exemple des lampes à vapeur de mercure . Cette méthode serait coûteuse .
L'hydrocarbure qui n'a pas été converti en acide gras, a aussi été modifié de manière qu'il réagira facilement avec le chlorure de soufre à la température de la chambre , ou avec du soufre élémentaire à une plus haute température , pour former la matière de consistance élastique , vu qu'ain- si le produit de distillation de l'huile d'origine non sou- mise au procédé du "cracking" , ne réagirait pas .
Ce "menstruum" peut maintenant être converti en gomme.
Dans ce but, il es traité avec l'oxyde de magnésie ou d'autres oxydes métalliques etdu chlorure de soufre ; ou bien. ,. Le soufre libre peutêtre ajoute au "menstruum" etle mélange chauffé pendant ou après l'opération de mélange.
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Lorsqu'on emploie le chlorure de soufre ( S 2 SI a ou soi 2) comme agent de sulfuration , on peut procéder de la manière suivante . On ajoute au ttl!lenS truum" qui peut con- tenir quelques acides gras , environ 1 à 2 /1 de poids d'oxy
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de de magnésie ou d'autres substances b;..siclU0S , telles que la chaux , MgC ou des carbonates de Fig Ca, Na, etc... le mélange étant à la température approximative de la chambre . Ceci neutralise l'acidité des résidus . Ensuite on ajoute lentementenviron 0,5 % à5 % de chlorure de soufre ; pendant le brassage , cette adjonction peut être réalisée en plusieurs fois pendant que l'on brasse ou que l'on pétrit la masse jusqu'à ce que la réaction soit terminée .
La masse peut être chauffée jusqu'à environ 80 à 90 centigrades , par la chaleur de la réaction.
Tour le traitement avec du soufre libre , on ajoute
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environ 2 à 6 J de soufre ( sans matière de wcso ) , on mélange bien et on chauffe après un bon brassage a envi- ron lls-120 centigrades pour former une matière analo- gue à la gomme . Le soufre peut être ajouté petit à petit, broyé dans le 'tmenstruum"' huileux et chauffé à 115-10 ou même 1250 centigrades après' chaque addition . 3'aur la fabrication d'une matière convenantpour les tubes inter- nes de bandages , on peut ajouter 5,5% de soufre , cependantque pour les talons de semelles on peuten ajouter
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de 6s7 7 yf',' à 7 % Dans la fabrication de la gomme en Partant de
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"menatruum!l , il est préférable de procéder par phases.
Ainsi pour fabriquer une matière non vulcanisée ayant la consistance de la gomme élastique , on peut , premiè-
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rement , ajouter ( en plusieurs petits lots préférable- ment ) 1,5 ( 1,25 à 1,75 fp de soufre libre à une peti- te quantité de 'mens truum" , l'ensemble étant parfaite- ment. broyé . Ce mélange est ensuite ajouté lentement au
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res te de "menstruum" pendant que l'on procède à un brassage général . Le mélange estensuite chauffé à environ 115-
120 centigrades pendant le brassage pour une période d'en- viron 45 minutes , et ensuite il est refroidi . Cette opé- ration laisse une masse très gluante , d'une consistance analogue à celle du miel , d'une couleur jaune à brun .
Cet- te masse estappelée "matière non vulcanisée de la consis- tance de la gomme élastique ".
Pour la première phase de la vulcanisation ( pour la fabrication d'une matière douce, telles que les bandes élastiques ) on ajoute 3 % de soufre libre que l'on incor- pore convenablement dans la masse qui esalors chauffée pendant environ 1 heure entre 75 à 90 centigrades . Des matières colbrantes oxyde de zinc vermillon , bleu d'outre - mer , noir de fumée , etc... peuvent être ajou- tées en quantité désirée et le Mélange es ensuite refroi- di . Cette opération produitune masse douce ayant la con- sistance de la gomme élastique , similaire au caoutchouc non vulcanisé .
Cette masse peutêtre mélangée avec une au- tre partie ( 1 à 2 % de soufre) et le mélange est amené sous forme de feuilles pour la fabrication de tubes . Ce produit est ensuite vulcanisé sous pression pendant environ
1 heure de la manière conventionnelle , c'est-à-dire à environ 100 à 1200 centigrades comme tolérances . Ceci cons- titue la seconde phase de la vulcanisation . Le tuoe es t ensuite coups en bandes élastiques de manière usuelle . l'our la fabrication de tubes internes pour bandage, on peut employer , dans la première phase , 4 % de soufre au lieu de 3 % Quand on fabrique des talons ou des banda- ges , on peuajouter , dans la première phase, environ
5% de soufre .
Pour la fabrication de l'ébonite, on ajou- te , dans la seconde phase , de 8 à 10% de soufre . Dans tous ces cas , on peut toujours ajouter , dans la-phase
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préliminaire , environ 1,5% ',.-de soufre
Dans la fabrication des tissus élastiques , et analogue , le produitliquide visqueux épais , faoriqué avec environ 1,5% de soufre , après un chauffage entre 115 à 120 centigrades , est mélangé avec le soufre pour la vulcanisa- tion etest travaillé dans la surface du tissu , avec vulca- où nisation subséquente lorsqu'il n'y a pas adjonction de soufre , la vulcanisation peut être réalisée avec un traite- ment au chlorure de soufre .
La matière analogue au caoutchouc ainsi formée et est de bonne qualité/est de haute résistance , tension et élasticité . Elle brûle comme la gomme et , lorsclu 1 elle est brûlée , dégage une odeur semblable à celle de la gomme brûlée . Elle estd'un bon usage , imperméable à l'eau comme se présente une véritable gomme stable , rirais elle est beaucoup plus gluante avant la vulcanisation que la gom- me de caoutchouc. Ce produit non vulcanisé est un liquide très visqueux , plus épais que les mélasses ordinaires . Des matières de remplissage , des matières colorantes, etc... qui sont généralement employées avec la gomme de caoutchouc, peuvent être ,ajoutées si on le désire .
Le produit suivant l'invention à l'état non vulcanisé , estplus résistant à 1 oxydation et moins fragile que la gomme vulcanisée ordinai- re . Il peut être beaucoup'plus chauffé pendantla phase de vulcanisation que la gomme réelle , à cette phase , sans être "survulcanisé", En l'absence d'adjonction de matières, colorantes et de matières de remplissage , etc... il est d'une couleur chamois ou légèrementbrune . Lorsqu'on travaille le produit à l'état chaud , il a une odeur caractéristique différente de celle de la gomme .
La matière non vulcanisée , qui a la consistance de la gomme élastique , ainsi formée , estplus gluante que le caoutchouc et adhère plus dans les tissus , cordages, etc...
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employés dans la fabrication des bandages tissus caoutchou- tés, etc...
Après l'opération de sulfuration , la matière ayant la consistance de la gomme élastique qui en résulte , peut être chauffée , comprimée etmoulée pour former des produits artificiels de haute qualité semblables à ceux obtenus avec de la gomme . Ainsi , on peut fabriquer les tubes pour banda- ges automobiles , les tubes en gomme , les talons de souliers, etc. ,o Par le mode usuel de fabrica,tion , on peut aussi fa- briquer dea produits de bonne qualité tels que des ban- dages, etc...
La matière ayant la consistance de la gomme élas ti- que vulcanisée lorsqu'elle es terminée , montre moins de "grains" à l'examen microscopique que ne le fait la gomme or- dinaire . Les essais de cette matière sont excellents au pointde vue force et allongement , et , dans quelques cas , ils sont de 15 à 25 'la' meilleurs que la gomme de caoutchouc de première quali té ( dans d'autres cas , les essaissont aussi bons ) Par d'autres moyens que ceux indiqués ci-dessus , il esttrès difficile de distinguer les produits vulcanisés obte- nus conformément à l'invention , des produits de première qualité obtenus avec de la gomme de caoutchouc vulcanisée.
Ce produit résiste à l'eau et à l'usure aussi bien que peuvent le faire les produits en gomme de caoutchouc de première qua- lité .
On saitque l'on a faitdepuis longtemps en agis- sant avec du chlorure de soufre sur certaines huiles grasses ( graines de lin , huile de soja., etc... ) , dea produits d'une nature ayant la consistance de la gomme élastique et connus comme caoutchoucs factices".
Dans le présent procédé cependant , la matière ressemblant:à la gomme esproduite Brinod paiement t en partant
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de **1''hydrocarbure modifié" , à savoir de cette partie de
L'huile qui n'a pas été convertie en acide gras ;mais il est à présumer que le soufre au le chlorure de soufre réa gissent aussi sur l'acide gras présentpour former des, pro- duits. factices, cependant ce dernier se trouve en si petit pourcentage qu'il ne diminue pas considérablement la valeur du produit D'alileurs les acides gras pourraientêtre enlevés au début si on le désirait.
Un petit montant , à savoir 2,5 ,% de gomme de caoutchouc, peut être incorporé avec la gomme de pétrole à n'importe quel stade de préparation , ou un petit-mon- tant de latex - 2à 5%- peut être incorporé dans l'émul- sion d'huile et le produit de fermentation avant ou pendant le procédé d'aération L'addition de ce petit montant pa- rait perfectionner le produit Ces additions cependant sont facultatives .
Le "menstruum" auquel on se réfère ci-dessus peut auss,i âtre employé pour la fabrication d'un produit contenant 75 à 85 % d'acides gras libres qui conviennent pour la fabrication du savon.
Au lieu de retirer le umens truumtl. lorsque l'élimination de l'eau est complète , l'aération aux rayons directs du soleil estconstituée pour une autre période de
70 à 85 heures , et la température peut être la même que celle utilisée dans la fermentation du "menstruura" ( 35 à
45 centigrades ) ou même quelque peu plus basse mais elle doit être au-dessus de 16 centigrades . Dans les deux phases du traitement par l'aération , une haute température atmosphérique accélère le procédé , etle traitementpar l'aération et le soleil sera préférablement effectué dans des, régions non pluvieuses ,substantiellement très chaudes.
On a parlé de l'oxydation de l'hydrocarbure aux acides gras libres. D'autres produits d'oxydation de la
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nature de l'aldéhyde ou de l'acétone peuvent aussi être forums à la mène é ten.due .
Ce produit peut être ponverti en savons par le pro- cédé conventionnel de cuisson avec solutions d'alcali ,
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REVE11ll IC ATION5
1- Un procédé pour convertir substantiellement l'huile "non carackée" de pétrole ou de schiste de toute variété (hui- le d'asphalte , de naphte , de paraffine , ou à base de mélan- ges ) en produits utiles , caractérisé par le fait qu'un pro- duit de distillation , substantiellement non soumis au pro-
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cédé de "cracicing" , ayant son ébullition entre w30 et t 3'70 centigrades environ , es mélangé avec au moinsla par- tie liquide d'un produit de fermentation de matière végétale cellulosique et sucrée , fermenté en présence d'eau ,
et est ensuite soumis à une aération prolongée et au traitement à la lumière actinique aux environs de la température atmosphérique au moins jusqu*à ce que toute l'eau se soit évaporée , en
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laissant t un "men.s truurn't ou solvant oléagineux .