Procédé pour le traitement thermique de matières, notamment de caoutchouc, et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention comprend, d'une part, un procédé pour le traitement thermique de matières, notamment de caoutchouc, selon la revendication I du brevet principal et, d'autre part, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé selon la présente invention convient par exemple au traitement thermique de pièces ayant une longueur indéfinie et une section transversale déterminée, telles que par exemple des bandes ou fils formés ou revêtus avec du latex coagulé et se caractérise par le fait qu'on chauffe les matières dans le champ électrique formé entre les électrodes d'un condensateur électrique alimenté par une source alternative.
Le dispositif que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte des élec trodes parallèles reliées respectivement aux bornes d'une source de courant alternatif et laissant entre elles un intervalle destiné à recevoir les matières à chauffer, Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, quatre formes d'exécution du dis positif que comprend l'invention et servant à la mise en muvre du procédé suivant l'in vention.
Les fig. 1 et 2 montrent, toutes deux en coupe verticale schématique, deux formes d'exécution du dispositif que comprend l'in vention; La fig. 3 montre, semblablement, une troi sième forme d'exécution du dispositif; La fi-. 4, enfin, montre, semblablement, une quatrième forme d'exécution du dispositif. Dans certaines formes d'exécution du pro cédé, qui peuvent être mises en ceuvre au moyen -des dispositifs selon les fig. 1 et 2.
on prend comme matière initiale du latex, de la gomme ou analogue, à l'état fluide ou non-coagulé et qui peut, si nécessaire, être rendu sensible à un traitement thermique en y ajoutant un ,sensibilisateur ou accélérateur ,de coagulation approprié. On débite cette matière initiale, sous forme d'un fil, par des moyens convenables tels que des filières ou autres dispositifs uti lisés couramment dans l'industrie qui s'occupe de la fabrication de fils en une autre matière souple en partant d'une masse plus ou moins fluide.
Comme on le voit sur la fig. 1, dans une forme d'exécution spéciale du procédé, on a recours à une trémie 50 en verre ou autre matière analogue et on alimente continuelle ment cette trémie par un conduit 51 de ma nière que le niveau reste pratiquement cons tant. On donne à l'orifice 52 du fond de la dite trémie une forme et des dimensions qui conviennent à celles de la section transver sale du fil coagulé qu'on veut obtenir.
A la sortie de la trémie on établit, con centriquement à l'orifice 52, une bague ou pièce annulaire métallique 2', dont l'ouverture interne correspond sensiblement à celle de l'orifice de sortie de la trémie. En dessous de la bague 2', on dispose, coaxialement, un tube ou manchon 53 en une matière non-conduc- trice, telle que du quartz, auquel on donne une longueur telle que la matière, après avoir subi le traitement thermique expliqué ci- après, quitte ledit tube en étant suffisam ment ou complètement coagulée.
Au delà de la sortie dudit tube 53, et coaxialement, on établit une deuxième bague ou pièce annulaire 22, de dimensions égales ou non à celles de la bague 2', les bagues 2' et 23 étant parallèles entre elles.
On relie les dites bagues 21 et 2= respectivement par des fils 31 et 32 aux bornes d'une source de cou rant alternatif 4, de préférence à fréquence relativement élevée et par exemple de l'ordre de 1 à 10 millions par seconde. De cette ma nière, ces pièces constituent les électrodes d'un condensateur électrique entre lesquelles la matière à coaguler se meut d'une manière continue et à une vitesse appropriée pour y subir un échauffement au sein même de la masse par un effet diélectrique.
La fig. 2 montre un dispositif analogue à celui montré en fig. 1, mais dans lequel cha que électrode unique 2' ou 22 est remplacée par au moins deux électrodes reliées entre elles comme pour un condensateur à électrodes multiples, les écartements entre les électrodes pouvant être égaux ou différents suivant le degré d'échauffement qu'on désire obtenir pour les matières se déplaçant entre ces élec trodes.
Le degré d'échauffement peut être réglé par un choix convenable de l'intensité du champ électrique ou clé la vitesse d'avance ment de la matière, de manière à arrêter le traitement à l'un quelconque des stades qu'il comporte, à savoir coagulation, séchage, vul canisation.
On peut donner à la section transversale interne du tube ou manchon 53 une forme circulaire, carrée, rectangulaire ou autre, et des dimensions correspondant à la section qu'on veut donner à la pièce coagulée. Au besoin, on peut constituer le tube 53 en une matière telle que du verre ou de la bakélite, qui s'échauffe plus ou moins dans le champ électrique du condensateur, de manière à pro voquer ainsi un échauffement supplémentaire et extérieur de la masse à traiter.
Après coagulation, la pièce peut être sé chée, enduite de talc, enrobée d'un guipage textile ou subir tout autre traitement habi tuel. Elle peut aussi, après coagulation, mais avant vulcanisation, subir des;
modifications de forme telles que l'impression de stries, cannelures, dessins, obtenus par exemple par le tassage entre deux molettes gravées., ces molettes pouvant au besoin jouer en même temps le rôle d'électrodes.
Les diËposihfs,d-es: fig. 1 et 2 pourraient être utilisés. pour la fabrication continue de bandes, tapis ou feuilles en latex coagulé, fils textiles ou tissus enduits, enrobés ou imprégnés -de latex ou analogue, par exem ple des, tissus gommés, des draps d'hôpital, fils métalliques enrobés, etc. Dans ce cas, il suffit par exemple de faire passer le fil, la bande -de tissu ou analogue dans: les ouver tures ou fentes de dimensions convenables ménagées dans les électrodes 21 et 22.
Comme le chauffage de la masse se propage depuis la partie centrale vers la périphérie, il oub- sixte entre la matière traitée et la face in terne du tube ou manchon 53 une mince cou che 54 de matière non-coagulée, ce qui est favorable au glissement ou à l'avancement de la matière, contrairement à. ce qui se pro duit pour un chauffage par des moyens exté rieurs.
Le procédé que comprend l'invention peut également être utilisé pour le traitement thermique de caoutchoucs naturels régénérés ou synthétiques en vue d'obtenir certains effets favorables ou désirés.
C'est ainsi qu'on peut, par une forme d'exécution du procédé, :échauffer, ramollir et plastifier une balle de gomme naturelle avant de la. faire passer, comme à. l'ordinaire, dans un appareil mélangeur, ce qui permet de réduire la durée -du travail et la dépense d'énergie mécanique dans un appareil de ce genre.
Au moyen d'une forme d'exécution du procédé, on peut produire l'oxydation par l'air d'une balle de gomme. On sait que la gomme déchiquetée et exposée à l'air brunit après un certain temps de chauffage à envi ron 130 C et que ce traitement lui confère une plasticité permanente élevée, ce qui éco nomise beaucoup d'énergie au cours des opé rations que ces gommes subissent ensuite dans l'appaxeil mélangeur.
Or, quand on chauffe directement la balle qui, pour rendre le. manipulations plus faciles, peut. avoir été coupée en quelques morceaux, au .moyen d'une forme -d'exécution du procédé selon l'invention, on obtient l'oxydation de la masse par l'air occlus entre les feuilles de gomme constituant la balle. On peut, par exemple, procéder par traitement continu en faisant,d-éfil$r les, balles entre les électrodes.
En outre, on peut enfoncer dans chaque balle des pointes, tiges ou lames métalliques pour concentrer le champ chauffant en certains endroits, ces éléments métalliques étant en suite retirés: de la pièce chauffée.
On pourra également appliquer le procédé selon l'invention au ramollissement de vieux caoutchouc qu'on se propose -de broyer pour obtenir de la "poudrette". Ces caoutchoucs chauffés par un passage entre les électrodes mollissent très vite, de sorte qu'on réduit fortement l'énergie nécessaire au broyage.
On pourra également utiliser le procédé selon l'invention à l'agglomératiou des pou drettes. On sait que les poudrettes obtenues par broyage des vieux caoutchoucs peuvent être agglomérées par pression à chaud, géné ralement dans une presse à plateaux chauf fants.
Or, selon une forme d'exécution du procédé, on peut procéder à un préchauffage de la poudrette que l'on fait passer entre les électrodes et que l'on soumet ensuite à l'ac tion d'une presse non-chauffante. Les opé rations -de moulage sont ainsi rendues plus simples:, plus rapides, plus aisées.
On peut également utiliser le procédé se lon l'invention pour distiller des caoutchoucs bruts ou usagés ou des déchets divers. à base de caoutchouc en vue de recueillir les essen ces et les huiles qui s'en dégagent par chauf fage, cette distillation ou cracking pouvant avoir lieu sous une dépression ou sous, une pression, par un traitement continu ou dis continu et, en particulier, en présence de ca talyseurs et d'hydrogène ou d'acétylène pour accroître le rendement en hydrocarbures sa.- turés (légers).
A cet :effet, on prévoit, par exemple, un appareil de distillation à élec trodes multiples étagées ou un tunnel avec électrodes multiples, notamment pour une marche continue.
Au moyen d'une forme d'exécution .du procédé, on peut également régénérer des caoutchoucs usagés par un chauffage, par effet diélectrique, en vase clos et à .des tem pératures de 200 à<B>250'</B> C ou inférieures et pendant un temps. suffisamment long (30 à 90 minutes) en présence de réactifs appro priés tels que les acides forts, les alcalis, no tamment la ,soude, ou d'accélérateurs de dé- vulcanisation comme la phényl-hydrazine ou certains de ses dérivés.
Il en résulte entre autres une rapidité du traitement et une éco nomie due à l'homogénéité du chauffage au sein même .de la masse, l'échauffement étant obtenu d'une manière aussi aisée dans le vide que sous pression. On peut également appliquer une forme d'exécution du procédé aux revêtements caout choutés, par exemple de la couche de caout chouc, vulcanisé ou non, recouvrant un cy lindre d'imprimerie, pour provoquer une sic- cativité plus grande des encres.
A cet effet, on peut établir, à proximité -du cylindre tour nant, les électrodes fixes (tout en étant .de position réglable) d'un condensateur alimenté par un courant alternatif, de préférence à haute fréquence. Pour augmenter l'effet de chauffage, on peut incorporer dans le caout chouc, tout au moins à proximité de sa sur face, des particules actives telles que du noir de fumée ou du carbon black.
Il est à re marquer d'ailleurs que la couche d'encre, ap pliquée sur le cylindre, est soumise elle même à un auto-chauffage à cause de sa haute teneur en noir de fumée ou analogue.
Le procédé de traitement que comprend l'invention peut également être utilisé pour l'échauffement du latex en vue d'obtenir sa concentration, par évaporation, en présence de stabilisants alcalins et de colloïdes pro tecteurs. Jusqu'ici, on a utilisé, à cet effet, un récipient tournant chauffé à la vapeur, ce qui donnait lieu à divers inconvénients dus à la formation de peaux, de crémages ou d'épaississements. à proximité des parois du récipient.
Selon une forme d'exécution du procédé selon l'invention, on a recours à un récipient fixe en forme de prisme, ayant par exemple une section transversale carrée.
On fait al- terner des parois conductrices de ce récipient avec des parois isolantes ou bien on expose un vase en matière isolante entre -des élec trodes. qui, dans certains cas, peuvent y plon ger directement, et on relie les parois con- ductrices opposées respectivement aux bornes d'une source alternative afin qu'elles. puis sent constituer les .électrodes d'un condensa teur.
Le cas échéant, on établit dans la masse de latex traité des lames ou des tubes con ducteurs pour provoquer une concentration du champ chauffant en certains points. de la masse, En outre, on peut insuffler de l'air dans celle-ci, par exemple à l'aide des tubes dont il est question plus haut, pour assurer l'ho mogénéité de la masse et son brassage. Cette insufflation d'air peut d'ailleurs servir à produire des spongieux si le latex est pré paré -de manière que les, bulles d'air s'enro- bentd'une couche de latex coagulé.
On peut, dans ce cas, disposer les lames conductrices intermédiaires de manière qu'elles forment elles-mêmes, les pains ou blocs spongieux qui peuvent alors être vulcanisés -et séchés sans autre manipulation dans le même appareil.
Bien entendu, on peut utiliser cette forme d'exécution -du procédé, sans intervention de soufflage, pour chauffer un latex composé dont on veut provoquer la vulcanisation, ou un latex naturel dont on veut provoquer la coagulation par effet de chaleur.
Au lieu de répartir les .substances addi tionnelles sous une forme plus ou moins di visée ou pulvérulente dans la masse à traiter, comme indiqué dans le brevet principal, on peut loger des fils, grillages, lames, lamelles, grenailles ou autres pièces conductrices -et par exemple métalliquesi dans la masse à traiter, ces pièces étant établies. aux endroits où il est nécessaire, désirable ou avantageux de concentrer le champ électrique pour ac croître ainsi ,des échauffements plus ou moins localisés.
Suivant la nature des matières traitées, ces pièces restent incorporées dans la masse (caoutchouc, verre, agglomérés) ou peuvent être enlevées après chauffage (huile, matières pulvérulentes, sèches.).
Un dispositif pour la mise en couvre de cette forme d'exécution du procédé est mon tré, à titre d'exemple, sur la fig. 3. La, masse à chauffer 1, par exemple de l'huile ou du caoutchouc, est contenue dans un récipient ou dans un moule 55 établi entre les élec trodes parallèles 2' et 22 d'un condensateur électrique, ces électrodes étant reliées respec tivement par des fils 3' et 32à une source de courant alternatif 4, de préférence à haute fréquence.
A supposer qu'on veuille chauffer plus fortement ou rapidement la partie centrale de la masse 1, on établit au milieu du récipient 55 une ou plusieurs pièces conductrices 56, par exemple des. boui:s de tubes concentriques., des lames parallèles ou autres, qui sont maintenues dans. des po sitions relatives convenables par .des supports appropriés (non-montrés). Lesdites, pièces cy lindriques creuses ou les lamelles peuvent avoir des hauteurs égales ou différentes (comme visible sur la fig. 3).
Le traitement tel que décrit permet de réaliser certains effets physiques ou chimi ques dans la masse traitée, tels que des transformations chimiques ou physiques loca lisées, des mouvements. de convection, etc. Il convient, par exemple, à la cuisson des encres d'imprimerie constituées par un mélange d'huiles et de noirs- -de fumée ou analogue, ainsi qu'au séchage de ces encres après im pression.
Dans le cas où on veut coaguler du latex ou analogue, qui est rendu sensible à la cha leur par l'addition de sensibilisateurs appro priés et connus, on peut établir un bain de latex dans, un champ de haute fréquence formé entre les électrodes d'un condensateur. On règle le champ -de manière que l'échauf fement du latex soit insuffisant pour provo quer sa coagulation. En faisant défiler dans ce bain des fils, grillages ou lames métalli ques, un échauffement plus intense se ma nifeste autour des. pièces métalliques et il peut être tel qu'un dépôt de caoutchouc se fasse sur lesdites pièces.
L'importance du dépôt est réglée par la vitesse à laquelle les pièces sont déplacées dans le latex et dépend des caractéristiques du champ électrique et de la constitution du bain.
On peut également utiliser une telle forme d'exécution -du procédé selon l'inven tion, à effets d'échauffements localisés, à la production continue de fils et bandes> de la tex, de tissus caoutchoutés ou analogues dont une au moins des faces externes présente des nervures,, des côtes ou .des:
surépaisseurs qui s'étendent sur toute la longueur de la pièce, donc parallèlement à, la direction de dépla cement de celui-ci dans le bain de latex. Le dispositif représenté en fig. 4 peut servir à la mise en aeuvre -de cette forme d'exécution du procédé. On établit, à proximité, de la surface libre .du bain (au-dessus, en dessous ou en contact avec cette surface) des élé ments métalliques 57, ayant avantageuse ment une section -de forme triangulaire ou trapézoïdale avec la pointe dirigée vers. le latex.
On supporte ces éléments de manière que leurs arêtes respectives se présentent aux endroits où on veut obtenir les. surépaisseurs. Un tissu 58 ou analogue avance d'une ma nière continue dans le bain et, par .suite de la concentration, au voisinage de chacun des éléments 57 du champ .électrique formé entre les électrodes parallèles 21 et 22 du condensa teur, on obtient un échauffement plus élevé du latex et un dépôt plus intense -du latex coagulé sur le tissu 58.
A la sortie du bain, le tissu caoutchouté présente sur au moins une -de ses faces des côtes ou nervures con tinues dont l'écartement dépend de celui des éléments 57.
Dans les différents dispositifs prévus, on constate que le condensateur réalisé possède une surface et, par suite, une capacité rela tivement faible, ce qui permet d'adopter une source de courant alternatif de fréquence suffisamment élevée sans être limité par les dimensions des, électrodes.