FR2466267A1 - Dispositif et procede d'extraction d'ozone - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif et un procédé perfectionnés d'enlèvement d'ozone, plus particulièrement un dispositif de décharge à effet couronne. Un gaz contenant de l'ozone traverse un moyen d'enlèvement d'ozone 6 constitué de corps poreux imprégnés de catalyseur d'ozone choisis dans le groupe constitué de la céramique poreuse, du carbone vitreux réticulé et d'un métal en mousse. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, l'ozone traverse du carbone vitreux réticulé poreux dans lequel est imprégné un coprécipité d'oxyde de manganèse et d'oxyde cuivrique. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

1. La présente invention concerne un dispositif et un procédé de

filtration et d'extraction d'ozone et, plus

particulièrement, un dispositif électrostatographique compor-

tant un moyen d'extraction d'ozone perfectionné pour la ré-

duction ou l'élimination des émissions d'ozone dans un envi-

ronnement ambiant.

Les effets néfastes de l'ozone sur les équipe-

ments et les êtres humains sont bien connus. Avec la régle-

mentation due à l'organisme dit OSHA et l'établissement ul-

térieur de niveaux de tolérance applicables à cette légis-

lation, la communauté industrielle a intensifié ses efforts

pour réduire la production d'ozone dans ses procédés et ins-

tallations. La nécessité de contrôler les émissionsd'ozone

d'un équipement est particulièrement critique dans le domai-

ne des produits de grande consommation, étant donné que l'usa-

ger ignore généralement les risques et ne prendra probable-

ment aucune précaution permettant d'éviter une exposition trop grande à l'ozone produit pendant le fonctionnement du dispositif. Comme cela est bien connu, l'ozone est produit dans un équipement de reproduction électrostatographique par

suite des décharges à effet couronne pendant la sensibilisa-

tion de la surface d'enregistrement de l'organe photosensi-

ble et/ou le détachement du papier et autre substrat utilisé

2466267.

2. dans l'appareil de reproduction. Actuellement, les émissions d'ozone dans l'environnement de la machine sont contrôlées

par des dispositifs de "filtrage" qui sont imprégnés de ca-

talyseurs capables de transformer l'ozone en substances rela-

tivement inoffensives. L'efficacité de la neutralisation de l'ozone par des catalyseurs dépend d'un certain nombre de facteurs. Les dispositifs courants de filtrage de l'ozone

utilisés dans les machines de reproduction électrostatogra-

phiques sont situés dans le circuit de sortie de l'appareil, et ces filtres se présentent généralement sous la forme de lits "fixes" c'est-àdire que le catalyseur est imprégné dans un support poreux qui est intégré à l'intérieur du logement d'évacuation de l'appareil de reproduction ou est incorporé dans la structure elle-même de l'électrode de décharge à effet couronne. Des écrans perforés imprégnés ou revêtus d'un catalyseur d'ozone connu sont incorporés pour constituer une partie du logement de l'électrode à effet couronne, ou bien des filtres d'ozone rectangulaires et généralement en forme de plaques imprégnées de catalyseurs d'ozone connus ou de matériau de filtrage qui décompose l'ozone sont insérés dans le logement de sortie de l'appareil de reproduction. Les

systèmes de l'art antérieur permettant de maîtriser le dégage-

ment d'ozone ont une aptitude à la neutralisation de l'ozone

limitée par suite des contraintes physiques liées à la répar-

tition du catalyseur imprégné dans le matériau ou l'élément

de filtrage.

Comme on le comprendra facilement, la quantité

d'exposition des gaz ou vapeurs chargés d'ozone à des cataly-

seurs détermine la capacité et l'efficacité de neutralisation

d'ozone par l'élément ou le matériau contenant le catalyseur.

Dans le cas o le catalyseur est entraîné dans les supports

poreux ou fibreux de l'art antérieur, ou est revêtu sur ceux-

ci, les gaz ou vapeurs chargés d'ozone pénètrent la structu-

re pour venir en contact avec le catalyseur. La quantité de catalyseur accessible aux gaz ou vapeurs chargés d'ozone est limitée dans les dispositifs de l'art antérieur à cause de

la répartition du catalyseur imprégné. La plupart des élé-

2466267.

3. ments et dispositifs de l'art antérieur sont peu tassés, et il y a un contact généralement insuffisant entre les gaz et

vapeurs chargés d'ozone et le catalyseur.

Selon la présente inrention on prévoit un élément imprégné de catalyseur d'ozone permettant la réduction ou l'élimination des émissions d'ozone, qui fournit une surface de contact plus grande lorsqu'il est traversé par des gaz

ou vapeurs chargés d'ozone.

Selon un second aspect de la présente invention, on prévoit un moyen d'enlèvement d'ozone constitué de corps

poreux ayant une activité catalytique plus grande.

Selon un troisième aspect de la présente inven-

tion, on prévoit un moyen d'enlèvement d'ozone perfectionné pour la réduction ou l'élimination des émissions d'ozone

dans un dispositif de reproduction électrostatographique.

Selon un quatrième aspect de la présente inven-

tion, on prévoit un moyen de filtrage poreux perfectionné pour la neutralisation de gaz ou vapeur chargés d'ozone

émis par un dispositif de décharge à effet couronne.

Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un procédé d'enlèvement de l'ozone produit pendant

une décharge à effet couronne dans un système de reproduc-

tion électrostatographique comprend un milieu poreux imprégné

de catalyseur d'ozone comme moyen de filtrage.

Une réalisation particulière de la présente inven-

tion concerne un appareil d'application d'une charge électro-

statique à une surface, o l'appareil comprend un dispositif de décharge à effet couronne enfermé dans un logement, le

dispositif de décharge à effet couronne étant prévu pour pro-

duire une décharge et par conséquent de l'ozone, et un moyen d'enlèvement d'ozone, le perfectionnement concernant

un moyen d'enlèvement d'ozone constitué de corps poreux im--

prégnés de catalyseur d'ozone choisis dans le groupe cons-

titué de la céramique poreuse, du carbone vitreux réticulé et d'un métal en mousse. On prévoit également un système de

reproduction électrostatographique qui comprend un disposi-

tif de décharge à effet couronne, un moyen pour la mise en 4.

circulation d'un courant d'air, dans le dispositif de déchar-

ge de façon à extraire du dispositif des vapeurs contenant de l'ozone, le perfectionnement constituant un moyen de filtrage dans le courant d'air servant à extraire l'ozone des gaz ou vapeurs contenant de l'ozone, ce moyen de filtrage étant sélectionné dans le groupe constitué de la céramique

poreuse imprégnée d'un catalyseur d'ozone, du carbone vi-

treux réticulé imprégné de catalyseur d'ozone et d'un métal

en mousse imprégné de catalyseur d'ozone.

La présente invention prévoit également un procé-

dé d'enlèvement d'ozone produit pendant une décharge à ef-

fet couronne dans un système de reproduction électrostato-

graphique, comprenant l'étape de passage de l'ozone dans un milieu poreux sélectionné dans le groupe constitué de la céramique poreuse imprégnée de catalyseur d'ozone, du carbone vitreux réticulé imprégné de catalyseur d'ozone et

d'un métal en mousse imprégné de catalyseur d'ozone.

Selon la présente invention, l'ozone voit sa

concentration diminuer, est éliminé partiellement ou totale-

ment et/ou neutralisé partiellement ou totalement pendant son passage dans le-moyen d'enlèvement d'ozone de la présente

invention, et l'enlèvement d'ozone concerne soit la réduc-

tion de la concentration d'ozone, l'élimination partielle ou totale d'ozone et/ou la neutralisation partielle ou complète de l'ozone, que l'ozone se présente sous la forme de gaz ou de vapeur et que l'ozone soit présent avec un ou plusieurs autres gaz ou vapeurs tels que l'air, l'azote, la vapeur d'eau et analogues. La réduction d'ozone peut être exécutée par activité catalytique, par adsorption, ou à la fois par activité catalytique et adsorption, et selon la présente

invention, un matériau imprégné de catalyseur d'ozone con-

cerne également les cas d'adsorption o il n'y a pas un vé-

ritable effet "catalytique" comme cela est le cas o du char-

bon actif est introduit dans les corps poreux. Dans certains

cas, le gaz ou la vapeur d'ozone peut être également accom-

pagné de corps étrangers particulaires solides finement divi-

sés, tels que des particules d'agent de marquage (toner) 5.

rencontrées normalement dans un dispositif électrostatogra-

phique. La présente invention sera bien comprise lors de

la description suivante faite en liaison avec les dessins

ci-joints dans lesquels:

La figure 1 est une vue isométrique d'un disposi-

tif de décharge à effet couronne qui peut être utilisé pour

supporter le moyen d'enlèvement d'ozone de la présente in-

vention;

La figure 2 est une vue en coupe d'un moyen d'en-

lèvement d'ozone qui peut être utilisé avec le dispositif de décharge à effet couronne de la figure 1; La figure 3 est une vue en élévation en coupe d'un dispositif de décharge à effet couronne comportant un moyen d'enlèvement d'ozone perfectionné; et La figure 4 est une vue en élévation et en coupe d'un dispositif de décharge à. effet couronne comportant un moyen d'enlèvement d'ozone perfectionné selon la présente invention. La présente invention concerne des corps poreux dans lesquels sont incorporés des matériaux catalyseurs d'ozone qui y sont imprégnés et qui sont utilisés comme moyen

d'enlèvement d'ozone ou moyen de filtrage. Tel qu'il est uti-

lisé dans la présente invention, le matériau catalyseur d'ozo-

ne est un matériau qui décompose l'ozone ou sinon réagit

avec celui ou agit sur l'ozone de sorte que la quantité d'ozo-

ne se trouve réduite, se trouve partiellement ou totalement

éliminée et/ou partiellement ou totalement neutralisée.

Le matériau à activité catalytique ou catalyseur d'ozone, ou matériau adsorbant l'ozone incorporé aux corps poreux ou moyen de filtrage de la présente invention peut être virtuellement n'importe quel matériau connu dans l'art

capable de transformer et/ou d'adsorber l'ozone pour le con-

vertir en produits relativement inoffensifs. Des matériaux

9 catalyseurs d'ozone typiques répondant à cette fonction com-

prennent les substances qui ont été appelées "Hopcalites", les exemples les plus typiques étant un co-précipité d'oxyde 6. de manganèse et d'oxyde cuivrique, et les matériaux

d'adsorption typiques d'ozone sont les charbons activés.

En bref, ces catalyseurs d'ozone comprennent des oxydes métalliques ou des sulfates basiques, des acétates ou des carbonates des métaux les plus courants, soit seuls soit mélangés. Parmi les métaux dont les oxydes, carbonates

basiques, acétates basiques et sulfates basiques sont capa-

bles de transformer l'ozone en produits relativement inof-

fensifs, sont le manganèse, le cobalt, le cuivre, le fer, le nickel, le bismuth, le plomb et l'argent. En pratique, des mélanges de deux ou plusieurs des matériaux ci-dessus ont la préférence à un composé agissant seul. En outre, l'activité catalytique de ces composés ou mélanges de ces composés peut être améliorée par l'addition de très faibles quantités de métaux finement divisés, en particulier de métaux du groupe du platine. Ces métaux sont généralement

considérés comme des promoteurs de la décomposition d'ozone.

Des exemples spécifiques des catalyseurs d'ozone qui peuvent être imprégnés dans les corps poreux ou dans le moyen de

filtrage de la présente invention sont le platine, le palla-

dium, l'oxyde de nickel, le sesquioxyde de nickel, l'oxyde

cuivrique, l'oxyde de manganèse et un coprécipité d'oxyde de-

manganèse et d'oxyde cuivrique.

Le catalyseur d'ozone ou les matériaux catalyti-

ques, constitués des matériaux indiqués ci-dessus, sont ty-

piquement imprégnés dans les corps poreux ou le moyen de

filtrage à partir de dispersions colloïdales et y sont pré-

cipités. Après formation du précipité,l'humidité peut être extraite par séchage à basse température. Dans certains cas, les techniques faisant appel à un solvant et à l'évaporation d'un solvant peuvent être aussi utilisées pour imprégner le catalyseur d'ozone dans les corps poreux. Les catalyseurs d'ozone peuvent être imprégnés dans le corps poreux ou le moyen de filtrage en même temps que le corps poreux lui-même est formé ou après la formation ou fabrication de ce corps poreux. Dans une autre méthode d'imprégnation de catalyseur ou d'adsorbeur, des colles à contact sont appliquées au corps 7.

poreux ou substrat, et le catalyseur ou le matériau adsor-

beur est pulvérisé, mis en poussière ou introduit dans le substrat par roulage. Des techniques et dispositifs pouvant être utilisés dans la préparation des matériaux catalytiques, leurs dispersions colloïdales et leur précipitation sont bien connus dans l'art. Un exemple de telles techniques et

de tels dispositifs pouvant être utilisés dans la prépara-

tion de matériaux catalytiques est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 1.345.323 "Hopcalite" délivré

au nom de la société dite: Hopcalite-catalytic Company.

Certains catalyseurs en Hopcalite modifiée sont également disponibles dans le commerce et comprennent, en

plus des substances décrites précédemment, des quantités mi-

neures d'oxyde de cobalt et/ou d'oxyde d'argent.

Les corps poreux ou moyen de filtrage utilisés dans le moyen d'enlèvement d'ozone de la présente invention

peuvent également être définis comme des supports de cata-

lyseur ou d'adsorbeur dans lesquels le catalyseur d'ozone

ou l'adsorbeur d'ozone est imprégné soit pendant la forma-

tion du support de catalyseur oud'adsorbeur, soit après la formation de ce support. Les supports de catalyseur ou d'adsorbeur, ou les corps poreux de la présente invention, se supportent d'eux-mêmes, présentent une grande surface

et ont un degré élevé de porosité des gaz à débit important.

Les supports de catalyseur ou d'adsorbeur ou les corps po-

reux de la présente invention à grande surface et porosité éle-

vée de la présente invention ont typiquement une porosité d'au moins 50 % et de préférence une porosité d'au moins 80 % tout en conservant l'intégrité de leur structure. La valeur

élevée de la porosité des supports de catalyseur ou d'adsor-

beur, ou des corps poreux, permet une diffusion rapide de l'ozone dans le support ou le corps poreux, comportant le catalyseur ou l'adsorbeur d'ozone et sa circulation. Par

-pourcentage de porosité du support de catalyseur ou d'adsor-

beur ou du corps poreux, on entend le volume des vides dans le matériau constituant la structure. Ainsi, une porosité de % signifie que 80 % du volume du matériau est constitué 8.

de vides et que 20 % restants sont solides.

- Les supports de catalyseur ou d'adsorbeur, ou corps poreux de la présente invention peuvent être fabriqués

dans n'importe quelle forme non tassable, dont plaquesrigi-

des de faible épaisseur, corps rectangulaires ou cubiques,

corps tubulaires, corps cylindriques solides, corps semi-

cylindriques solides, diverses configurations telles que

celles qui sont décrites dans les figures 2, 3 et 4, revête-

ments, tissus ou feutres flexibles et analogues. La rigidi-

té et l'intégrité structurelle de ces supports ou corps

poreux permettent généralezent la construction ou la fabri-

cation de moyens ou d'éléments d'enlèvement d'ozone, qui ne nécessitent aucun support structurel supplémentaire, tel que des éléments perforés (tamis) des dispositifs de l'art

antérieur pour renfermer les éléments. Les supports de cata-

lyseur ou d'adsorbeurs, ou corps poreux sont fabriqués pour

avoir une excellente stabilité dimensionnelle, une bonne ré-

sistance aux substances chimiques et une bonne résistance aux chocs. Des additifs tels que des agents de conductivité peuvent être ajoutés au matériau du support de catalyseur ou

d'adsorbeur ou du corps poreux de façon à améliorer la con-

ductibilité électrique et/ou thermique à volonté. Dans des machines de reproduction électrostatographiques, les supports de catalyseur ou corps poreux peuvent être utilisés sous

forme d'écrans, de déflecteurs ou de filtres dits corotrons.

Les moyens d'enlèvement d'ozone ou moyens de fil-

trage sont constitués de corps poreux et comprennent une céra-

mique poreuse imprégnée de catalyseur d'ozone ou d'adsorbeur d'ozone, le carbone vitreux réticulé imprégné d'adsorbeur et

de catalyseur d'ozone et un métal ennDusse imprégné de cata-

lyseur d'ozone ou d'adsorbeur d'ozone. N'importe lequel de ces corps poreux ou toute combinaison de ceux-ci peut être utilisée comme support de catalyseur et/ou d'adsorbeur selon la présente invention, après avoir été imprégné avec au moins

un catalyseur d'ozone ou au moins un adsorbeur d'ozone.

Les céramiques poreuses. constituant la céramique

poreuse imprégnéede catalyseur d'ozone (ou la céramique po-

9. reuse imprégnée d'adsorbeur d'ozone) peuvent être formées par l'un des procédés classiques connus dans l'art,ntais doivent être soigneusement préparées de façon à éviter un manque d'uniformité de la répartition des pores. Plusieurs méthodes sont utilisées pour obtenir un diamètre de pore et une distribution convenables. Ces méthodes sont décrites dans les pages 838-840 de l'ouvrage dit: Encyclopedia of

Chemical Technology, Seconde édition, volume 4, de Kirk-

Othmer. Les composants en céramique peuvent être mélangés

avec des particules organiques qui brûlent pendant leur cuis-

son, laissant une masse poreuse avec des vides créés par le

matériau brûlé. On peut mélanger avec les composants cérami-

ques les catalyseurs d'ozone ou adsorbeurs d'ozone décrits précédemment, par exemple, des dispersions colloïdales qui laissent un résidu de catalyseurs ou d'adsorbeurs d'ozone imprégné dans toute la masse poreuse après la cuisson. Les pores peuvent être également formés par simple souscuisson d'une composition régulière. La dimensiondes pores peut être

obtenue par mélange de particules céramiques de taille sélec-

tionnée.

Les céramiques poreuses peuvent être constituées de plusieurs matériaux, dont l'alumine, l'oxyde de zirconium, l'oxyde de titane et la magnésie; on préfère cependant qu'elle soit constituée de deux compositions générales. La première est un silicate d'alumine ayant une très petite quantité de flux tel que de feldspath. Ces compositions sont cuites à des températures suffisamment élevées pour former

de la mullite et développer une liaison légèrement vitreuse.

Ce type de composition a un faible diamètre de pore, par exem-

ple un diamètre inférieur à 50 microns. Le second type de composition est constitué de grains d'alumine cuits avec

un matériau céramique qui fond et maintient les grains ensem-

bles. Le diamètre des pores que l'on rencontre dans le commerce est compris entre moins de 0,5 micron et plus de

microns. La plupart des formes géométriques simples peu-

vent être utilisées, par exemple des tubes et des tiges, des - 10.

disques, des blocs, des plaques, des coupelles et des cônes.

Dans tous les corps poreux ou supports de cataly-

seur imprégnés d'un catalyseur d'ozone selon la présente in-

vention, le courant de gaz ou de vapeurs dans le support de catalyseur ou corps poreux dépend de plusieurs facteurs. Ces facteurs sont le diamètre des pores, le nombre de pores par unité de surface, la longueur du trajet ou épaisseur de la pièce, la pression.différentielle entre l'entrée et la sortie et, dans les cas extrêmes des pores fins, la nature

électrique de la phase liquide et du milieu poreux.

Du carbone vitreux réticulé peut être formé en faisant appel à de nombreux procédés classiques. Du carbone vitreux est décrit par F. C. Cowlard et J.C. Lewis dans un article intitulé "Vitreous Carbon - A New Form of Carbon", Journal of Materials Science, Volume 2, pages 507-512 (1967)

et par T. Nodal et autres dans un article intitulé: "Glass-

like Carbons", Journal of Non-crystalline Solids, Volume 1,

pages 285-302 (1969). Le carbone vitreux réticulé est un ma-

tériau en mousse à pore ouvert composé uniquement de carbone

vitreux. Le carbone vitreux est une forme de carbone ressem-

blant au verre qui combine certaines des propriétés du ver-

re avec certaines des propriétés des carbones industriels normaux. Le carbone vitreux réticulé a un volume de pores exceptionnellement élevé (une grande porosité) atteignant 97 %. Il a également une grande surface qui est combinée

à une grande rigidité permettant son auto-support, une fai-

ble résistance aux courants gazeux et une certaine résis-

tance aux températures très élevées dans des ambiances non

oxydantes. Les catalyseurs d.'ozone décrits précédemment peu-

vent être imprégnés dans le carbone vitreux réticulé pendant leur fabrication au moyen d'une dispersion colloïdale du catalyseur d'ozone ou être incorporés par tout autre moyen

connu y compris par imprégnation après la fabrication du car-

bone vitreux réticulé à haut volume de vides. Le carbone vi-

treux réticulé (mousse de carbone) est fabriqué industrielle-

ment par la société dite: Chemotronics International Incor-

porated, Ann Arbor, Michigan.

11. Les métaux en mousse peuvent être formés par tout procédé classique et être constitués de métaux divers,

d'alliages de métaux et de combinaisons de métaux. Les mé-

taux en mousse sont des métaux en poudre frittés. En bref, le métal en mousse est préparé à partir d'une fine poudre de métal, d'alliage de métal ou d'une combinaison de métaux et/ou d'alliages de métaux. Le métal en mousse est soumis à

un procédé spécial de frittage au cours duquel il se dila-

te de façon à former une structure cellulaire réticulée.La

porosité est contrôlée pendant la fabrication. Les cataly-

seurs d'ozone peuvent y être imprégnés à partir de disper-

sions colloïdales ou par tout autre moyen décrit ci-dessus pendant la fabrication, ou à la suite de la fabrication, du métal en mousse. Parmi les métaux à partir desquels on

peut fabriquer le métal en mousse, on peut citer: le cui-

vre, le nickel, l'aluminium, le fer, les alliages de fer et de nickel, l'acier inoxydable, l'argent, les autres métaux précieux et analogues. Un métal en mousse en fer, molybdène et nickel a également été décrit dans la littérature. Des informations et des détails concernant les métaux en mousse

peuvent être trouvés chez la société dite: Foammetal, Incor-

porated, Willoughby, Ohio.

La quantité de catalyseur d'ozone ou d'adsorbeur

d'ozone imprégnée dans les corps poreux peut être variable.

Cependant, dans les modes particuliers de réalisation de la présente invention, le catalyseur d'ozone ou l'adsorbeur

d'ozone doit être présent dans une quantité qui recouvre par-

tiellement ou totalement (ou se disperse dans ceux-ci) les

volumes de vides, de la céramique poreuse, du carbone vi-

treux réticulé ou du métal en mousse. Il doit y avoir un vo-

lume suffisant de catalyseur d'ozone et/ou d'adsorbeur d'ozo-

ne imprégnés dans le corps poreux ou dans le support de cata-

lyseur pour réduire, éliminer, et/ou neutraliser l'ozone qui

traverse ou se diffuse à travers le corps poreux ou le sup-

port de catalyseur imprégné de catalyseur d'ozone et/ou

d'adsorbeur d'ozone.

Le corps poreux ou support de catalyseur imprégné 12. de catalyseur d'ozone ou d'adsorbeur d'ozone peut en option incorporer un additif dans le but d'augmenter la conductivité du moyen d'enlèvement d'ozone en particulier lorsque ce moyen

est l'écran conducteur du dispositif de décharge à effet cou-

ronne. En général, toutes les particules ou granules métalli- ques bien connues, telles que le cuivre,l'acier et analogues, peuvent être incorporées dans le corps poreux ou support de

catalyseur de façon à leur conférer soit une certaine conduc-

tivité électrique soit une certaine conductivité thermique.

Le moyen d'enlèvement d'ozone constitué de corps poreux imprégnés de catalyseur d'ozone (dont les corps poreux imprégnés d'adsorbeur d'ozone) réalisés à partir de céramique poreuse, de carbone réticulé vitreux ou de métal en mousse selon la présente invention peut être utilisé dans n'importe lequel des dispositifs de reproduction électrostatographique bien connus tels que les dispositifs décrits dans le brevet

des Etats-Unis d'Amérique no 3.775.008 et n0 4.143.118. La -

* description détaillée de ces dispositifs de reproduction n'est

pas faite ici, et il suffit de se reporter à ces brevets pour

avoir une description détaillée. Afin d'illustrer l'utilité du

moyen d'enlèvement d'ozone ou moyen de filtrage de la présen-

te invention, on se reportera aux figures.

En liaison avec la figure 1, on a-représenté un dispositif générateur d'effet couronne, permettant d'appliquer

une charge électrostatique sensiblement uniforme à une surfa-

ce, qui comprend un châssis de support, des supports isolants disposés à l'intérieur du châssis de support pour la fixation

d'un fil corotron et d'un conducteur électrique relié à celui-

ci. La structure de la figure 1 est prévue pour recevoir un corps poreux ou moyen de filtrage imprégné d'un catalyseur

d'ozone et/ou d'adsorbeur d'ozone selon la présente invention.

Le moyen d'enlèvement d'ozone, c'est-à-dire le corps poreux

imprégné de catalyseur d'ozone (ou imprégné d'adsorbeur d'ozo-

ne) constitué de céramique poreuse, de carbone vitreux réticu-

lé ou de métal en mousse imprégné d'un catalyseur ou adsorbeur

de réduction, d'élimination ou de neutralisation d'ozone com-

me représenté en figure 2, est supporté par le châssis de la 13.

figure 1.

La figure 1 représente un écran typique pour dis-

positif corotron, o l'écran est entièrement habillé, à l'ex-

ception d'une petite ossature ou châssis de support 1, de sup-

ports isolants 2,et d'un fil électrique 3 et d'un fil coro- tron 4. Le châssis de support 1 a la forme générale d'un U,

mais pourrait avoir la forme d'une structure ovoïde ou semi-

cylindrique. Les supports isolants 2 fixés aux extrémités du châssis 1 sont prévus pour supporter le fil 4. Le fil 3

connecte le fil 4 à une source d'énergie appropriée (non. re-

présentée). Dans un mode préféré de réalisation de l'inven-

tion, le châssis de support 1 est en aluminium.

Selon la présente invention,un moyen de filtrage servant à enlever l'ozone de gaz ou vapeurs contenant de

l'ozone ou moyen d'enlèvement d'ozone constitué de corps po-

reux imprégnés d'adsorbeur d'ozone ou de catalyseur d'ozone,

ou supports de catalyseur, ayant la forme du châssis de sup-

port allongé de la figure 1, est prévu pour être maintenu par le châssis de support 1. Lorsque le châssis de support est un organe allongé en forme de U, le corps poreux imprégné de catalyseur d'ozone ou support decatalyseur a la forme d'un organe allongé en forme de U et est prévu pour se monter à l'intérieur des confins de l'ossature du châssis de support,

ou sur l'extérieur du châssis de support, ou sur les deux.

En figure 2, on a représenté un moyen particulier d'enlèvement d'ozone constitué d'un corps poreux imprégné de catalyseur d'ozone ou d'un corps poreux imprégné d'adsorbeur d'ozone capable de neutraliser ou de décomposer l'ozone se dégageant pendant la décharge par effet couronne. La figure 2 est une représentation en coupe du corps poreux imprégné de catalyseur d'ozone qui a une forme adaptée à celle du châssis

de support 1 de la figure 1, de sorte que le corps poreux im-

prégné de catalyseur d'ozone se monte sur les parties extérieu-

res du châssis 1. Le matériau du corps poreux, c'est-à-dire la céramique poreuse, le carbone vitreux réticulé ou le métal

en mousse, a une rigidité structurelle suffisante pour pou-

voir être convenablement fixée au châssis de support 1 de la 14.

figure 1 par tout moyen approprié, par exemple par des bri-

des, des-vis et analogues. Si on le désire, l'organe en for-

me de U de la figure 2 peut être prévu pour se monter à l'in-

térieur du châssis 1, ou sur l'extérieur de ce châssis 1, ou sur les deux, et, comme cela est représenté en figure 2, le corps poreux imprégné de catalyseur 6 entoure le fil 7 sur

ses trois côtés et est supporté par des membrures 8 du châs-

sis de support équivalent aux membrures 1 du châssis de sup-

port de la figure 1.

Comme représenté en figure 2, un courant d'air ou d'autres gaz traverse la zone o se trouve le fil 7 et se mélange à l'ozone dégagé par le fil 7, puis traverse le moyen d'enlèvement d'ozone 6 o l'ozone est neutralisé ou décomposé ou adsorbé par le catalyseur ou l'adsorbeur d'ozone contenu dans le corps poreux imprégné de catalyseur d'ozone

ou dans le corps poreux imprégné d'adsorbeur d'ozone. Le cou-

rant d'air ou d'autres gaz contenant des quantités réduites d'ozone sort normalement du moyen d'enlèvement d'ozone 6 pour entrer dans une tuyauterie qui l'achemine vers un orifice

d'échappement (non représenté).

Dans de nombreux modes de réalisation tels que -ô celui qui est représenté en figures 1 et 2,1'écran corotron

représenté par le corps poreux imprégné de catalyseur d'ozone -

6 doit être un conducteur qui est soit polarisé soit mis à la masse. Des agents de conductivité appropriés tels que des

particules métalliques peuvent être incorporés au moyen d'en-

lèvement d'ozone 6 de façon à obtenir ce résultat. En figure

2, le courant d'air ou de gaz est représenté par des flèches.

La figure 3 représente un autre mode de réalisa-

tion typique de la présente invention,o le moyen de filtra-

ge 68 est soumis à un courant d'air ou de gaz,afin d'enlever

l'ozone des gaz ou vapeur contenant de l'ozone, et o le mo-

yen de filtrage est choisi dans le groupe constitué de la

céramique poreuse imprégnée de catalyseur d'ozone, du carbo-

ne vitreux réticulé imprégné de catalyseur d'ozone, ou d'un

métal en mousse imprégné de catalyseur d'ozone. Comme repré-

senté en figure 3, les électrodes de décharge à effet couron-

15. ne 60 comportent un conduit 64,et le conduit est connecté par l'intermédiaire d'une tubulure appropriée (non représentée) à

une source de pression négative (non représentée),ce qui per-

met de recueillir les gaz ou vapeurs chargés d'ozone et de les canaliser vers le moyen de filtrage ou moyen d'enlèvement

d'ozone 68.Dans la figure 3,représentant le dispositif de dé-

charge à effet couronne 18,la circulation de l'air ou d'autres

gaz est représentée par les flèches.

La figure 4 représente un autre dispositif de dé-

charge typique à effet couronne 15,o une électrode de déchar-

ge à effet couronne 11 ayant la forme d'un fil conducteur 12 comportant un revêtement relativement épais 13 de matériau

diélectrique,comme cela est décrit dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique no 4.086.650,comprend un circuit 14,et ce con-

duit est relié par l'intermédiaire d'une tubulure appropriée

(non représentée) à une source de pression négative (non re-

présentée),ce qui permet de recueillir des vapeurs ou gaz chargés d'ozone et de les canaliser vers un moyen d'enlèvement d'ozone 16 qui est également un écran conducteur placé près du fil à effet couronne adjacent 11 du côté de la surface chargeable 20 opposée au fil.La surface chargeable 20 peut être une surface photoconductrice d'un système xérographique classique.Cette surface est portée par un substrat conducteur maintenu à un potentiel de référence,en général à la masse

de la machine.Une source de tension alternative (non représen-

tée) est généralement connectée entre le substrat 25 et le fil 12, 1'amplitude de la source étant choisie de façon à produire

une décharge à effet couronne près du fil 12.L'écran conduc-

teur 16 constitue le moyen d'enlèvement d'ozone ou moyen de

filtrage de la présente invention et est constitué d'une céra-

mique poreuse imprégnée de catalyseur d'ozone,de carbone vi-

treux réticulé imprégné de catalyseur d'ozone ou de métal en mousse imprégné de catalyseur d'ozone.Les conduits 14 et 17 reliés à une source de pression négative (non représentée) fournissent un moyen permettant la circulation d'un courant d'air ou d'autres gaz dans le dispositif 15 de décharge à effet couronne, comme cela est représenté en figure 4. Les vapeurs ou gaz 16.

contenant de l'ozone sont extraits de l'électrode de dé-

charge à effet couronne 11, et les vapeurs ou gaz chargés

d'ozone produits par l'électrode de décharge 11 sont ex-

traits de l'électrode 11 par le moyen d'enlèvement d'ozone 16 o l'ozone est décomposé ou neutralisé par le catalyseur

d'ozone imprégné dans le corps poreux ou matériau de sup-

port de catalyseur. La circulation d'air ou de gaz est repré-

sentée par les flèches en figure 4.

Des échantillons de carbone vitreux réticulé conducteur de l'électricité ont été utilisés comme écrans

corotron. Un échantillon a été imprégné de charbon activé.

Après exposition à 50 ppm d'ozone, le carbone vitreux non

traité n'a manifesté aucune décomposition d'ozone. L'échan-

tillon de carbone vitreux réticulé imprégné d'ozone a eu une efficacité d'enlèvement d'ozone de 0,123 gramme par gramme

d'échantillon de carbone vitreux réticulé imprégné.

Des échantillons de carbone vitreux réticulé non traité et de carbone vitreux réticulé imprégné au charbon activé ont été traités avec de l'hydroxyde de nickel et

testés comme décrit précédemment. Le carbone vitreux réti-

culé en hydroxyde de nickel avait une efficacité d'enlève-

ment d'ozone de 0,104 gramme par gramme de carbone vitreux réticulé/hydroxyde de-nickel. Le carbone vitreux réticulé

imprégné de carbone activé/hydroxyde de nickel avait une ef-

ficacité d'enlèvement d'ozone de 0,117 gramme d'ozone par gramme de carbone vitreux réticulé imprégné de carbone

activé/hydroxyde de nickel.

Selon la présente invention, on a décrit un -

système de reproduction électrostatographique comprenant un

dispositif de décharge à effet couronne, un moyen de circula-

tion d'un courant de gaz, de préférence d'air, dans ce dis-

positif de décharge à effet couronne dans le but d'extraire

du dispositif les gaz ou vapeurs contenant de l'ozone, carac-

térisé en ce que le moyen de filtrage du courant de gaz, de préférence d'air, permettant d'extraire l'ozone des gaz ou vapeurs contenant de l'ozone, est constitué de substances choisies dans le groupe constitué de la céramique poreuse 17.

imprégnée de catalyseur d'ozone, du carbone vitreux réticu-

lé imprégné de catalyseur d'ozone et d'un métal en mousse imprégné de catalyseur d'ozone décrits ci-dessus. Tel qu'il est utilisé ici, un catalyseur d'ozone est interchangeable avec un adsorbeur d'ozone. On a également décrit un procédé d'enlèvement de l'ozone produit pendant la décharge à effet couronne d'un système de reproduction électrostatographique, comprenant le passage de l'ozone dans un milieu poreux constitué d'une

céramique poreuse imprégnée de catalyseur d'ozone, de car-

bone vitreux réticulé imprégné de catalyseur d'ozone ou d'un

métal en mousse imprégné de catalyseur d'ozone.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisationqui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

18.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 - Appareil pour appliquer une charge électros-

tatique à une surface qui comprend un dispositif de décharge à effet couronne enfermé dans un logement, le dispositif de décharge à effet couronne étant prévu pour produire une dé-

charge à effet couronne, et par conséquent émettre de l'ozo-

ne, et un moyen d'enlèvement d'ozone, caractérisé en ce que le moyen d'enlèvement d'ozone est constitué de corps poreux imprégnés de catalyseur d'ozone sélectionnés dans le groupe

constitué de la céramique poreuse, du carbone vitreux réticu-

lé et d'un métal ennDusse.

2 - Appareil selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le corps poreux est un filtre situé à l'inté-

rieur du logement.

3 - Appareil selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le corps poreux est le logement.

4 - Appareil selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le corps poreux est un filtre extérieur au lo-

gement.

5 - Appareil selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le catalyseur d'ozone est choisi dans le groupe constitué du charbon activé, du platine, du palladium, de

l'oxyde de nickel, du sesquioxyde de nickel, de l'oxyde cui-

vrique, de l'oxyde de manganèse et d'un co-précipité d'oxyde

de manganèse et d'oxyde cuivrique.

6 - Appareil selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la céramique à haute porosité est choisie

dans le groupe constitué de l'alumine, de l'oxyde de zirco-

nium, de l'oxyde de titane et de-la magnésie.

7 - Appareil selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le corps poreux est conducteur de l'électrici-

té. 8 - Système de reproduction électrostatographique comprenant un dispositif de décharge à effet couronne, un moyen de circulation d'un courant de gaz dans le dispositif

de décharge à effet couronne de façon à extraire de ce dis-

positif des vapeurs contenant de l'ozone, caractérisé en ce 19. q8'il comprend un moyen de filtrage dans le courant de gaz pour extraire l'ozone des vapeurs contenant de l'ozone, le

moyen de filtrage étant sélectionné dans le groupe consti-

tué d'une céramique poreuse imprégnée d'un catalyseur d'ozo-

ne, de carbone vitreux réticulé imprégné d'un catalyseur d'ozone et d'un métal en mousse imprégné d'un catalyseur d'ozone.

9 - Procédé d'enlèvement de l'ozone produit pen-

dant une décharge à effet couronne dans un système de repro-

duction électrostatographique, caractérisé en ce qu'il pré-

voit le passage de l'ozone dans un milieu poreux choisi dans le groupe constitué d'une céramique poreuse imprégnée

d'un catalyseur d'ozone, de carbone vitreux réticulé impré-

gné d'un catalyseur d'ozone et d'un métal en mousse imprégné

d'un catalyseur d'ozone.

- Procédé selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que le catalyseur d'ozone imprégné dans le mi-

lieu poreux est choisi dans le groupe constitué du charbon activé, du platine, du palladium, de l'oxyde de nickel, du sesquioxyde de nickel, de l'oxyde cuivrique, de l'oxyde de

manganèse et d'un coprécipité d'oxyde de manganèse et d'oxy-

de cuivrique.

11 - Procédé selon la revendication 9, caractéri-

sé en ce que la céramique poreuse est sélectionnée dans le groupe constitué de l'alumine, de l'oxyde de zirconium, de

l'oxyde de titane et de la magnésie.

12 - Procédé selon la revendication 9, caractéri-

sé en ce que le milieu poreux comprend un additif de façon

à augmenter sa conductivité.