FR2499547A1 - Procede pour regler la dilatation d'objets cellulaires creux en verre ou en matiere plastique - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR REGLER, AU COURS D'UNE OPERATION DE GONFLEMENT, LA DILATATION D'OBJETS CELLULAIRES CREUX, NOTAMMENT DES ENVELOPPES SPHERIQUES CREUSES. ON CHAUFFE UNE ENVELOPPE (PRECURSEUR OU EBAUCHE) JUSQU'A UNE TEMPERATURE SUPERIEURE AU POINT DE RAMOLLISSEMENT DE L'ENVELOPPE, DANS UNE ATMOSPHERE AMBIANTE CONTENANT, PAR RAPPORT AUX GAZ PRESENTS DANS L'ENVELOPPE, UNE PLUS FORTE PROPORTION DE GAZ CAPABLES DE TRAVERSER A CETTE TEMPERATURE LA PAROI DE L'ENVELOPPE. PENDANT LA DILATATION DE L'ENVELOPPE, LES PRESSIONS PARTIELLES DES GAZ, CAPABLES DE TRAVERSER L'ENVELOPPE, SE RAPPROCHENT DE L'EQUILIBRE A L'INTERIEUR ET A L'EXTERIEUR DE CELLE-CI, DE SORTE QUE LA DIMENSION FINALE DE L'ENVELOPPE NE DEPEND QUE LE DE LA DIFFERENCE DES PRESSIONS PARTIELLES DES GAZ (NE POUVANT TRAVERSER L'ENVELOPPE) ET DE LA TENSION SUPERFICIELLE DE L'ENVELOPPE. APPLICATION A LA DILATATION DES MICROSPHERES EN VERRE OU MATIERE PLASTIQUE.

Description

La présente invention vise la fabrication d'objets à alvéoles fermés

(produits cellulaires), comme des mousses ou de toutes petites enveloppes sphériques creuses, appelées "nmicrosphères"

en pratique et dans la présente description. En particulier,

l'invention concerne la dilatation d'objets cellulaires plasti- fiables, du type comportant une ou plusieurs cavités internes

closes contenant un agent volatil de gonflement. Une applica-

tion spécifique de l'invention concerne le réglage de paramètres de dimensions, à savoir le diamètre et l'épaisseur de paroi de microsphères en verre ou en matière plastique, par un

réglage sélectif de la pression et de la composition de l'at-

mosphère de formation.

De nombreuses techniques ont déjà été proposées pour fabriquer des microsphères en une matière plastifiable

comme le verre et des polymères. Les descriptions des brevets

des Etats-Unis d'Amérique n0 4 017 290 et nc 4 021 253

(Budrick et collaborateurs) et n0 4 133 854 (Hendricks) cons-

tituent des exemples représentatifs. Pour des microsphères en verre, on peut laisser tomber une poudre de gel séché ou fritte, comportant un agent de gonflement emprisonné, dans

un four en forme de tour pour former une microsphère à l'in-

térieur de laquelle des gaz ou du liquide résiduels sont emprisonnés. De même, il a été proposé dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 2 797 201 (Veatch et collaborateurs) de former des enveloppes polymères en dissolvant un polymère filmogène dans un solvant volatil convenable et en projetant ensuite par pulvérisation la solution à la partie supérieure

d'une chambre chauffée.

Pour obtenir une plus grande dimension d'enveloppe au cours de l'opération de gonflement ou de formage, il a été proposé, par exemple dans le brevet précité n0 4 133 854, de "créer un vide" ou diminuer sensiblement la pression ambiante dans le volume chauffé de la chambre ou du four. Cependant, la dimension d'un four, qui est parfois de l'ordre de 4 m ou davantage, rend une telle opération difficile à réaliser et à maîtriser en pratique, et rend peu fiables les efforts visant

à régler les paramètres de dimensions des enveloppes finales.

Des problèmes semblables existent de façon inhérente, plus ou moins, dans d'autres types d'opérations de gonflement, en des proportions ou quantités appréciables, d'enveloppes en verre

ou en matière polymère à température élevée.

La présente invention vise notamment à proposer un procédé perfectionné pour fabriquer des objets cellulaires plastifiables du type décrit, notamment des microsphères en verre ou en matière plastique, dans lequel on peut étroitement régler la dimension finale, c'est-à-dire le diamètre et

l'épaisseur de paroi, et dans lequel on peut augmenter la dimen-

sion finale en comparaison des résultats des techniques anté-

rieures, sans qu'il ne soit nullement nécessaire de créer une

pression réduite ou un "vide" dans l'atmosphère de formation.

On parvient au but précité, et à d'autres encore, selon l'invention telle qu'appliquée spécifiquement à des microenveloppes ou microsphères, en chauffant les enveloppes jusqu'à une température choisie, supérieure à la température de ramollissement de l'enveloppe, au sein d'un milieu gazeux ambiant dans lequel le rapport entre les gaz pouvant traverser la paroi des enveloppes et les gaz ne pouvant pas traverser la paroi des enveloppesyà la température choisie en cause, est

nettement supérieur au rapport entre les gaz pouvant traver-

ser l'enveloppe et les gaz ne pouvant pas traverser l'enveloppe, et qui sont contenus dans cette enveloppe. Pendant le processus ultérieur de dilatation de l'enveloppe, la pression partielle du gaz pouvant traverser l'enveloppe (parfois appelé ici "gaz perméable") s'égalise à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe par migration à travers la paroi d'enveloppe, de

sorte que la dimension de l'enveloppe finale et le taux d'expan-

sion dépendent seulement de la différence de pression partielle,

de part et d'autre de la paroi d'enveloppe, pour le gaz ne pou-

vant pas traverser cette enveloppe (parfois appelé ici "gaz

imperméable'e)et d'un facteur lié à la tension superficielle.

En fait, et selon un avantage important de l'invention, la dilatation d'une enveloppe contenant initialement des gaz consistant entièrement en des gaz "imperméables" dans une ambiance consistant entièrement en des gaz "perméables",

équivaut à la dilatation de l'enveloppe dans un vide parfait.

Comme on le démontrera, le même procédé peut s'appliquer à

d'autres objets ou produits cellulaires, comme des mousses.

En particulier, la présente invention, telle qu'appliquée à la formation de microsphères, envisage tout

d'abord de choisir ou former une enveloppe dé précurseur ou ébauche ren-

fermant une certaine quantité de matière, dont une partie au moins est volatilisée et ne peut, sous forme de gaz,

traverser la paroi de l'enveloppe à une température supé-

rieure au point de ramollissement de la matière constituant cette enveloppe. Une telle enveloppe peut comprendre une enveloppe préformée selon les brevets précités n0 4 017 290 et n04 021 253 dans le cas des enveloppes en verre, par exemple, ou selon le brevet précité n0 2 797 201 dans le cas des polymères. En

variante, les enveloppes de précurseur choisies peuvent com-

prendre une "enveloppe" à un stade intermédiaire du processus

initial de formation auquel toutes les réactions chimi-

ques de la matière de l'enveloppe, impliquées dans le processus

de formation, sont achevées. Cela revient à dire que le pro-

cédé de l'invention peut s'appliquer à des enveloppes préfor-

mées contenant une matière liquide ou gazeuse qui forme un

gaz "imperméable" à une température supérieure à la tempéra-

ture de ramollissement de l'enveloppe, et peut aussi s'appli-

quer pendant le processus de formation initiale de l'enveloppe.

Selon un avantage important de l'invention décrite ci-après,

celle-ci peut servir pendant la formation initiale de l'enve-

loppe et servir à nouveau dans une opération de nouveau passage appliquée à des enveloppes ainsi préformées pour favoriser et

amplifier la dilatation de l'enveloppe.

Après le choix d'une enveloppe constituant un pré-

curseur, comme décrit ci-dessus, l'étape suivante du procédé

de l'invention envisage de chauffer cette enveloppe de précur-

seur jusqu'à une température choisie, supérieure à la tempé-

rature de ramollissement de l'enveloppe dans une atmosphère gazeuse ambiante, dont une partie au moins est "perméable" et peut traverser la paroi de l'enveloppe à la température choisie, le rapport entre les gaz "perméables" et les gaz "imperméables"étant, dans l'atmosphère gazeuse ambiante ou externe, différent du rapport entre gaz "perméables" et "imperméables" contenus au sein de l'enveloppe. L'enveloppe est ainsi reformée par égalisation des pressions partielles à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe et par variation

de la dimension de l'enveloppe en fonction des pressions par-

tielles du ou des gaz "imperméables". Lorsque la pression partielle du gaz "imperméable",au sein de l'enveloppe cons- tituant un précurseurest nettement supérieure à la pression partielle de ce gaz à l'extérieur de l'enveloppe, le diamètre de l'enveloppe augmente et celle-ci se dilate. L'atmosphère ambiante de formation peut contenir un certain nombre de gaz

capables de traverser la paroi d'enveloppe (qui sont "perméa-

bles")à la température choisie, mais dont certains sont "imper-

méables" à une seconde température, inférieure tout en étant

cependant située au-dessus de la température de ramollissement.

Si, dans une opération de passage à nouveau, l'enveloppe est ensuite chauffée jusqu'à la seconde température dans une atmosphère dont une partie au moins est "perméable" à la

seconde température, une dilatation supplémentaire se produit.

L'invention sera maintenant décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin et des photomicrographies annexés, sur lesquels

la figure 1 est une vue semi-schématique en élé-

vation (et qui n'est pas à l'échelle) d'un four en forme de

tour pour former des microsphères, particulièrement des micro-

sphères en verre, selon l'invention; les figures 2 à 11 sont des photomicrographies de microsphères en verre fabriquées pour mettre en évidence la portée et la mise en oeuvre du principe de l'invention, les figures 2 à 5 et 8 à 11 étant des agrandissements à 39X et les figures 6 et 7 étant des agrandissements à 24X; et les figures 12 et 13 sont des photomicrographies, avec agrandissement de 39Xde particules en mousse de verre fabriquées pour mettre en évidence la portée et la mise en

oeuvre du principe de l'invention.

Comme on le sait bien, la capacité pour des gaz de traverser une matière dépend d'un certain nombre de facteurs comprenant notamment la composition de cette matière, son

épaisseur, la température et le temps d'exposition à la tem-

pérature particulière. Aux fins de la présente description,

les termes "perméable" et "imperméable", pour désigner la capa-

cité>pour un gaz particulier quelconque, de traverser une matiè-

re, sont définis par application de la loi de Fick dans l'équa-

tion suivante, obtenue comme modèle dans le cas d'une enveloppe sphérique comportant des parois non dilatables - P2 exp(-KARTt) (1)

P0 P2 LV

o T: température absolue t: temps d'exposition à la température T R: constante des gaz K: perméabilité de la matière à la température T A: aire de la surface exposée à la perméation L: épaisseur de la matière V: volume à l'intérieur de l'enveloppe P2: pression ambiante du gaz à la température T à l'extérieur de l'enveloppe P0: pression initiale du gaz interne à la température T

P: pression interne au bout du temps t.

Dans l'application de la présente invention, les contraintes suivantes de temps et de température s'appliquent l'enveloppe doit être exposée à une température constante T pendant un temps t suffisamment long pour que, pour un gaz capable de traverser la matière (gaz "perméable"),la pression P soit essentiellement égale à la pression P2. Aux fins de la

présente description, un gaz "perméable" se définit comme

étant un gaz pour lequel l'expression exp(-KARTt) (2) LV est égale ou inférieure à 0,2. Un gaz "imperméable" se définit comme étant un gaz pour lequel la valeur de l'expression (2) est égale ou supérieure à 0,8. On notera qu'un gaz particulier peut être "perméable", c'est-à-dire peut traverser une membrane, à une température donnée, mais est "imperméable" (c'est-à-dire

ne peut pas traverser la même membrane) à une température infé-

rieure, dans le cas de la même enveloppe ou membrane. Chacun

des paramètres de l'expression (2) peut être facilement déter-

miné par voie expérimentale pour n'importe quel gaz particulier, n'importe quelle dimension d'enveloppe et n'importe quelle matière de l'enveloppe. On voit également que les expressions (1) et (2) n'illustrent pas la dynamique de la dilatation de l'enveloppe, mais servent seulement à définir la capacité des gaz à traverser ou à ne pas traverser une enveloppe. Les limitations à appliquer à la température T, lors de la mise en oeuvre de l'invention, dépendent de la composition de l'enveloppe et des gaz en cause. La limite supérieure de température pour les enveloppes polymères, par

exemple, est habituellement la température à laquelle le poly-

mère se décompose, alors que, pour du verre, la limite supé-

rieure de température est la température à laquelle le gaz "'imperméable"lcontenu dans l'enveloppe et qui est nécessaire

pour la dilatation, peut traverser cette enveloppe, c'est-a-

dire devient "perméable". La limite inférieure de température

est déterminée par la température de ramollissement de l'en-

veloppe et par l'exigence selon laquelle au moins une partie du gaz ambiant (à l'extérieur de l'enveloppe) doit pouvoir

traverser la paroi de l'enveloppe ramollie.

Le mode ou mécanisme de fonctionnement de l'inven-

tion peut s'apprécier en se référant au modèle suivant. Pour

cet exposé, on supposera que l'épaisseur de la paroi de l'en-

veloppe est faible en comparaison du rayon de courbure de ladite enveloppe, de sorte que l'on peut utiliser le rayon interne ou externe, sans erreur appréciable. On suppose que les parois de l'enveloppe sont fluides ou dilatables pendant tout le processus de dilatation. On suppose que les gaz sont soit totalement "perméables" (c'est-à-dire entièrement capables de traverser la paroi d'enveloppe et, dans ce cas, l'expression (1) vaut zéro), ou totalement "imperméables" (c'est-à-dire absolument incapables de traverser la paroi d'enveloppe et, dans ce cas, l'expresion (1) est égale à l'unité).R1 représente

le rayon initial et R2 le rayon final. Le gaz présent à l'in-

térieur de l'enveloppe consiste initialement en une partie "imperméable" à la pression partielle Pal et en une partie "perméable" à la pression partielle PbV L'atmosphère ambiante comprend un constituant gazeux "imperméable" à la pression partielle PaO et un constituant "perméable" à la pression partielle PbO. Puisque, par définition, des gaz totalement "imperméables" ne peuvent ni entrer dans l'enveloppe ni en sortir, la pression partielle du gaz "imperméable" au sein

de l'enveloppe à l'équilibre (c'est-à-dire avec des contrain-

tes de temps t et de température T, comme noté ci-dessus) est donnée par l'équation: R13 Pa2 Pal R 23(3 Puisque la pression du gaz totalement "perméable" va s'égaliser à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe, la pression partielle finale du gaz "perméable" au sein de l'enveloppe est donnée par b2 = PbO (4) La pression totale, au sein de l'enveloppe, à

l'équilibre, sera liée à la pression totale ou ambiante à l'exté-

rieur de l'enveloppe selon l'équation P + P 4k (5) a2 b2 -aO + Pb0 + R2

o k est la tension superficielle de la matière de l'enveloppe.

Si l'on introduit dans l'équation (5) les valeurs de Pa2 et de Pb2 données par les équations (3) et (4), on obtient PaOR2 + 4kR 2 = Pal R1 (6) On note que le rayon final R2 n'est pas lié à la pression du gaz "perméable". Ainsi, dans la pratique de l'invention, la totalité de l'atmosphère située à l'intérieur de la chambre ou du four chauffé peut être remplacée par une atmosphère à composition réglée comportant des gaz "perméables" (capables de perméation ou de traverser l'enveloppe)et "imperméables" (incapables de perméation ou de traverser l'enveloppe). En particulier, l'atmosphère ambiante peut consister en du gaz "perméable" à une pression égale ou légèrement supérieure à 1 bar. On peut maintenir une telle atmosphère dans la chambre chaufféebien plus facilement que de tenter de diminuer la pression régnant à l'intérieur du four pour la faire tendre vers des conditions correspondant à du vide, comme dans l'art antérieur. En outre, la présence

d'une atmosphère augmente la transmission de chaleur par con-

duction aux particules qui tombent. De plus, dans des condi-

tions dans lesquelles l'ambiance consiste en du gaz "perméa- ble" tel que la pression partielle PaO est nulle, le rayon final R2 va dépendre seulement du rayon Ri de départ, de la tension superficielle k et de la pression partielle Pal du

gaz "imperméable" de départ.

Pour montrer la mise en oeuvre de l'invention, on a formé, à partir d'un gel séché dans diverses conditions, un certain nombre d'enveloppes en une composition de verre de

silice. Voici le mode opératoire de préparation du gel.

Exemple 1

Méthode 1 de préparation de gel On combine des métaux alcalins et du calcium dans de l'éthanol sous argon, la quantité d'éthanol étant suffisante pour dissoudre les métaux alcalins. Les quantités des métaux dépendent des concentrations voulues pour chacun dans la fritte résultante. On ajoute de la 2,4-pentanedione pour empêcher une précipitation. On ajoute ensuite, après dissolution complète des métaux, une quantité de tétra-éthoxysilane suffisante pour

obtenir dans la fritte la concentration de silice voulue.

Puis l'on ajoute goutte à goutte à la solution un mélange de 50% d'éthanol et de 50% d'eau (en volume) jusqu'à ce que le produit résultant présente une viscosité voisine de celle d'un

gel. On ajoute ensuite du triéthoxyborane en une quantité cal-

culée pour donner dans la fritte la concentration en bore voulue, et on laisse la solution se gélifier. On chauffe le gel jusqu'à 550C et on le maintient à cette température durant plusieurs heures (durant un-e nuit), puis on le sèche sous vide à 1000C. On broie ensuite le gel et on le tamise pour obtenir

une poudre de gel ou fritte de dimension particulaire ou gra-

nulimétrie voulue.

Exemple 2

La méthode 2 de préparation d'un gel est la même

que la méthode 1, mais elle n'utilise ni calcium, ni pentane-

dione.

Exemple 3

A partir de la fritte ci-dessus, on forme des microsphères en verre, constituant des précurseurs, en laissant tomber les particules de la fritte dans un four en forme de tour du type illustré sur la figure 1. Le four 10 de la figure 1 est semblable à celui représenté dans le brevet précité n0 4 017 290 et il comprend un tube vertical 12 en matière céramique, formé de trois tronçons, présentant un diamètre de 7,6 cm et une hauteur globale de 3,9 m. Le tube 12 est chauffé uniformément par quatre-vingt seize éléments chauffants 14 en carbure de silicium. Le four 10 est divisé en six tronçons 18 à 28, séparément réglés et surveillés, comportant chacun trois thermocouples 30 reliés à des circuits convenables de

réglage de température et d'enregistrement (non représentés).

L'ensemble du four est enrobé d'une couche de matière isolante 32 pour températures élevées. L'extrémité inférieure du tube

12 est montrée comme plongeant dans un récipient 16 d'eau dis-

tillée qui sert à fermer de manière étanche le bas du tube 12.

La fritte de poudre de gel est introduite au sommet du tube du four, soit manuellement, par exemple à l'aide d'une spatule,

soit à l'aide d'un dispositif motorisé d'introduction de pou-

dre. La fritte et les coques ou enveloppes résultantes tombent par gravité en traversant l'atmosphère du four et elles sont collectées. La composition de l'atmosphère régnant dans le

four est réglée par des dispositifs non représentés.

Exemple 4

Dans un premier essai, dans lequel on utilise du gel de verre de silice séché, préparé par la méthode 1, à la granulométrie (obtenue par fractionnement à l'aide de tamis) de 106-125 microns, l'atmosphère ambiante régnant dans la tour est de l'air, qui est considéré comme étant essentiellement "imperméable", à la pression atmosphérique. Le récipient 16 est enlevé et la température du four réglée à 15001C sur toute

sa longueur. Une expérimentation antérieure a montré que la-

hauteur du four est plus que suffisante pour permettre aux enveloppes tombant par gravité d'atteindre un équilibre, comme antérieurement décrit. Lorsqu'on laisse tomber dans le four des particules de gel, on obtient des coques ou enveloppes telles que celles représentées sur la figure 2, qui ont un diamètre externe moyen de 205 microns et une épaisseur moyenne

de paroi de 4,7 microns.

Exemple 5

Dans un second essai utilisant la même fritte de gel et la même coupe granulométrique, on place le récipient 16 comme représenté sur la figure 1 et l'on fait bouillir l'eau que ce récipient contient de manière à emplir de vapeur d'eau une partie importante de la tour. On calcule que la pression partielle de la vapeur d'eau est de 0,7 bar, le reste étant formé par de l'air et la pression totale étant de 1 bar. La vapeur d'eau peut traverser des enveloppes en verre de silice dans les conditions d'équilibre décrites On obtient ainsi, dans des conditions qui sont par ailleurs semblables à ce qui a été précédemment indiqué, des enveloppes telles que celles présentées sur la figure 3 et qui ont un diamètre externe moyen de 322 microns et une épaisseur moyenne de paroi de

2,0 microns. Ainsi, le remplacement, selon la présente inven-

tion, d'une partie (70%) de l'atmosphère ambiante "imperméable" (air) par un gaz capable de perméation (vapeur d'eau) entraîne

une augmentation d'environ 1,5 fois de la dilatation des enve-

loppes ou coques.

Exemple 6

On utilise un gel différent, préparé selon la méthode 1, et classé ou fractionné par un tamisage de manière à obtenir une coupe de 125 à 150 microns de granulométrie, et l'on applique des conditions par ailleurs identiques à celles antérieurement décrites. Les enveloppes recueillies à sec (figure 8) ont un diamètre externe moyen de 227 microns et une épaisseur moyenne de paroi de 5,8 microns, cependant que des enveloppes recueillies dans de l'eau bouillante (figure 9) ont un diamètre externe moyen de 373 microns et une épaisseur moyenne de paroi de 2,7 microns. Cette fois

encore, la présence de la vapeur d'eau a provoqué une augmen-

tation importante de la dilatation des enveloppes.

Exemple 7

Dans un autre essai effectué en utilisant une fritte différente de gel de borosilicate séché, préparée selon la méthode II à deux dimensions différentes de départ, il et en utilisant des gaz différents dans le four 10, on note les résultats suivants. Avec le four 10 à 1500C, de l'eau

dans le récipient 16 à la température ambiante et avec l'atmos-

phère régnant dans le four consistant essentiellement en de l'air ("imperméable") à la pression atmosphérique avec un mini- mum seulement de vapeur d'eau provenant du récipient 16, une fritte,correspondant à une fraction de 212 à 250 microns, donne des enveloppes ayant un diamètre externe moyen de 402 microns, comme représenté sur la figure 4. Dans les mêmes conditions, avec l'eau du récipient 16 portée à ébullition de manière que l'atmosphère régnant dans le four 10 soit constituée par environ 70% de vapeur d'eau ("perméable") et, pour le reste, par de l'air ("imperméable") à la pression totale d'un bar, les enveloppes de la fraction ou coupe de 212 à 250 microns se dilatent, comme représenté sur les figures 5 et 6, pour atteindre un diamètre externe moyen de 501 microns, cependant que des enveloppes d'une coupe ou fraction de 425 à 500 microns donnent des enveloppes dont le diamètre moyen externe est de

728 microns. Enfin, le récipient 16 étant enlevé et l'atmos-

phère du four consistant surtout en de l'hélium ("perméable") présent en une quantité correspondant à plus de 50% de pression partielle, le reste de l'atmosphère étant formé par de l'air pour correspondre à une pression totale d'environ 1 bar, les enveloppes de la coupe ou fraction de 215 à 250 microns donnent des enveloppes telles que représentées sur la figure 7,

ayant un diamètre externe moyen de 541 microns, et les enve-

loppes de la coupe ou fraction de 425 à 500 microns donnent

des enveloppes ayant un diamètre externe moyen de 959 microns.

Exemple 8

Les figures 10 et 11 permettent une comparaison qualitative des dimensions des enveloppes préparées à partir d'un autre échantillon encore de fritte, que l'on fait tomber dans le four 10 à 11500C, et que l'on collecte à sec (figure 10)

et dans de l'eau bouillante (figure 11). La relation quantita-

tive entre le rapport entre les gaz "perméable" et "imperméable", d'une part, et la dilatation des enveloppes, n'est pas connue actuellement. On pense que l'utilisation de la vapeur d'eau comme gaz capable de perméation ("perméable") peut influer sur la dimension des enveloppes par des phénomènes dynamiques en plus de la nature "perméable" de la vapeur. Par exemple,

la vapeur d'eau qui s'élève du récipient 16 (figure 1) main-

tient pendant plus longtemps les particules des enveloppes en suspension dans le four. En outre, on sait que l'eau diminue la viscosité du verre. Par ailleurs, il a été montré que la présence de la vapeur d'eau favorise l'enlèvement en surface des métaux alcalins, dans le cas du gel préparé par la méthode II, ce qui augmente à la fois la concentration de la silice et

la viscosité. En tout cas, on considère que les exemples ci-

dessus mettent qualitativement en évidence la mise en oeuvre des principes de l'invention, selon laquelle le remplacement d'une partie au moins de l'atmosphère ambiante "imperméable" par un gaz "perméable" donne une augmentation généralement

prévisible de la dilatation des enveloppes.

L'invention a été décrite en détail à l'aide d'exemples concernant des enveloppes en verre, et notamment des enveloppes en verre de silice, mais il apparaîtra bien que les principes de l'invention peuvent également s'appliquer à la formation d'enveloppes en une matière polymèrelorsqu'on utilise des techniques telles que celles décrites dans le brevet précité nc 2 797 201. De même, pour des coques ou enveloppes en verre ou en matière polymère, l'invention ne se limite pas à l'application des températures, pressions ou matières particulières citées dans les exemples, mais entend englober d'autres formes de réalisation se situant dans le cadre des principes larges et des limitations décrits ci-dessus. On comprendra également que, bien que l'invention ait été décrite à propos de la fabrication de microsphères individuelles en verre ou en matière plastique, les principes

de l'invention s'appliquent tout aussi bien à d'autres struc-

tures cellulaires ou creuses, comme des agrégats et des mousses.

En fait, l'invention peut s'appliquer à la dilatation de n'im-

porte quel objet cellulaire présentant des cavités plus ou moins closes contenant un agent de gonflement volatil et "imperméable", pourvu que l'objet puisse être rendu plastique ou mou à une température à laquelle l'agent qu'il contient reste incapable de perméation ("imperméable") et à laquelle

un autre gaz présent dans l'atmosphère de formation peut tra-

verser les parois des cellules et parvenir à un équilibre,

comme décrit ci-dessus.

On peut mettre en évidence comme suit l'application des principes de l'invention à des particules de mousse de verre.

Exemple 9

On écrase, broie et classe à l'aide d'un tamis, de la tubulure de verre, consistant en 25% en poids de soude,

15% en poids d'alumine et 60% en poids de silice, pour obte-

nir des particules ayant moins de 45 microns. On mélange

ensuite 15 parties de ces particules avec une partie de car-

bonate de sodium, on introduit le mélange dans de l'eau dis-

tillée, on chasse l'eau par ébullition et l'on concasse à nouveau le mélange que l'on broie pour obtenir des particules de moins de 45 microns. On comprime ensuite de petits lots

des particules résultantes pour obtenir des pastilles cylin-

driques, constituant des précurseurs ou ébauches et ayant

un diamètre de 250 microns et une hauteur de 125 microns.

On laisse ensuite tomber les pastilles dans le four de la figure 1. Lafigure 12 montre les particules de mousse de

verre que l'on obtient lorsqu'on les collecte à sec (le réci-

pient 16 étant enlevé) et la figure 13 montre les particules de mousse que l'on obtient lorsque le récipient 16 est en place et que l'eau est portée à l'ébullition. Lorsqu'on compare les figures 12 et 13, il apparaît que la présence de vapeur d'eau (environ 70%, soit 0,7 bar, pour une pression totale d'un bar) provoque l'obtention de particules de mousse

de plus grande dimension.

Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'inven-

tion, de nombreuses modifications peuvent être apportées au

procédé décrit et représenté.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour régler la dilatation d'objets cellulaires creux au cours d'une opération de gonflement, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on soumet un précurseur ou ébauche en une matière cellulaire plastifiable, comportant une ou plusieurs cavités internes closes contenant un agent volatil de gonflement dont une partie au moins ne peut pas

traverser les parois des cavités de ce précurseur à une pre-

mière température choisie, supérieure à la température de ramollissement de ce précurseur, à l'action de cette première température choisie dans une atmosphère ambiante de gaz dont une partie au moins peut traverser les parois des cavités de ce précurseur à cette première température choisie, pendant un temps suffisant pour que les pressions partielles du gaz capable de traverser les deux parois s'égalisent à l'intérieur et à l'extérieur desdites cavités du précurseur, de sorte que ce précurseur se dilate en fonction de la pression partielle du gaz incapable de traverser les parois et indépendamment

de la pression partielle du gaz capable de traverser les parois.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'atmosphère ambiante comporte un premier constituant gazeux capable de traverser les parois des cavités du précurseur à la première température choisie, mais incapable de traverser les parois des cavités à une seconde température, inférieure, mais encore supérieure à la température de ramollissement de

ce précurseur, et un second constituant gazeux qui peut tra-

verser les parois des cavités aussi bien à la première qu'à la seconde température, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on soumet ensuite le précurseur à l'action de la seconde

température pendant un temps suffisant pour obtenir l'égalisa-

tion, à l'intérieur et à l'extérieur de ce précurseur, des pressions partielles du second constituant gazeux, de sorte que le précurseur se dilate encore davantage en fonction des pressions partielles du premier constituant gazeux et du

gaz incapable de traverser les parois des cavités, indépendam-

ment des pressions partielles du second constituant gazeux.

3. Procédé pour modifier des paramètres de dimen-

sions, comme le diamètre et l'épaisseur de paroi, d'enveloppes ou coques sphériques creuses, caractérisé en ce qu'on soumet une enveloppe sphérique creuse, constituant un précurseur ou ébauche, présentant un premier diamètre et emprisonnant une

certaine quantité de matière dont une partie au moins se vola-

tilise à une première température choisie, supérieure à la

température de ramollissement de l'enveloppe, et ne peut traver-

ser la paroi de l'enveloppe de ce précurseur à cette tempé-

rature, à l'action de cette première température dans une atmosphère de gaz dont une partie au moins peut traverser la paroi du précurseur à cette première température, pendant un temps suffisant pour obtenir une égalisation de la pression partielle de la partie de gaz, capable de traverser la paroi

du précurseur, à l'intérieur et à l'extérieur de cette enve-

loppe, de sorte que l'enveloppe parvient à présenter un second diamètre qui est fonction de son premier diamètre, des pressions partielles du gaz, incapable de traverser la paroi

de l'enveloppe, à l'intérieur et à l'extérieur de ladite enve-

loppe et de la tension superficielle de l'enveloppe, ce second diamètre étant indépendant de la pression partielle du gaz

capable de traverser la paroi de l'enveloppe.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enveloppe constituant le précurseur est réalisée en

une matière choisie parmi des polymères et des verres.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enveloppe constituant le précurseur est formée d'une matière ayant la composition d'un verre, et en ce que

l'atmosphère ambiante comporte de l'hélium.

6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enveloppe constituant le précurseur est en une matière

ayant la composition d'un verre et en ce que l'atmosphère am-

biante consiste en de l'air et en de la vapeur d'eau.

7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6,

caractérisé en ce que la première température est sensiblement

égale à 15000C.

8. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'atmosphère ambiante comporte un premier constituant gazeux capable de traverser la paroi d'enveloppe à la première température choisie, mais incapable de traverser cette paroi d'enveloppe à une seconde température, inférieure à la première, mais supérieure à la température de ramollissement de cette enveloppe, ainsi qu'un second constituant gazeux capable de traverser la paroi de l'enveloppe auxdites première et seconde températures, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on sou- met l'enveloppe, formée selon la revendication 3, à l'action de ladite seconde température, pendant un temps suffisant pour obtenir une égalisation, à l'intérieur et à l'extérieur de l'enveloppe, de la pression partielle du second constituant

gazeux.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que la pression totale de l'atmosphère

ambiante est sensiblement égale à un bar.