Brevet FR2027572A1 — publié le 19701002

La présente invention concerne des produits nouveaux qui sont fondamentalement des silicates de métaux alcalins supportés ou renforcés par un substrat tel qu'un papier. De plus, 1*invention concerne des procédés et des appareils ainsi que 5 certaines caractéristiques propres à ces procédés et appareils, permettant la fabrication des produits nouveaux indiqués. Plus précisément, l'invention permet d'obtenir des nouveaux matériaux fibreux silicatés qui sont non seulement utiles tels quels mais peuvent également servir pour la fabri-10 cation d'un grand nombre de produits utiles, par exemple de caisses et d'autres récipients en général, de coffrets, de tiroirs, d'articles d'ameublement, de coffrages pour la coulée du béton, de caisses de camions et autres objets creux comportant des angles résistants dépourvus de joints, de tels pro-15 duits étant très améliorés quand on les compare aux produits équivalents usuels qui exigent des techniques de jonction et de fixation sur les angles. De plus, lès nouveaux matériaux ainsi obtenus peuvent être aisément stratifiés pour obtenir des profilés courants, y compris des panneaux plats, des tubes 20 circulaires, des pièces moulées en forme et, plus généralement, des profilés de tous types que l'on peut renforcer par application de chaleur et de pression, lesdits produits pouvant être uniquement constitués des matériaux indiqués, ou bien de ces matériaux en combinaison avec d'autres matières telles que des 25 étoffes, des papiers, des rubans imprégnés ou enduits d'une matière plastique, des contreplaqués, des cartons durs, des tôles, des toiles métalliques ou des clinquants métalliques, que l'on peut utiliser soit sous forme de couches intercalaires dans les stratifiés, soit sous forme de couch.es superficielles 30 pour ceux-ci. L'éventail des utilisations possibles de ces matériaux est pratiquement illimité et on bénéficie de nombreux avantages concernant le prix des matières premières, les friis de main-d'oeuvre, la productivité, l'aspect des produits ainsi que leur résistance mécanique et leur durabilité. 35 D'une façon tout-à-fait générale, et pour ne donner qu'une définition schématique du mode de réalisation préféré de l'invention, cette dernière fournit une feuille continue de matériau relativement sec, que l'on peut considérer comme étant une feuille continue de papier contenant dans sa masse, 40 o'est-à-dire dans les vides présents au sein de la structure 69 41731 2 2027572 fibreuse, une certaine quantité d'un silicate de sodium, par exemple du verre siliceux liquide bien connu répondant à la formule Na20:3,22 SiOgxE^* Inversement, on peui? considérer qu'une telle feuille de matériau comprend une couche relativement 5 mince d'un silicate du type indiqué contenant, dans toute son épaisseur, une matrice de blocage de matière fibreuse comme, par exemple, une matrice en pâte à papier du type bien connu o comme pâte de couverture kraft pesant 6,85 kg/100 m . On utilise ce matériau composite -dans des opérations de stratifica-10 tion afin d'obtenir ainsi les nouveaux produits indiqués. Le matériau tel quel peut également servir d'adhésif solide, en particulier pour la jonction d'autres matériaux, par exemple par stratification. Quand on étudie l'invention, il est important de 15 faire ressortir que le nouveau matériau en feuille est constitué de deux matières dont chacune est continue sur toute la longueur de la feuille et, ce qui est encore plus important, continue sur toute l'épaisseur de la feuille. Plus précisément et de façon particulièrement importante, on doit comprendre, déjà à 20 ce stade initial de la description, que le matériau en feuille renferme le silicate sous forme d'une phase continue allant d'une surface à l'autre, si bien." que lorsqu'on observe le matériau en coupe transversale, ce silicate se présente sous forme d'un seul corps unifié. Cela ne veut pas dire que tous 25 les vides entre les fibres soient obligatoirement remplis de silicate et que la totalité du matériau fibreux soit entièrement entourée par ce silicate, bien qu'il en soit ainsi si l'on considère l'aboutissement logique de la portée totale de l'invention ; cependant, le concept fondamental de l'invention implique la 30 continuité du silicate de surface à surface à raison d'au moins une proportion importante de vides, sur une base plus ou moins fortuite et comme il résulte du procédé de formage de la feuille. Des variations facultatives du procédé de formage aboutissent à des modifications des caractéristiques du matériau. On ne pense 35 pas qu'un matériau en feuille de ce genre ait jamais été imaginé ou réalisé sous forme d'un produit utile. Comme on l'a déjà dit, ce matériau fibreux de silicates permet la fabrication de nombreux produits nouveaux ; par ailleurs, étant donné qu'aussi bien le silicate que le substrat sont des matières extrêmement 40 peu coûteuses, les produits peuvent être vendus à un prix beaucoup 69 41731 5 2027572 plus "bas que celui de produits analogues construit avec les matières premières usuelles. Jusqu'à présent, on appliquait, des silicates à des papiers ou à d'autres matières premières sous forme d'un enduit 5 superficiel, ou d'un adhésif humide, éventuellement star les deux faces de la matière. On a également préconisé l'application de silicates à une pâte à papier de manière que le silicate s'infiltre partiellement au-dessous de la surface de la pâte. Ces matériaux de la technique antérieure diffèrent de ceux 10 qui font l'objet de l'invention en ce que le silicate n'était pas sous forme d'une phase continue, de surface à surface, pratiquement sèche et unifiée et en conséquence, les matériaux de la technique antérieure ne sont pas compris dans la partie ou le domaine de l'invention. Il n'est pas moins important 15 de faire remarquer que les matériaux connus ne peuvent pas accomplir les buts préconisés par l'invention, comme on le verra plus clairement dans la suite de la description. Dans une partie ultérieure de cette description, on décrira également les procédés qui permettent la fabrication de ces matériaux en 20 feuille. Ces procédés exigent certains stades de traitement et certaines conditions d'environnement dont la stricte ôbservation demeure impérative pour la mise en oeuvre de l'invention ; dans le cas contraire, on ne pense pas que les objectifs de l'invention soient réalisables dans la pratique. 25 On envisage que le matériau en feuille puisse être fabriqué en continu et puisse être ensuite recueilli sous forme d'un rouleau séché en vue de sa distribution et de son utilisation ultérieures ; en variante, on peut le stratifier immédiatement pour obtenir des produits terminés utiles. Puisqu'on a 30 mentionné la fabrication de produits stratifiés à partir des feuilles séchées renfermant le silicate, il semble nécessaire d'indiquer à ce stade de la description qu'au cours ''d'une telle stratification, on obtient un matériau composite relativement épais qui constitue, ou comprend, lui-même la double phase 35 similaire, en fait essentiellement identique,de silicate et de papier ou d'une autre matière fibreuse du même type. On a découvert que cette continuité peut être obtenue par l'action combinée du chauffage et de la pression, en tirant parti des propriétés thermoplastiques des silicates de métaux alcalins, 40 propriétés qui n'avaient été que très peu étudiées jusqu'à 69 41731 4 2027572 maintenant et qui n'ont jamais été pratiquement utilisées. Plus précisément, on a découvert que lorsqu'on soumet à l'action de la chaleur et de la pression plusieurs feuilles superposées du matériau silicaté précité, aussi "bien la température que la 5 pression étant judicieusement déterminées, on aboutit à un effet de plastification par suite de la chaleur ainsi qu'au coulage ou à la fusion du silicate à la surface de chacune des feuilles superposées, à la suite de quoi on obtient une jonction des feuilles en un produit composite entièrement solide, de 10 sorte que ces feuilles n'existent plus en tant que telles, du moins en ce qui concerne le silicate contenu par chacune de ces feuilles. Les silicates dans les diverses feuilles s'unissent et ne laissent plus apparaître aucune interface visible sur les surfaces des feuilles individtiâlles. 15 Au cours de la fabrication de matériaux composites de ce genre, on a découvert toute me série d'attributs intrinsèques très importants des silicates, ces attributs, n'ayant pas été utilisés jusqu'à maintenant.de façon avantageuse, ni isolément, ni en combinaison. Par exemple, alors que dans la 20 pratique on a souvent tiré parti des caractéristiques de résistance élevée à la compression et d'aptitude à la liaison des silicates, l'invention utilise le caractère thermoplastique naturel de ces silicates pour développer des caractéristiques de "soudage à aec" et de thermo-formage. De plus, la propriété 25 particulière de résistance électrique à réponse thermique desdits silicates, propriété qui n'a été qu'assez peu étudiée sur le plan théorique et certainement pas dans la pratique, peut servir pour développer la chaleur nécessaire pour le traitement à l'intérieur des produits et/ou à détecter et donc à régler la 30 chaleur et l'humidité au cours des divers stades de traitement* La Demanderesse utilise également le caractère ignifuge naturel de css produits pour permettre la mise en oeuvre de températures plus élevées et, par conséquent, pour accélérer le traitement •, d'autre part, la possibilité de réglage instantané et réversible 35 des intervalles de viscosité (ou de plasticité) et de solidification est utilisée dans les divers stades du procédé par réglage • des paramètres de chaleur et d'humidité ; et enfin le faible prix et l'abondance sur le marché des silicates sont les deux autres facteurs qui améliorent notablement les possibilités 40 offertes par l'invention. 69 41731 5 2027572 Pour mieux apprécier, sur le plan pratique, les divers attributs des produits, il serait peut-être bon de faire quelques comparaisons avec la technique antérieure. Les procédés au mouillé de collage ou de coulée de bandes, nappes ou panneaux 5 fibreux posent inévitablement un ou plusieurs problèmes sérieux, qui sont les oontraintes résiduelles des fibres, le retrait, le gauchissement et la perte de temps au cours des cycles de séchage. Si l'on remplace les bandes fibreuses par des résines thermoplastiques, les autres paramètres étant les mêmes, on se 10 heurte à d'autres problèmes sérieux qui sont 1'inflammabilité, le prix élevé, la nécessité d'utiliser des solvants coûteux et toxiques, l'absence de résistance mécanique ou de dureté suffisantes par suite de la saturation inadéquate ou de la faiblesse de la matière elle-même. Si l'on remplace les bandes 15 fibreuses par des résines thermodurcissables, les autres paramètres étant les mêmes, on se heurte à d'autres problèmes sérieux qui sont la nécessité d'trfcliser des solvants toxiques et coûteux, 1'inflammabilité, la difficulté d'empêcher un durcissement prématuré, les pertes de temps qui sont inévitables quand on 20 attend que la polymérisation se produise dans la presse, et le prix élevé. Alors qu'un simple chauffage par résistance du silicate lui-même peut fournir un dégagement instantané de chaleur à l'intérieur des produits, selon les besoins, tous les autres systèmes préconisés reposent obligatoirement sur l'ap-25 port essentiellement lent et/ou coûteux de chaleur à partir d'une source extérieure. En résumé, la feuille silicatéeet les produits qu'on obtient avec de telles feuilles sont plus ignifuges et peuvent être fabriqués plus rapidement et à un prix de revient plus bas que les matériaux connus pour ces mêmes usages. De 30 plus, le caractère thermoplastique spécial des silicates dans le matériau permet la fabrication de caisses, de tiroirs, de divers récipients et de nombreux autres produits par une technique de moulage sur mandrin ou une autre technique de formage» en évitant ainsi le fraisage coûteux et l'assemblage ultérieur des __ pièces fraisées, comme il est de règle pour la fabrication de produits de ce genre. Au cours des recherches qui ont abouti à la présente invention, on a pu se rendre compte que la seule idée ou le seul désir de fabriquer de tels produits (bien qu'on ne pense pas que cette idée ou ce désir ait été envisagé par la technique 40 antérieure) n'est pas suffisant pour aboutir automatiquement 69 41731 6 2027572 ou facilement à la réalisation d'un procédé permettant d'accomplir cet objectif. L'un des problèmes fondamentaux est celui du choix d'un papier dur, dense et résistant pour former le substrat et il est difficile d'assurer le coulage de surface à surface ou la péné-5 tration du silicate dans la masse d'un tel papier suffisamment dense. L'une des raisons de cette difficulté est que, lorsqu'on applique le silicate au papier, ce papier absorbe à partir du silicate une quantité d'eau suffisante pour augmenter la viscosité du silicate à l'interface, de sorte qu'on établit une barrière qui 10 s'oppose à toute nouvelle pénétration. Non seulement la pénétration de surface à surface est très difficile à réaliser, mais elle doit être, pratiquement, effectuée rapidement et avec le minimum de dilution de la solution de silicate afin d'introduire dans le papier une quantité suffisante de matières solides du silicate et aussi 15 afin de permettre un séchage rapide du matériau. De plus, le séchage d'un substrat entièrement imbibé de silicate pose des problèmes spéciaux par suite de la tendance à la formation d'une couche ou croûte superficielle de silicate solide, formation qui se produit lors de l'exposition à l'air de séchage et qui obture 20 l'intérieur du produit, en empêchant l'échappement de l'humidité. Il est essentiel d'éliminer l'excès d'eau et ceci d'une façon rapide et réglée. Brièvement, on doit éliminer l'humidité jusqu'à une teneur proche de l'équilibre avec les conditions ambiantes du local où le séchage a lieu, ou à tin niveau plus 25 bas pour empêcher le "blocage" ; s'il en était autrement, le matériau recueilli sous forme d'un rouleau ou sous forme de feuilles empilées subira un collage entre les surfaces adjacentes par suite des propriétés adhésives naturelles des silicates. Cette adhérence indésirable intervient aussi bien sous l'effet 30 de la pression développée par un papier bobiné serré, sous l'effet du poids du rouleau lui-même et/ou sous l'effet de l'absorption d'humidité. Plus la teneur en eau du matériau est élevée et plus la température d'emmagasinage est élevée, plus l'adhérence entre les couches adjacentes sera marquée. 35 En conséquence, selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, quand on prépare un matériau pour un emmagasinage provisoire, le silicate dans le papier doit contenir, après séchage, de 63 à 75 % de matières solides. Si d'autre part on procède à un séchage rapide dans des chambres dont 40 l'humidité n'est pas réglée, on observe du bôursouflage et de la 69 41731 ^ 2027572 fissuration interne du substrat en papier dans le sens de sa largeur et de sa longueur, par suite de la tension interne de vapeur et de la formation d'une croûte externe, à la suite de quoi le matériau de départ est de qualité très infé-5 rieure ou même inutilisable. Pour ce qui est du problème de la pénétration du silicate d'une surface à l'autre du substrat, pair exemple d'un substrat en papier, la présente invention stipulé qu'il est important de refouler l'air contenu dans les vides du papier 10 et aussi qu'il est hautement souhaitable que les fibres du papier soient initialement humectées, et que, aussitôt après (c'est-à-dire avant que l'air ne puisse revenir dans les vides), on doit exposer le substrat à la solution saturante de silicate. Selon la forme de mise en oeuvre préférée de l'invention, pour effec-15 tuer cette dernière opération, on amène le substrat dans une première zone dans laquelle la vapeur d'eau pénètre dans les vides et, en ce faisant, elle refoule l'air et humecte les fibres. On fait alors passer le substrat contenant la vapeur d'eau et humecté dans une zone intermédiaire qui contient la 20 solution de silicate, à une température relativement plus faible, le substrat étant immergé dans cette solution. La vapeur d'eau se condense et crée ainsi un vide poussé qui aspire efficacement le silicate dans le papier, l'eau de condensation devenant alors une partie intégrante de la solution de silicate ou même des 25 fibres. Comme on l'a déjà dit, il est très avantageux d'humidifier les fibres pour permettre la pénétration de la solution, probablement du fait que le papier humecté ne prive pas rapidement le silicate de l'eau qu'il contient, cette privation du silicate de l'eau qu'il contient aboutissant à la formation d'une 30 barrière, comme on l'a déjà dit. Par ailleurs, le papier est chauffé par la vapeur d'eau et ne tend pas par conséquent à augmenter la viscosité du silicate par un refroidissement brutal. On peut conclure que les problèmes du type indiqué ont constitué des facteurs décisifs qui ont retardé la fabrication de matériaux 35 et de produits du genre envisagé par l'invention. Pour des raisons que l'on ne comprend pas entièrement et avec certitude, le silicate qui est absorbé au cours de cette opération de "saturation" peut ne pas toujours fournir mi revêtement superficiel suffisamment continu à l'état séché. 40 En sonséquence, avant le séchage du produit (ou après séchage si 69 41731 8 2027572 on le préfère), on a intérêt à faire passer le produit à travers lin second bain de silicate. Après les opérations d'imprégnation, comportant de préférence le stade final d'enduction, on sèche le matériau 5 traité par une technique appropriée quelconque jusqu'à l'abaissement de la teneur en eau à la valeur désirée. On comprend que la réalisation optimale ou même une réalisation à échelle industrielle de la présente invention implique d'énormes quantités d'un tel matériau traité et il est donc souhaitable que la tech-10 nique de séchage soit très efficace. Le séchage direct à la flamme, à l'air chaud et/ou par chaleur rayonnante sont des techniques satisfaisantes, l'humidité étant maintenue à une valeur relativement élevée pour éliminer ainsi la tendance à un séchage trop rapide de la surface. On a déjà dit que si le sili-15 cate forme une croûte sur les surfaces, l'humidité reste emprisonnée à l'intérieur du produit et il devient plus difficile de sécher ce produit et de le rendre uniforme. On peut effectuer le séchage par des moyens électriques de façon rapide et uniforme-, le matériau constituant lui-même l'élément de résistance dans 20 le circuit. Avec ce procédé, on a intérêt à préchauffer le matériau car la résistance du système papier/silicate/eau baisse fortement avec l'élévation de la température. Si, par exemple, on utilise une solution de Na20:3,22 SiOg contenant 65 % de matières solides, la baisse de la résistance électrique est extrê-25 mement marquée et elle est de l'ordre de 1000:1 pour un intervalle de températures d'environ 20 à 100°C, et cette résistance continue à baisser avec l'élévation de la température. En conséquence, "on doit régler la tension et l'intensité du courant en fonction de la température et de l'humidité de la feuille, afin 30 d'éviter toute carbonisation. Après séchage, le matériau en feuille est près à être emmagasiné sous forme d'un rouleau ou sous.forne d'un empilage, ou bien on peut l'utiliser dans l'opération de stratification dont il a été question plus haut. 35 Pour ce qui est de l'utilisation des matériaux en feuilles pour la fabrication de produits composites, on comprend que le silicate doit être sec au toucher et ne doit pas être collant aux conditions ambiantes normales. Ainsi, pour aboutir au résultat final désiré, c'est-à-dire la production d'un 40 matériau ou objet relativement épais dans lequel le silicate sera 69 41731 9 2027572 présent sous forme d'une phase continue, on doit régler les conditions, pendant la stratification,de manière à provoquer le coulage du silicate. Dans le cadre du présent procédé, il est souhaitable sinon essentiel que la température.soit limitée à 5 une valeur inférieure au point d»ébullition de l'eau car les feuilles composites contiennent une quantité d'eau suffisante pour engendrer de la vapeur à l'intérieur du produit et détruire ainsi ce produit, ou tout au moins l'endommager sérieusement, après la suppression de la pression externe. On effectue la 10 stratification dans des conditions de pression et de température suffisamment élevées pour provoquer le coulage du silicate dans et entre les diverses couches du matériau composite et pour effectuer ainsi l'agglomération voulue des couches séparées. Ce mode opératoire reste possible selon l'invention car tout silicate 15 utilisable fournira une plasticité suffisante à une température inférieure à 94°C à moins que le matériau ne soit surséché. En d'autres termes, les silicates ne sont pas vraiment rigides à cet intervalle de températures et, sous l'effet de la pression, ils peuvent être déformés ou peuvent couler, bien que, dans le 20 contexte ""de l'invention, on n'envisage pas de coulage adéquat dans des conditions normales de température et de pression. Il ressort de ce qui précède que l'opération de stratification implique des conditions qui sont destinées à et calculées pour provoquer une plasticité vraie dans le silicate 25 par l'action combinée de la chaleur et de la pression. Cette opération ne comporte pas de séchage en tant qu'objectif particulier et essentiel. On comprend que l'on peut effectuer le séchage ou la réduction de la teneur en eau à tout degré désiré ou approprié au cours de l'opération de séchage précédente. 30 On comprend également qu'à mesure que baisse la teneur en eau, les propriétés d'écoulement plastique changent en fonction de cette réduction. Selon les concepts de l'invention, on envisage que la teneur en eau du matériau puisse être aussi faible qu'il est compatible avec les facteurs de plasticité pratiques qui 35 caractérisent le système de silicates choisi pour mise en oeuvre du procédé de l'invention et pour la formation des produits recherchés. Un autre facteur qui intervient dans l'opération d'agglomération ou de stratification est la pression, et cette dernière doit être étudiée de manière à assurer et à maintenir la 40 compression désirée du corps composite de fibres et de silicate. 69 41731 10 2027572 Le matériau en feuille, brut de formation, présente des surfaces irrégulières qui sont dues, à la présence de fibres dans ce matériau, et il semble qu'un système d'une ou plusieurs forces mécaniques se développe dans le matériau pour s'opposer à la compres-5 sion, ces forces tendant, même une fois la compression supprimée, à créer un effet de mémoire élastique dont le résultat est une perte du degré d'agglomération par suite du retour à un état de repos» On admet que ces phénomènes doivent être pris en ligne de compte car ils peuvent être à l'origine d'une interruption de la continui-10 té établie par la pression. Il est donc souhaitable de mettre en jeu une pression suffisante pour que la température puisse être plus faible, car cette température plus faible offre l'avantage d'une meilleure résistance cohérente dans le silicate, une fois la pression supprimée. Une fois qu'on supprime la pression et mal-15 gré les forces antagonistes créées par les fibres, l'agglomération persiste à un degré notablement plus élevé, probablement du fait de la résistance offerte par le silicate qui entre en jeu : aussitôt après la suppression de la pression. On comprend par ce qui précède que l'agglomération est un facteur assez important 20 pour ce qui est des propriétés des produits et surtout en ce qui concerne la résistance mécanique et la densité. Une bonne unification aux "interfaces ne peut avoir lieu à moins que les fibres ne soient intimement agglomérées et, en l'absence d'une telle unification, des surfaces de clivage persistent aux interfaces et 25 le produit lui-même sera peu résistant. La Demanderesse a trouvé qu'une pression d'envi-ron 7 à 70 kg/cm convient parfaitement, la pression exacte choisie étant en rapport avec plusieurs facteurs qui sont la densité du produit, la température de compression et la teneur en humidité 30 du silicate, les deux derniers facteurs influant également sur la plasticité. Dans la pratique, on maintient la teneur en humidité à une valeur qui est de préférence assez proche d'une valeur constante. En conséquence, on établit facilement la température et la pression optimales pour chaque silicate donné. 35 Pour la mise en oeuvre de l'invention, on peut utiliser des silicates de métaux alcalins solubles (considérés comme une catégorie de produits), leurs mélanges, leurs systèmes ternaires: c'est-à-dire des substances telles que des silicates doubles de sodium et de lithium. Il est approprié d'utiliser des 40 matières dont les formules entrent dans l'intèrvalle de 2 à 69 41731 n 2027572 5 SiOg/Na^, les produits de cette nature étant d'une façon générale abondamment disponibles. A mesure qu'apparaîtront dans le commerce des matières contenant une plus forte proportion du consituant siliceux, on pourra également les utiliser. On sait 5 que la viscosité de telles matières augmente avec l'élévation de la teneur en ingrédient siliceux et on peut régler la teneur en matières solides de la solution en fonction des conditions choisies pour l'imprégnation, le séchage et la stratification ou agglomération, en se conformant aux enseignements de l'invention. 10 La quantité de tels silicates qu'on doit incorporer dans le matériau est en rapport direct avec le degré de saturation et de concentration de la solution saturante de silicate. Selon l'invention, on détermine la concentration en tenant compte de la densité finale, de la résistance mécanique et de la dureté dési-15 rées des produits obtenus, ces paramètres pouvant être compris par exemple entre un minimum qui correspond aux bois résineux et un maximum qui est à peu près le double de la dureté du bois d'érable de qualité dure. Ainsi, quand on met en oeuvre l'invention on peut obtenir un produit de faible densité et possédant 20 néanmoins une résistance mécanique suffisamment élevée, ceci en utilisant des solutions plus diluées et en imprégnant, c'est-à-dire en saturant , la pâte de papier au degré voulu. Si l'on désire des matériaux appelés à un service dur c'est-à-dire des matériaux qui ^exigent une résistance mécanique plus élevée, on 25 peut utiliser une solution plus concentrée de silicate et.effectuer une saturation plus importante. On comprend que de nombreuses combinaisons de propriétés du même type mais d'un caractère plus particulier peuvent être établies, pour aboutir à un objectif désiré, par une variation de la concentration du 30 silicate et du degré de saturation. Dans le cadre d'une opération donnée d'imprégnation, le degré de saturation dépend de plusieurs facteurs parmi lesquels la densité du papier, son épaisseur, sa porosité, la nature exacte du silicate et sa viscosité à la température 35 choisie (qui est évidemment fonction de la dilution), la durée de séjour du papier dans la solution et la pression, lorsque l'opération doit se faire sous pression. Ainsi le changement de l'un quelconque de ces paramètres aura au moins un certain effet sur le produit final. 40 on obtient des produits particulièrement utiles 69 41731 12 2027572 lorsqu'ils contiennent environ 0,25 à 1 kg de silicate par kilogramme de pâte à papier, cette détermination étant exécutée avec un silicate sous forme d'une solution qui contient environ 68 % en poids de matières solides dans l'état même où cette solution 5 est présente dans la pâte à papier. Ce rapport pondéral entre le silicate et le papier est facile à déterminer par de simples mesures des poids après séchage, et on peut facilement détecter le degré de séchage par l'examen des valeurs de conductivité électrique comparées aux valeurs- équivalentes d'échantillons qui 10 ont été préparés dans des conditions judicieusement réglées afin de constituer, des produits de référence ou des étalons. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 15 La figure 1 est une vue quelque peu schématique des opérations de traitement à la vapeur,. d«imprégnation par le silicate et de séchage. La figure 2 montre un stade et l'appareil correspondant pour un procédé de stratification-d'agglomération-de mise 20 en forme de produits selon l'invention. La figure 3 est une vue qui montre un appareil à presse et à mandrin utilisé pendant l'opération de stratification -d'agglomération-de mise en forme. La figure 4 représente une particularité de 25 l'appareil à mandrin. Sur la figure 1, on a représenté un appareil de traitement à la vapeur, d'application de silicate et de séchage. La référence 10 indique un rouleau de papier-carton leraft de O recouvrement pesant 68,4 kg/100 m , ce rouleau étant monté en 30 rotation pour sa distribution à l'appareil de traitement. Le papier passe sur un rouleau de guidage 12» puis à travers une fente étroite 14 ménagée dans un capotage cylindrique 16. La référence 18 désigne un tambour perforé de distribution de vapeur d'eau, autour duquel passe le papier avant d'être entraîné 35 immédiaitement dans la zone de saturation par le silicate. De la vapeur d'eau sous faible pression est envoyée dans l'intérieur du tambour 18. La pression de cette vapeur l'oblige à traverser le papier et, en ce faisant, elle remplace ou déplace l'air contenu dans les vides ou les interstices du papier. L'arrivée de la 40 vapeur dans le tambour se fait à travers un conduit 18' alors que 69 41731 13 2027572 l'effluent d'air et d'excès de vapeur sont évacués à travers un tuyau de ventilation 18". La longueur du trajet du papier pendant cette opération de vaporisage est d'environ 60 cm dans une machine étudiée pour un mouvement de papier à une vitesse 5 d'environ 12 m/minute. Comme on peut le voir, la zone de vapeur se raccorde directement à une seconde zone 20 qui contient la solution de silicate. Les deux zones sont en communication directe et par conséquent le papier n'est pas exposé à l'air. 10 La zone ou chambre 20 contient une solution de silicate bien connue de formule Na20:3,22 SiOg, cette solution contenant 38,3 % en poids de matières solides du silicate, pesant 1400 g par litre et ayant une viscosité de 206 centipoises à 20°C. Le silicate est chaud mais on ne permet pas à sa tempé-15 rature de dépasser environ 82°C de sorte que la condensation de vapeur peut avoir lieu dans les vides du papier lors de son admission dans la solution. Un tambour 22 est monté en rotation et présente une surface ondulée de sorte que, à chaque moment donné, la 20 solution de silicate est distribuée sur les deux faces du papier. Le papier est admis dans le silicate après avoir contourné le tambour 22 à la vitesse indiquée d'environ 12 m/minute, la longueur du trajet pendant le traitement au silicate étant d'environ 60 cm et, pendant ce temps, le papier est imbibé d'une 25 surface à l'autre, c'est-à-dire sur toute son épaisseur. La référence 24 désigne une seconde zone d'application de silicate qui contient un silicate de préférence plus visqueux et dans laquelle le papier passe entre des rouleaux d'étalement 26, c'est-à-dire que les deux faces du papier re-30 çoivent les couches superficielles de silicate comme on l'a expliqué précédemment. La référence 28 désigne dans son ensemble un four de séchage contenant des dispositifs de chauffage électriques ou au gaz 30 que l'on règle de façon à établir une température 35 régulière d'environ 260°C, et des évents d'effluent sont réglés de manière à contrôler l'humidité, ces évents étant indiqués par les flèches 30 *. On ' a intérêt à maintenir un niveau élevé d'humidité dans le four de séchage pour contribuer ainsi à empêcher qu'une croûte puisse se former sur la surface du pa-40 pier. Pour satisfaire à cette exigence, on peut facilement régler 69 41731 14 2027572 les évents 30' au sommet du four de manière que la vapeur d'eau produite par l'eau contenue dans le papier reste maintenue en quantité désirée dans cette zone de séchage. Pendant cette opération, on peut modifier aussi bien la température que la 5 durée de séjour dans le four de séchage (en changeant la longueur du trajet suivi par le papier et/ou s'a vitesse de progression à travers le four). Le papier est entraîné à travers la zone de séchage dont la longueur est environ 24 mètres, en passant en alternance sur des rouleaux 32 et 34. Lors du passage à 10 travers la zone de séchage, la teneur en eau tombe au moins aux conditions ambiantes du local, Ces conditions étant 50 % d'humidité relative et une température de 21°C. On effectue des mesures de conductivité électrique pour détecter la teneur en humidité du papier, par des moyens non représentés, les valeurs obtenues 15 étant comparées aux étalons de conductivité dans les conditions normalisées désirées. Le papier est alors séché et peut être emmagasiné sous forme d'un rouleau qui est indiqué en 36. La teneur en eau du silicate séché sur le rouleau 36 a été réduite à une valeur 20 d'environ 30 à 35 %• On a constaté que le produit est relativement rigide, légèrement cassant et peut supporter la pression normale produite par la masse du rouleau lui-même sans que les faces des couches individuelles se collent les unes aux autres. Cependant, un traitement ultérieur à la vapeur destiné à 25 chauffer le matériau peut facilement le plastifier à mesure qu'on le déroule. Dans ces conditions, la matériau en feuille constitue un adhésif sec commode que l'on peut utiliser dans des opérations de stratification et de jonction de surface sans avoir à utiliser d'eau et sans avoir à étaler l'adhésif au préalable. 30 sur les figures 2 et 3 on a représenté schématique- ment une presse à mandrin dans laquelle on prépare des produits composites. On peut voir que l'appareil comprend un mandrin central rectangulaire 38 et quatre organes de pressage 40, qui sont disposés autout de la périphérie du mandrin et dont chacun peut 35 appliquer de la pression au mandrin lui-même et au papier 42 enroulé autour de ce mandrin, les pressions exercées par les quatre organes étant égales. En utilisation, on enroule de façon serrée autour du mandrin le matériau traité au silicate et chauffé à environ 60°C, le mandrin étant monté en rotation et tirant la 40 feuille ou bien du rouleau 36 ou bien directement de l'enceinte 69 41731 15 2027572 de séchage, 1 'enroulement sur le mandrin se faisant de manière que l'épaisseur de paroi ait la valeur désirée, par exemple environ 1,27 cm (voir figure 4)> On amène ensuite le mandrin en 5 position entre les presses. Chaque presse applique une pression d'environ 21 le g/cm et, en même temps, on chauffe le matériau à un degré suffisant pour porter sa température à environ 82°C, après quoi aucune durée de séjour supplémentaire n'est requise et on peut supprimer la pression. Bien que les plateaux de pres-10 se 40 puissent être chauffés intérieurement, il est plus facile d'établir la chaleur dans les couches du matériau en feuille en faisant passer à travers tout l'ensemble un courant alterna- o tif d'environ 23 watts/cm , en considérant que le mandrin 38 constitue un pôle du circuit et que les organes de presse 40 15 constituent l'autre pôle du circuit. On peut estimer de façon très précise que la charge totale de chauffage électrique du produit correspond à une chaleur spécifique de 0,42 et on n'envisage pas de charge d'évaporation. Bien que le procédé ne soit pas ainsi limité, 20 le produit formé est en général rectangulaire et sa forme est celle des parois latérales d'un tiroir de meuble. Eventuellement, on peut simultanément fixer le fond du tiroir entre les quatre parois. Pour cela, il suffit de maintenir un panneau plat sur le côté supérieur du mandrin, ce panneau ayant une dinaen-25 sion très légèrement plus grande que celle du mandrin, et de permettre au rouleau de papier sur le mandrin de s'étendre au-dessous du mandrin et de recouvrir les bors du panneau. Le panneau étant en position sur le mandrin, on le recouvre d'une tôle d'acier plate ayant la même dimension et la même forme que le 30 mandrin afin d'établir une surface portante pour la presse qui formera les parois latérales, le panneau présentant des surfaces portantes le long de sa périphérie. Quand on applique de la chaleur et de la pression, le fond du tiroir se "soude" solidement en position et on obtient ainsi un tiroir complet 35 ou un autre objet en forme de boîte. Sue la figure 4, la référence 43 désigne les angles du mandrin 38 qui est d'une construction pleine simple, c'est-à-dire non aplatissable. On voit que les angles sont arrondis. On a constaté qu'un grand avantage découle de ce 40 mode de construction du mandrin car le produit composite est facile à détacher du mandrin. En effet, l'opération consistant 69 41731 16 2027572 à le détacher d'un mandrin plein dont les angles seraient carrés est extrêmement difficile, voire impossible, sans endommager le produit pendant le pressage par suite du tassement aux angles. D'autre part, si l'on étudie bien la question et si l'on examine 5 soigneusement le dessin, on se rend compte que lorsqu'un papier est enroulé autour d'un mandrin rectangulaire, ce papier présente une légère courbure vers l'extérieur (qui a été exagérée sur le dessin) par rapport aux surfaces latérales du mandrin. Il en est toujours ainsi même si'les couches de papier sont 10 proportionnellement un peu plus longues que les surfaces adjacentes du mandrin. En outre, on se rend compte qu'un papier qui est sur le point de contourner -un angle sera serré très fortement contre cet angle. Si les angles du mandrin sont correctement arrondis, le papier adjacent s'écarte sous l'effet de la 15 pression appliquée par la presse et, par conséquent, il forme automatiquement sur le produit un angle extérieur carré. Ceci est indiqué par la référence 44 sur la figure 4. On peut tout massi facilement obtenir des angles extérieurs arrondis sur les produits si l'on augmente la dimension des rayons aux angles 20 du mandrin. Dans la presse, l'arc du papier enroulé le long des parois latérales du mandrin est aplati et le papier doit alors s'étendre à l'écart des angles du mandrin et au-delà de ces derniers, en supprimant ainsi le frottement extrêmement sévère sur les angles. Quand le produit est prêt à être enle-25 vé du mandrin, il glisse facilement de celui-ci. Cette possibilité n'existe pas quand les mandrins ont des angles carrés avec lesquels, non seulement de démandrinage est difficile mais aussi la-quantité de matériau sur les angles du produit final est insuffisante. On pense que c'est le manque de compréhension des 30 facteurs qui viennent d'être expliqués qui est à l'origine de l'abandon par les chercheurs de toutes les tentatives d'utiliser des mandrins simples pour former des produits carrés ou rectangulaires. Le procédé de traitement par un silicate d'un 35 substrat selon l'invention est applicable à des matériaux très variés, aussi bien minces qu'épais. Ainsi, par exemple un carton épais (ayant une épaisseur de 6,4 mm ou même plus) peut être saturé de façon analogue à travers toute son épaisseur, à l'aide d'un appareil dont le fonctionnement est analogue mais dont la 40 disposition est différente. On comprend cependant que la durée 69 41731 17 2027572 de chaque stade d'un tel traitement sera plus longue, surtout si la pression de vapeur est constante ou que la viscosité du silicate n'a pas été réduite. Un tel carton saturé peut être, par .exemple, séché dans un tunnel et ensuite aggloméré à la 5 densité voulue par une technique quelconque. Le substrat peut être formé de fibres naturelles, par exemple en fibres cellulosiques (papier), en fibres synthétiques, en fibres de verre, en fibres métalliques ou en divers mélanges de telles fibres. Cependant, et comme on l'a déjà dit, 10 on préfère que le substrat possède une bonne résistance dans toutes les directions afin de permettre la réalisation d'un produit suffisamment renforcé et pour assurer une bonne aptitude au traitement à l'état humide. 69 41731 18 2027572 REVENDICATIONS 1Produit composite sec qui a été traité avec un silicate et qui est formé d'une série de couches d'un matériau fibreux silicaté, caractérisé en ce que ledit matériau 5 contient du silicate réparti de façon fortuite dans sa masse, sur la totalité de son épaisseur, dans les vides ménagés dans le matériau et de façon à réaliser une phase continue allant d'une surface à l'autre, le silicate dans les diverses couches du produit étant unifié suivant -les faces juxtaposées du matériau 10 et assurant la continuité du silicate d'une surface à l'autre du produit, le silicate contenu dans le matériau étant constitué de silicates de métaux alcalins solubles dans lesquels le rapport pondéral de 1' oxyde de silicium à l'oxyde de métal alcalin est d'au moins 2:1 environ, le matériau fibreux, sans sa solution 15 de silicate, consistant en une couche fibreuse ;unifiée qui possède une bonne résistance dans toutes les directions. 2.- Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le silicate et l'eau qu'il contient représentent, dans le matériau, au moins 0,25 kg par kg de couche fibreuse. 20 3.- Produit selon la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce que ledit silicate est un silicate de sodium. 4.- Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche fibreuse est une pâte à papier dense dont les caractéristiques sont proches de 25 celles d'un papier-carton kraft de recouvrement. 5.-Matériau fibreux silicaté, caractérisé en ce qu'il est tel que spécifié dans la revendication 1. 6.- Matériau fibreux selon la revendication 5, caractérisé en ce que le silicate et l'eau qu'il contient repré- 30 sentent au moins 0,25 kg par kg de couche fibreuse. 7.- Matériau fibreux selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le silicate est un silicate de sodium. 8.- Matériau selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la couche fibreuse est «ne 35 pâte à papier dense dont les caractéristiques sont proches de celles d'un papier-carton kraft de recouvrement. 9.- Procédé de fabrication d'un produit tel que spécifié dans la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à placer le silicate en contact de surface avec ladite couche 40 fibreuse;à appliquer sur le silicate une force suffisante pour 69 41731 19 2027572 obliger ce silicate à pénétrer dans la feuille et à demeurer dans cette dernière sous forme d'unô phase continue de surface à surface ; à réduire la teneur en eau de la couche fibreuse silicatée d'une valeur au moins suffisante pour permettre la manipulation 5 ou l'emmagasinage du matériau ainsi obtenu dans les conditions ambiantes sans provoquer l'activation des propriérés naturelles adhésives ou plastiques du silicate, ou d'une valeur au moins suffisante pour permettre l'utilisation du produit dans une opération de compression de plusieurs couches en vue de la réalisa-10 tion d'un produit composite sec, dimensionnellement stable, par l'action combinée de la chaleur et de la pression. 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on débarrasse la feuille de l'air qu'elle contient en déplaçant cet air par de la vapeur d'eau, puis on met en 15 contact, la feuille avec la solution de silicate relativement froide, de sorte que la vapeur d'eau se condense et établit une pression relativement basse dans les interstices de la feuille. 11.- Procédé de fabrication d'un produit fibreux 20 silicaté à partir d'un substrat fibreux, et d'une solution renfermant des silicates de métaux alcalins, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre le substrat en contact avec de la vapeur d'eau de manière à déplacer l'air dans le substrat et à humidifier les fibres dans celui-ci ; à mettre en contact ce substrat, pendant 25 qu'il est toujours exempt d'air, avec ladite solution de silicate, cette solution étant à une température suffisamment basse pour condenser la vapeur et établir ainsi des conditions de basse pression dans le substrat ; à poursuivre cette mise en contact avec la solution de silicate pendant le temps nécessaire pour imprégner 30 le substrat avec la solution à raison d'au moins 0,25 kg pair kg de substrat, rapport qu'on calcule après séchage ; et à sécher le substrat fibreux silicaté jusqu'à abaissement de sa teneur en eau à une valeur telle que le silicate ne soit pas édhésif et ne soit pas plastique dans les conditions envisagées de manipulation 35 et d'emmagasinage. 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le substrat est une pâte à papier dense dont les caractéristiques sont proches de celles d'un papier-carton kraft de recouvrement. 40 13.- Procédé de fabrication de produits fibreux 69 41731 20 2027572 silicatés, composites et secs, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre plusieurs couches d'une feuille fibreuse silicatée et séchée, dans laquelle le silicate est présent entre les fibres sous forme d'une phase continue allant d'une surface à 5 l'autre, à des conditions de plastification de manière que les silicates dans les couches adjacentes subissent un coulage plastique et se confondent en une phase continue, de manière à réaliser ainsi la continuité à peu près totale du silicate dans toute l'épaisseur des produits, iedit silicate étant constitué 10 essentiellement de silicates de métaux alcalins solubles. 14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la plasticité du silicate est produite par la chaleur et la pression. 15.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé 15 en ce que la chaleur est fournie à l'intérieur des produits en cours de formage par chauffage par résistance électrique, les-dites couches constiuant l'élément de résistance du circuit de chauffage. 16.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé 20 en ce qu'une couche superficielle externe de la solution contenant les silicates de métaux alcalins est présente sur au moins une face du substrat silicaté en plus du silicate imprégné entre les fibres. 17.- Procédé selon la revendication 14, caractérisé 25 en ce qu'on forme lesdits produits par une opération de formage au cours de laquelle on enroule une feuille sur un mandrin et on utilise la pression pour obliger cette feuille à épouser la forme'du mandrin. 18.- Procédé selon l'une quelconque des revendi- 30 cations 14 à 17, caractérisé en ce que les fibres dans la feuille de matériau sont des fibres cellulosiques. 19.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que la feuille est un papier dense dont les caractéristiques sont proches de celles d'un 35 papier-carton kraft de recouvrement. 20.- Procédé de fabrication de produits fibreux silicatés, composites et façonnés, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer une feuille d'un matériau fibreux dense et résistant dans une première zone où l'air emprisonné entre les fibres 40 est déplacé notablement grâce à l'application de vapeur d'eau ; 69 41731 21 2027572 à amener ce matériau dans une zone de traitement par des silicates qui contient une solution comprenant un silicate de métal alcalin soluble qu'on maintient à une température suffisamment basse pour permettre la condensation de la vapeur dans le matériau ; 5 à maintenir le matériau dans la zone précitée pendant une durée suffisante pour charger intérieurement le matériau jusqu'à une teneur en silicate d'au moins 0,25 kg par kg du matériau en feuille après séchage ; à sécher ce matériau suffisamment pour qu'il ne présente pas de propriétés adhésives ou plastiques actives 10 dans les conditions ambiantes ; à faire passer le matériau séché dans une zone d'agglomération dans laquelle on le soumet, sous forme d'une série de couches, à des conditions de plastification de manière que les silicates sur les surfaces des couches adjacentes subissent un coulage plastique et se confondent 15 si bien que le silicate dans les produits se présente comme une phase continue d'une surface à l'autre à travers une partie importante des vides qui sont ménagés entre les fibres du produit composite. 21.- Procédé selon la revendication 20, caractérisé 20 en ce qu'on munit la feuille silicatée d'une couche externe de silicate de métal alcalin sur au moins l'une de ses surfaces avant d'effectuer le coulage plastique. 22.- Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'on effectue le collage plastique par l'action 25 combinée de chaleur et de pression. 23.- Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la feuille est un papier dense dont les caractéristiques sont proches de celles d'un papier-carton kraft de recouvrement. 24.- Mandrin de façonnage dans lequel la surface 30 extérieure de façonnage est située dans des plans qui se coupent mutuellement, caractérisé en ce qu'on prévoit des zones arrondies le long des lignes d'intersections des surfaces. 25.- Mandrin selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs faces de façonnage dont les lignes 35 de rencontre sont arrondies. 26.- Produit composite sec qui a été traité avec un silicate et qui est formé en un matériau fibreux dans lequel le silicate est réparti de façon fortuite, sur toute l'épaisseur du matériau et dans les vides de celui-ci, de manière à consti-40 tuer une phase continue de surface à surface, caractérisé en ce 69 41731 22 2027572 que le silicate est -unifié entre les phases opposées du matériau pour assurer ainsi la continuité d'une surface à l'autre, le silicate contenu dans le matériau étant constitué de silicates de métaux alcalins solubles dans lesquels le rapport pondéral de l'oxy-5 de de silicium à l'oxyde de métal alcalin est d'au moins 2:1 environ, la matière fibreuse, sans ladite solution de silicate, étant constituée d'une couche fibreuse unifiée qui possède une bonne résistance dans toutes les directions.