Brevet FR2054552A1 — publié le 19710423

ISS 19 1 2054552 La présente invention concerne et a essentiellement pour objet une plaque de bois utilisée en architecture, qui ne brûle pas,et ne produise pas de fumée lorsqu'elle est soumise à' l'action des flammes au moment où un feu se déclare. 5 Jusqu'alors on a considéré qu'il était impossible de rendre des planches de contre-plaqué et de fibres, non inflammables, et sans fumée, car elles sont en bois, qui est "une substance organique. Le mieux qu'on puisse faire à présent, est de traiter les matériaux de bois utilisés en architecture de façon à les 10 rendre incombustibles, autant que possible, lorsqu'ils sont soumis à l'action des flammes. On dispose de plusieurs méthodes pour atteindre ce but, c1 est-à-dire" de rendre les matériaux incombustibles. ' '' Dans une méthode connue dans l'art, les contre-plaqués ou 15 d'autres matériaux sont imprégnés de phosphate d'ammonium, de sulfate d'ammonium ou d'acide borique de façon à diminuer leur inflammabilité, en utilisant l'action de déshydratation de ces agents, pour favoriser la carbonisation des matériaux lorsqu'ils sont soumis à l'action des flammes, au moment où un feu se 20 déclare. Dans line autre méthode, les contre-plaqués ou d'autres matériaux sont immergés dans une solution d'halogénure, de manière à accroitre la concentration des halogénures gazeux, mais de manière à réduire la concentration des gaz inflammables lorsque ces matériaux brûlent. Ces méthodes peuvent présenter 25 un certain effet, en rendant les matériaux incombustibles, lorsque la température se trouve en deçà de 500° C. Toutefois, lorsque la température des matériaux dépasse 700°' C, comme c'est le cas pour les flammes d'un feu, les substances traitées par ces méthodes produisent beaucoup de fumée et brûlent d'une 30 manière explosive. Ainsi, les méthodes classiques n'ont pour ainsi dire aucun effet pour éviter la propagation des flammes, lorsqu'un feu se déclare, ni pour réduire le volume de fumée se dégageant des matériaux en feu. La demanderesse a trouvé qu'une couche de nilicate de.sodium 35 ou de silicate de potassium d'une certaine épaisseur présente un phénomène de production cfure mcusse lors de la vaporisation de l'eau qu'elle contient, simultanément à la fusion de la portion 70 15519 2 2054552 de surface de la couche lorsqu'elle est soumise à l'action des flammes. La mousse produite'est recouverte d'un film de substance vitreuse si bien que la couche de silicate de sodium ou de silicate de-potassium se dilate jusqu'à une épaisseur de plusieurs fois,une 5 centaine der fois ou plusieurs centaines de fois l'épaisseur originale. "Ghenuliitade d'espaces ' créés dans la mousse qui est incombustible ainsi que la couleur blanche du film d'une substance vitreuse présente un effet d'isolation thermique et d'arrêt de prolongation flammes dans la substance sous-jâcente à la couche de silicate 10 de sodium ou de silicate de potassium. Il a été également"trouvé que la couche de silicate de sodium ou de silicate de potassium présentait un inconvénient. Cette couche est soluble dans l'eau si bien qu'elle est facilement dissoute par absorption de l'eau contenue dans l'air. 15 Cette couche réagit également avec le bioxyde de carbone de l'air ce qui se traduit par une réduction de son pouvoir à produire de la mousse, en raison de la déshydratation, ou bien elle est convertie en un carbonate. Dans ce dernier cas, la surface de la couche vire au blanc et son apparence extérieure est gâchée. 20 La recherche a porté sur un effort particulier pour trouver une composition utile pour rendre les contre-plaqués ou d'autres matériaux de construction incombustibles,en utilisant un silicate. Finalement on a réussi à développer une composition qui ne présente pas 1'invonvénient du silicate de sodium ou du silicate 25 de potassium c'est-à-dire d'être soluble dans l'eau mais qui par contre retient l'avantagé de pouvoir former une mousse. Par conséquent, un premier objet de la présente invention est de produire une plaque de bois ininflammable ou"résistant aux flammes et ne formant aucune fumée, utilisé en architecture, et 30 qui comprend une plaque de base, une couche en un silicate soluble dans l'eau tel que du silicate de sodium ou du silicate de potassium, et une couche compacte et rigide en une composition étanche à l'eau formée sur ladite couche , ladite composition étanche à l'eau contenant le silicate étant produite en ajoutant 35 au silicate de sodium, le silicate de potassium, ou un autre silicate soluble dans l'eau, 1 à 50 fo d'une substance telle que du silicate dicalcique qui se combine avec un silicate soluble 70 15519 3 2054552 dans l'eau pour donner un sédiment insoluble dans l'eau ou un mélange qui prenne de lui-même. Dans ces conditions, on évite que le silicate de sodium ou le silicate de potassium ne vienne directement en contact avec l'eau et l'air, si bien que le 5 pouvoir de formation de mousse pour la couclie de silicate peut être préservé au delà d'une durée de temps prolongé, et.on peut éviter que la surface de cette couche ne vire à la couleur blanche. Un autre objet de aa présente invention est de produire une 10 plaque de bois résistant aux flammes et ne formant aucune fumée, pour être utilisés en construction, et qui comprend une couche additionnelle formant surface décorative, formée sur la couche compacte et rigide d'une composition étanche à l'eau contenant un silicate, en fixant une feuille imprimée à l'aide d'un adhésif 15 minéral, en fixant par adhésivité une feuille mince de bois à grains fins, ou en enduisant directement la couche compacte et rigide d'une composition étanche à l'eau contenant un silicate. l'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la 20 description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : • - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de 25 réalisation d'une plaque selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation dr-une plaque de la présente invention ; et - la figure 3 est une représentation sous forme de diagramme des caractéristiques de température de la face inférieure en 30 .fonction du temps de chauffage de la.plaque selon la présente invention en comparaison avec les caractéristiques correspondant à une plaque de type classique. L-i. plaque de bois résistant aux flammes et ne formant aucune fumée, prévue pour être utilisée en construction, conforme à la 35 présente invention, comprend une couche 2 étanche à l'eau compacte et rigide, constituée -sur une plaque de base ! de contre-plaqué de bois, une plaque de fibre de bois, une planche fibreuse, BAD ORIGINAL 70 15519 4 2054552 ou analogue"par application d'une composition étanche à l'eau contenant un silicate, et produite par addition à du silicate de sodium, du silicate de potassium, ou un autre silicate soluble dans l'eau, de 1 à 50 $ d'une substance telle que le silicate pour donner un sédiment insoluble dans l'eau, ou un mélange qui prenne de lui-même. La substance qui se combine au silicate de sodium,au silicate de potassium, ou à un autre silicate, pour donner un sédiment insoluble dans l'eau, ou un mélange qui 10 prenne de lui-même, de manière à amener ce dernier à subir une réaction de déshydratation, peut être choisie à partir de sels ou d'oxydes d'aluminium, de magnésium, de plomb, de titane, de chrome, de fer, de zinc ou de calcium ; un gel de silice ; des siliciures de fer, de cuivre et de calcium ; et des aldéhydes 15 tels que -le glyoxal. On peut augmenter la résistance de la couche 2 étanche à l'eau» en ajoutant., à la composition étanche à l'eau contenant le silicate3 us:; charge minérale telle que de la perlite, de courtes fibres d'amiante, de la bentonite5 ou analogue, la couche étanche à l'eau contenant du silicate ne 20 subit aucune variation même lorsqu4file est immergée dans l'eau pendant 24 heures, et reste aussi compacte et rigide qu'elle ne l'était avant son immersion dans 1 •'ï-&>i. La couche étanche à l'eau contenant du silicate présente une très faible perméabilité au gaz, si bien que le bioxyae de carbone, l'oxygène libre et 25 l'eau contenus dans l'air ne peuvent traverser cette couche. Surcette couche 2 étanche à l'eau contenant du silicate, on trouve une couche intermédiaire 3 en un silicate soluble dans l'eau tel que du silicate de sodium-, du silicate de potassium ou analoguey qui constitue la partie essentielle de la structure résistarrte aux 30 flammes de la plaque de la présetite invention» La. couche intermédiaire 3 reste normalement sèche,, et retient une proportion d'eau d'au moins environ 20 fc «sn poif. s » Lorsqu'elle- est soumise à des Températures élevées, e!est-à-- 5 dicalcique, se combine avec un silicate soluble dans l'eau BAD ORIGINAL 70 15519 5 2054552 multitude de particules discrètes de mousse, qui sont incombustibles, et isolantes du point de vue thermique.Cette couche intermédiaire formant de la mousse,présente une très faible conductivité thermique et sa surface, lorsqu'elle est soumise à 5 l'action des flammes au-dessus de 560° C,entre en fusion, et se convertit en un film dur si bien que les particules de mousse ne sont pas disséminées par insufflation, de chaleur causée par les flammes, et restent telles qu'elles sont. Sur la couche intermédiaire 3 on trouve une couche adhésive 10 4, pour fixer par adhésivité , une couche décorative 5 sur la couche intermédiaire 3. La couche adhésive 4 qui est de la même composition que la composition étanche à l'eau contenant du silicate et qui a servi à former la couche 2 étanche à l'eau, a pour fonction de fixer par adhésivité la couche 5 décorative 15 sur la couche intermédiaire 3, et de coopérer avec la couche 2 étanche à l'eau contenant du silicate, pour constituer une protection pour la couche 3 intermédiaire, de manière à éviter que cette dernière ne perde son pouvoir de formation de mousse. En d'autres termes, la-couche adhésive 4 constitue une partie de la 20 structure résistante aux flammes qui est étanche à 1.' eau et imperméable aux gaz. la substance constituant la couche décorative 5 peut être une feuille de papier ou une mince feuille de bois à grains fins. Ce papier peut être choisi,parmi la série : du papier d'impression 25 ordinairg, du papier au titane, du papier Kraft, du papier d'amiante, du papier traité par résine, et du papier à résine synthétique. Ce papier peut être imprimé et présenter une couche de substance résineuse synthétique rapportée sur le papier, la couche 5 décorative sert également dans le but de constituer 30 une protection pour la couche de silicate sous-jacente. Elle évite également un dépôt à la surface de la plaque, d'une substance blanche qui se produit par efflorescence d'une substance minérale de la couche sous-jacente. Au lieu de former la couche 5 décorative sur la couche 4 35 adhésive et étanche à l'eau, on peut imprimer directement la couche adhésive 4 étanche à l'eau, comme le montre le chiffre de référence 6 de la figure 2. On peut exécuter l'impression par 70 15519 2054552 n'importe quel procédé connu y compris l'impression par gravure , l'impression offset, la flexographie et l'impression sur écran de sais. Le mode d ' impresion appliqué sur la couds 4 peut être un motif D'après la description qui vient d'être faite, on pourra 10 apprécier que conformément à la présente invention, on applique sur une plaque de base, une composition étanche à l'eau comprenant un silicate soluble dans l'eau tel que du silicate de sodium ou de silicate de potassium (l'invention sera décrite ci-après en utilisant du silicate de sodium, et une substance 15 telle que du silicate dicalcique (l'invention sera décrite ci-après avec utilisation de silicate dicalcique) qui se combine avec un silicate soluble dans l''eau pour donner un mélange qui prenne de lui-même. Le silicate de sodium visqueux est si collant ou gLuant que le produit de réaction entrele silicate de sodium et 20 le silicate dicalcique est fixé sur la plaque de base et en même temps, une couche adjacente de silicate de sodium se combiné également solidement à la couche de composition étanche à l'eau contenant du silicate. Ce montage évite l'arrachement de la plaque de base de la couche de silicate de sodium, en raison de la 25 dissolution de ce dernier. Le fait qu'on ait prévu, sur là couche de silicate de sodium, une couche additionnelle d'une composition étanche à l'eau contenant du silicate, et dans laquelle le silicate de sodium se combine au silicate dicalcique, a pour effet d'éviter la dissolution du silicate de sodium par l'eau contenue 30 dans l'air, où l'eau entrant en contact avec ce dernier, par essuyage avec un chiffon humide. L'emploi de la couche additionnelle de composition étanche à l'eau, comprenant du silicate de sodium et du silicate dicalcique comme agent adhésif pour application d'une feuille décorative sur 1a. couche "au silicate 35 de sodium, a pour résultat que la feuille décorative est imprégnée d'une partie du silicate de sodium si bien que la feuille décorative est solidement fixée sur la couche au silicate de 70 15519 ' 2054552 sodium et est rendue résistante à la chaleur. Ainsi, on a créé une surface résistante aux flamme a et résistante à la chaleur sur la fevillf décorative. En même temps, la présence de la composition étanche à l'eau évite l'exsudation du silicate de 5 sodium sur la surface de la feuille décorative, évitant ainsi de souiller la surface de la feuille décoratif?y d'un sel double, de couleur blanche, formé par le silicate de sodium entrant en contact avec le bioxyde de carbone de l'air. Si l'impression est réalisée directement sur la couche 10 adhésive étanche à l'eau, sans fixer de feuille décorative sur la couche, on peut éliminer la couche de substance organique telle que le papier ou le bois qui produit de la fumée lorsqu'il brûle, sans faire décroître 1'ininflammabilité ni l'effet de formation d'aucune fumée ,de la plaque selon l'invention. L'absence 15 de feuille décorative sur la couche au silicate de sodium qui est une couche à formation de mousse, élimine l'influence qui autrement serait exercée par la feuille décorative sur le pouvoir de formation de mousse de la couche au silicate de sodiijim, la rendant susceptible d'augmenter l'épaisseur de la couche au 20 silicate de sodium lorsqu'elle produit de la mousse, lorsqu1elle est soumise à l'action des flammes. Ceci conduit à un effet d'isolation thermique et de résistance aux flammes accru pour la plaque de la présente invention. Ou vs^Lonner quelques exemples de l'invention, qui ne doivent pa,s être considérés 25 comme limitatifs. Exemple"1. La composition décrite ci-dessous fut appliquée au moyen d'un, rouleau d'enduction sur un contre-plaqué de 4 mm d'épaisseur 2 suivant une proportion de 180 g/m . 30 Silicate de sodium Poids en fo (40° Baumé) 100 " Silicate dicalcique - - 30 Amiante 5 Perlite 5 35 Puis le silicate de sodium (42° baume} fut appliqué au moyen d'un appareil d'enduction par écoulement, sur la couche de 2 ladite composition, suivant mie proportion de 1,350 g/m . On a BAD ORiÛiNAL 70 15519 2054552 appliqué sur la couche de silicate de sodium, grâce à un 2 rouleau d'enduction, suivant une proportion de 180 g/m une couche adhésive ayant la composition suivante. - Silicate de potassium- - Poids en $ 5 (J8° baume) 100 Silicate dicalcique 20 Talc 10 On a fixé sur ladite couche adhésive, une feuille de papier au titane imprimée aEua motif désiré, et 1Jensemble fut 10 comprimé et terminé. La plaque produite par le procédé susmentionné, conforme à l'invention fut laissée pendant 24 heures, dans un déssLecateur à 40°0,et 1 00% dJhunndité relative,mais ne présentait aucune variation d'état de surface. La plaque fut également laissée pendant 3 15 jours dans une atmosphère de gaz carbonique à la pression atmosphérique.On n'a remarqué aucun phénomène et dépôt de substance blanche à la surface^provoqué par le bioxyde de carbone de l'air. Exemple 2. 20 On a appliqué à la surface d'un contre-plaqué3 à l'aide d'un rouleau d'enduction, mie composition éncneée ci-dessous, suivant une proportion de 300 g/«-.'~. Poils en % Silicate de potassium 100 25 (38°' baume) Silicate dicalcique 30 Courtes fibres d'amiante ;Q Perlite 5 Puis, on a appliqué du silicate de potassium (42° baume) 30 grâce à un appareil d'enduction par écoulement, sur la couche de composition précitéef suivant utkï proportion de 1,000 g/rac, Cette composition fut de nouveau appliquée grâce à un rouleau d'enduction, sur ladite couche au silicate de potassium suivant 2 un débit de 2?0 g/m » puis séchée. 35 On a effectué une impression bicolore directement sur la seconde couche de composition précitée, grâce à une machine dlimpression offset par gravure , puis on a appliqué sur la BAD ORIGINAL 70 15519 9 2054552 surface imprimée d'un système de résines animé e s suivant une - proportion cfe 20 g/m , qui fut séché et terminé. La plaque résistant aux flammes et ne formant aucune fumée, produite par l'exemple décrit ci-dessus, fut directement chauffée 5 par des flammes d'environ 600° C en soumettant la surface de cette plaque à l'action des flammes provenant d'un bec Bunsen. Sur la figure 3 la courbe a représente une élévation de température dans la partie centrale de la partie inférieure des plaques en fonction du temps. On pourra voir que comparée à"l1élévation 10 de température par rapport au. temps, correspondant aux plaques du type classique, représentée par une courbe b, l'élévation de température est remarquablement abaissée, montrant ainsi que les plaques conformes à la présente invention sont très ininflammables. Lorsqu'elles sont soumises à l'action des flammes, les "15 plaques de la présente invention, ne produisent "aucune fumée. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des"moyens décrits 20 ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 70-15519 10 2054552 ES7SIIIIC11IOI3 1. - Plaque résistant aux flammes et ne formant aucune fumée prévue pour être utilisée en architecture, caractérisée en ce qu'elle comprend une.plaque de base, une couche d'une composition étanche à l'eau, formée sur cette plaque de base, ladite composition étanche à l'eau étant formée par addition à un silicate soluble dans l'eau tel que le silicate de sodium ou le silicate de potassium,d'une substance telle que le silicate dicalcique qui se combine avec le silicate étanche à l'eau pour constituer un. mélange qui prenne de. lui-même, une couche en un silicate soluble dans l'eau tel que du-silicate de sodium ou du silicate de potassium, formé sur ladite couche de composition étanche à l'eau précitée, et une couche additionnelle de ladite composition étanche à l'eau formée sur ladite.couche de silicate soluble dans 1'eau. 2. - Plaque résistant aux flammes et ne formant aucune fumée .prévue pour être utilisée en architecture selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'-elle comprend en outre une couche formant, surface décorative, constituée en fixant une feuille imprimée sur ladite couche additionnelle de composition étanche à l'eau précitée,. qui sert de couche adhésive. 3. - Plaque résistant aux flammes et ne formant aucune fumée prévue pour être utilisée en architecture selon la revendication 1, caractérisée-en ce que l'iiipr&ssiin est effectuée directement sur la couche supérieure de composition étanche à l'eau précitée, de manière à présenter un motif décoratif de n'importe quel modèle désiré, à la surface de^-la plaque.