Brevet FR2200215A1 — publié le 19740419

La présente invention concerne des produits en verre par exemple des produits en verre d'emballage de divers articles tels que des aliments, des boissons, etc... Ces produits en verre lorsqu'ils sont vides sont dans notre monde civilisé pour la plupart rejetés dans la nature où ils ne se rompent pas d'eux-mmes mais risquent d'tre écrasés ou autrement brisés si bien qu'il se forme des morceaux de verre qui peuvent blesser. Si l'utilisateur avait appris à rejeter ces emballages de verre dans des dispositifs de recueil des déchets, il serait inutile d'envisager la suppression des emballages de verre jetés dans la nature. Cependant, ce n'est pas le cas et l'invention a pour objet un produit en verre qui se décompose en éléments, ne présentant pas d'inconvénients pour les tres vivants. Pour obtenir cette décomposition, on fabrique le produit en verre de préférence mécaniquement en utilisant des compositions telles que lorsque le verre vient au contact de l'humidité, par exemple de l'eau, ou de l'humidité atmosphérique, il se dégrade par fendillement progressif. Selon l'invention on doit choisir la composition du verre de telle sorte que le produit en verre ait une e résistance à l'eau Pv selon la méthode de détermination en poudre d'au moins 300. On obtient selon l'invention cette résistance à 1' eau en augmentant la teneur en alcalis qui peuvent tre constitués d'alcalis purs ou de dérivés d'alcalis. Selon un autre aspect de l'invention on traite une ou plusieurs des surfaces du produit de telle sorte que sa tendance à la dégradation soit contrôlée et empchée pendant une certaine durée par exemple d'un mois ou pendant une durée plus brève ou plus im- portante. Si le produit est constitué d'une bouteille il convient de traiter au moins la surface intérieure mais également la surface extérieure de façon à retarder la décomposition. Selon l'inven- tion on obtient cette inhibition en faisant en sorte que la surface, et dans le cas d'une bouteille, la surface intérieure, et éventuellement aussi la surface extérieure, soit appauvrie en alcalis sur une certaine profondeur contrôlée. On obtient ainsi une zone sur une ou plusieurs des surfaces qui ne renferme pas d'alcalis. La profondeur contrôlée de cette zone dépourvue d'alcalis détermine la durée pendant laquelle la décomposition ne se produit pas. Lors de l'appauvrissement en alcalis, il peut se produire que la totalité des alcalis de la zone désirée ne puisse tre éliminée. On lie alors les alcalis restants en utilisant de l'aluminium ou un compo se d'aluminium ou un autre composé à cet effet. Lorsque le produit comporte une ou plusieurs surfaces, il peut tre approprié de permettre qu'une ou plusieurs surfaces mais non la totalité des surfaces soit munie d'une couche protectrice empchant la diffusion. L'étain et ses composés conviennent pour empcher la diffusion. Selon l'invention il convient également que la matière première ne renferme pas de chaux ou contienne juste suffisamment de chaux pour qu'on obtienne une indication visible du début de la décomposition. Pour obtenir cet appauvrissement en alcalis à la surface du produit en verre on traite la surface par du sulfate d'ammonium, du chlorure d'ammonium ou un autre composé permettant d'obtenir un appauvrissement en alcalis. La formation d'un produit selon 1' invention va maintenant tre décrite en détail. L'invention a pour objet la production d'un produit en verre de qualité supérieure dont la longévité est limitée par un processus de décomposition contrôlée qui est, bien entendu, accéléré si le produit est cassé ou exposé à l'humidité. Au départ, on prépare une masse fondue de verre renfermant du sable, du carbonate de sodium et du feldspath. On choisit la teneur en oxyde de sodium de cette masse fondue de telle sorte que le produit fini ait une résistance à l'eau Pv selon le procédé de détermination en poudre d'au moins 300. Pour obtenir cette valeur, la teneur en oxyde de sodium doit tre d'au moins 20 %. Cependant des tests pratiques ont montré qu'une teneur en oxyde de sodium supérieure à 32 % n'est pas recommandable. La masse fondue doit également renfermer une certaine quantité d'aluminium ou d'un autre composant pouvant s'unir à une certaine quantité de sodium. Les autres constituants de la masse fondue peuvent varier selon les pratiques habituelles de la fabrication des verres et plus particulièrement la fabrication des verres industriels. On peut citer comme exemple de composition de verre SiO2 67,8-79,8 alcalis (Li20, Na20, K20) 20,0-32,0 CaO 0-5, 0 A1203 0, 1-4, 0 colorants (Cr203, Fe203) 0, 1-5, 0 agent d'affinage (S03, As203) 0,1-1 % et comme exemple type SiO2 73,3 % Na20 26,0 A1203 0, 5 S03 0,2 Un produit correspondant à la composition ci-dessus, lorsqu'il vient au contact d'eau ou d'humidité atmosphérique, se décompose car les ions alcalis du produit fini sont échangés par des ions hydrogène par diffusion. Par suite de cet échange, il se produit des contraintes dans le verre. Ces contraintes provoquent un fendillement qui est tout d'abord relativement grossier puis qui est plus fin par suite de la croissance de la diffusion. Bien entendu, si on désire utiliser un verre comme emballage, cette diffusion ne doit pas apparaître au départ sous l'effet de la présence d'eau ou d'humidité. Pour empcher cette diffusion pendant une certaine période déterminée on appauvrit en alcalis la couche extérieure du verre. L'épaisseur de cette couche appauvrie détermine la durée pendant laquelle il ne se produit pas de décomposition. On réalise l'appauvrissement en alcalis en ajoutant du sulfate d'ammonium, du chlorure d'ammonium ou une autre substance permettant d'appauvrir en alcalis une couche du produit de verre chaud. Cet appauvrissement se produit à une température comprise entre 450 et 600 C mais on peut également la réaliser A des températures d'environ 300 C. Lorsqu'on conduit le traitement superfi- ciel dans les intervalles de températures indiqués, on supprime les contraintes de la couche. Une épaisseur convenable de la cou 0 che est 500 A, mais l'épaisseur de la couche peut varier entre O O 200 A et 1000 A. Dans le traitement d'appauvrissement, il est impossible d'appauvrir totalement la couche en alcalis car le verre renferme de l'aluminium ou d'autres composés pouvant s'unir aux alcalis résiduels de la couche. Donc, on peut comme ci-dessus appauvrir en alcalis toutes les surfaces d'un produit de verre mais en ce qui concerne les bouteil- les, les bocaux ou des produits en verre semblables, il suffit d' appauvrir seulement la surface intérieure et de munir la surface extérieure d'un revtement protecteur empachant la diffusion. Des matériaux appropriés du revtement protecteur sont l'étain et le titane ou leurs composés. Le produit de verre doit, de préférence, ne pas renfermer de chaux, mais il peut renfermer de petites quantités de chaux. La chaux présente l'avantage de former un précipité blanc qui peut fournir une indication utile. Selon l'invention, on peut fabriquer du verre et des produits en verre, en particulier des emballages en verre qui peuvent tre remplis de divers contenus pendant une certaine durée sans qu'ils soient endommagés. Cette durée est déterminée par l'épaisseur de la couche appauvrie la plus proche du contenu. Les emballages de verre doivent bien entendu tre datés de façon à ce qu'on connaisse le moment où ils se décomposent.