Brevet FR2331428A1 — publié le 19770610

La présente invention a rapport à des méthodes pour le traitement du bois et dtautres matières poreuses et inflar;a- bles permettant d'assurer le retardement contre le feu, et elle a rapport aussi å des méthodes ayant pour but de préserver ces matières des termites, de la pourriture, des insectes et des mollusques térébrants. Description -de l'art antérieur .e bois et les produits à base de bois, comme les pla ques de plate comprimée, le carton et les autres produits similai- ras soLt soumis a une diversité de techniques connues pour four nir des caractéristiques préservatives contre le dommage du mi- lieu et des insectes. A cette fin, on applique des produits chi- miques comme créosote, pentachlorophénol et arséniate chromé de cuivre, ainsi que d'autres, à la surface du bois. Dans quelques cas, on force les produits chimiques du traitement dans les vides de la matière de bois par la chialeur, ou par la pression, ou tous les deux. En outre, le bois ou les produits de bois ont été sou mis aux techniques de l'art antérieur pour donner ua degré de re tardement du feu à ces liatieres En ce qui concerne l'emploi des compositions préservatives déjà mentionnées, ces compositions ntaugrnentent pas sensiblement, et dans certains cas elles réduisent en fait le retardement contre le feu de tels produits de bois. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 1.959.966, Robinson révèle une méthode de pressurisation pour le traitement des produits de bois pour la construction, tels que les bardeaux. Dans sa Méthode, Robinson enseigne le traitement pressurisé de la matière de bois par du silicate de sodium, suivi par un second traitement sous pression avec une solution acide faible de sulfate d'ammonium, pour former ainsi un produit de réaction d'acide sili cique disposé dans les interstices du bois. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 963.810, Sala révèle une peinture qui est une couche de surface de silicate de magnésium insoluble de retardement contre la flamme pour les ma tières de bois, le silicate insoluble étant formé par enduction d'une surface du bois avec une solution de silicate de potassium (silicate de potasse), puis application d'une solution de sulfate de magnésium ou de chlorure de magnésium, de telle manière à for mer le produit de réaction sur la surface du bois Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2.343.186, Hopkinson révèle des plastifiants ignifuges consistant essentielliement en sels métalliques insolubles dans liteau. Les enseignements pareils aux enseignements mentionnés plus haut au sujet des brevets de Robins on, de Sala et de Mopkinson, sont contenus dans les brevets des Etats-Unis d1Anié- rique suivants : 1.271.506 Ferguson ; 2.420.644 Athy et al ; 1.643.116 Felix ; 671.548 Gordon ; 683.212 Lacy ; 3.281.318 Stutz ; 3.306.765 Dufresne ; et 3.663.355 Shimizu. En outre, Chandler, dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique 1.994.752 révèle la formation in situ du silicate insoluble de cuivre dans la terre autour de la base en bois de maisons, le silicate insoluble de cuivre étant révélé comme toxique à beaucoup de sortes d'insectes qui détruisent le bois. Résumé de l'invention La présente invention a pour obJet un produit qui consiste en la composition de bois du type ayant une pluralité de vides sensiblement dans tout son volume, avec un silicate métallique hydraté insoluble disposé dans les vides. L'invention a en outre pour objet une méthode pour faire le produit mentionné plus haut, pour rendre le produit résistant contre le feu et résistant contre les dommages du milieu et des insectes. Cette méthode comprend les étapes d'appliquer une quantité de composition de silicate métallique soluble dans liteau à une surface de la matière de bois, traiter la matière pour forcer le silicate soluble dans les vides. Ensuite, on applique une quantité d'une composition de sel métallique soluble à une surface de la matière et on traite la matière pour forcer la composition de sel métallique dans les vides. On permet alors que le silicate soluble dans l'eau et les sels métalliques solubles réagissent pour former un silicate métallique hydraté insoluble dans liteau dans les vides.A cause de la quantité excédentaire d'eau et de l'acidité du sel métallique soluble daris l'eau, l'eau d'nydratation est multiple et complète pour mieux combler les vides. Description détaillée On décrira des exemples de la méthode conformément à 11 invention actuelle. Exemple I Les matériaux d'épreuve étaient des palettes de sapinette de 305 mm (12 pouces) de longueur, de 5 inin (1-3/16 pouces) de largeur et de 4 mm (5/32 pouce) d'épaisseur. Ces pagaies brt- lent facilement et elles sont fort poreuses, avec des vides de 15 % en moyenne. On a immergé les palettes d'épreuve dans une solution à IO % dans l'eau de méta-silicate de sodium pendant une heure, et ensuite on les a séchées pendant une heure à I20 OC (2500F). Après, on a immergé ces palettes dans une solution à IO ss dans l'eau de chlorure de calcium ayant un pH acide pendant une heure, et ensuite on les a séchées de nouveau à 120 C (2500 F) pendant une heure. Comme une cornue de pression n'était pas disponible, on a répété douze fois le procédé (méta-silicate de sodium, sécher, chlorure de calcium, sécher) décrit précédemment, pour garantir un degré raisonnable de remplissage in situ et une formation suffisante d'eau d'hydratation dans la composition insoluble de silicate de calcium résultante.Cependant, il sera évident à ceux qui sont versés dans ces techniques, que l'on peut éviter cette répétition en faisant appel à la pratique commerciale et usuelle, comme celle utilisant une cornue à cylindre de pression, pour for cer chaque composition dans les vides du bois comme voulu. Il est aussi entendu que l'on peut faciliter encore le forcement de ces compositions solubles dans le bois par application de chaleur pendant les étapes de traitement. Donc, dans ces conditions, on n'entend pas que le terme "forcement" soit limité au traiternent par la seule application de la pression et/ou de la chaleur seule. On comprend de plus que la réaction résultante entre le méta-silicate de sodium et le chlorure de calcium aura lieu si les conditions ambiantes le permettent. Ensuite, on a fixé les palettes traitées et des palettes de contre qui n'avaient pas été traitées dans une position verti- cale côte à ce, et on a appliqué continuellement sur chaque palette une flamme d'une torche de propane pendant des périodes d'environ IO secondes de durée, jusqu'au point où elles se sont allumées. Cnaque palette non traitée s'est allumée en une ou deux périodes (IO-20 secondes) et elle a brûlé librement jusqu'en haut, laissant un résidu noir de carbonisation. Chaque palette traitée a exigé environ 5 périodes (50 secondes) avant de s'allumer. Quand ou a éloigné la flamme de la torche après l'ignition, elle a cessé immédiatement de br2- ler. Bien que quelque carbonisation de la surface se soit présentée, la flamme ne s'est pas étendue vers le haut et le revers de la palette n'a pas montré de dommage dÛ au feu. On a répété l'expérience précitée plusieurs fois avec les résultats identiques. ExemPle II On a employé à nouveau la méthode décrite dans le premier exemple, sauf qu'on a utilisé une solution à IO % dans l'eau, à pH acide, de chlorure de zinc, au lieu de la solution de chlorure de calcium. Le produit résultant de la réaction a été du silicate hydraté de zinc insoluble piégé dans les vides du bois. On a employé le même procédé de brûlure avec le mAme résultat. Exemple III On a dissous dans de l'eau une mole de silicate de so dium et l'on a dissous à part et aussi dans de l'eau une mole de chlorure de calcium. Ensuite on a mélangé ces deux solutions aqueuses et une réaction immédiate ssest produite, avec formation de silicate de calcium. Cette réaction s'écrit : Na2 SiO3 + On a filtré, séché et pesé le précipité ayant réagi. Le poids a été supérieur au poids prévu par calcul du poids théorique de moles. Ensuite, on a lavé le précipité dans l'eau chaude pour éliminer complètement le sel. On a filtré, séché et pesé le précipité de nouveau. Le précipité a montré une augmentation de poids d'environ 5 . Puisque tout le sel avait été éloigné soigneusement, c'était visible que ce poids additionnel était causé par la formation d'hydratation additionnelle d'eau.A cause de ceci, on vient à la conclusion que le traitement supplémentaire de la matière à base de bois par de l'eau peut fournir de l'eau d'hydratation additionnelle. Exemple Iv On a fait des essais dans quatre milieux pour montrer les qualités préservatives : enterrement dans le sol, enterrement dans la vase de la marée, immersion dans liteau salée de la mer etl'a=, pendant une année, en utilisant du bois traité au silicate comme décrit dans le premier et le deuxième exemple. On a éprouvé ce bois par comparaison avec du bois de contrôle no traité, et aussi avec du bois traité au pentachlorophénol et à l'arséniate de cuivre chromé.Les résultats ont révéié que le silicate de calcium et le silicate de zic ont des qualités préservatives qui démontrent que ces composés sont similaires ou supérieurs au pentachlorophé- nol et à l'arséniate de cuivre chromé dans tous les cas, et nette ment supérieurs au bois qui n'a pas été traité. La méthode mise en oeuvre dans le premier et dans le deuxième exen-ple aboutit à un silicate hydraté métallique insolu ble, in situ dans les vides, complètement dans toute la matière à base de bois. Comme déjà décrit, l'art antérieur révèle la préparation de couches de surface similaires. Cependant, ces couches de surface n1 assurent pas le retardement du feu nécessaire dans toute la matière. Les points de fusion respectifs du silicate insoluble de calcium et du silicate insoluble de zinc du premier exemple sont I5400C et 1437 C. La température d'ignition de la majorité des bois est environ 2000 C. Ainsi, lors de l'ignition du bois traité en accord avec l'invention actuelle, le silicate métalli- que insoluble, distribué régulièrement, fond rapidement et relâche liteau d'hydratation retenue. Cette libération d'eau dthydratation est rendue beaucoup plus efficace quand de l'eau additionnelle est piégée, comme dans le troisième exemple. La fusion de silicates métalliques pour former du verre empêche aussi le développement du feu et assure le retardement. En outre, l'eau additionnelle ajoutée au silicate métallique insoluble fournit un supplément de stabilité dimensionnelle. Le gauchissement de la matière de bois traitée ainsi est limité, puisqu'un silicate hydraté métallique insoluble comble les vides du bois et empêche d'autre eau d'entrer dans le bois plus tard et de causer un gauchissement ou une modification dimensionnelle. Quant à la préservation, les compositions précitées empêchent ltaeeès des insectes, de la pourriture, ou des mollusques térébrants quand les vides sont comblés, et il est probable que ces organismes de dommage potentiel ne trouveront pas ces silicates métalliques agréables au goût. Tandis que l'on a décrit ici comme silicates métalli- ques ceux de calcium et de zinc, on peut aussi utiliser les silica- tes d'aluminium, d'antimoine, de plomb, de chrome, de baryum, de cuivre, de bore, et de mercure. Le silicate de potassium soluble dans l'eau peut remplacer le silicate de sodium soluble dans l'eau des deux premiers exemples. En outre, tandis que l'on a décrit des méta-silicates, il est évident qu'on peut utiliser des silicates divers comme les sesquisilicates et orthosilicates, aussibien que des silicates en général. On comprendra bien sûr que l'on peut inverser les étapes du procédé et d'abord traiter le bois avec le sel métallique acide soluble dans l'eau. REVENDICATIONS Méthode pour le traitement d'une ratière poreuse inflammable qui a une pluralité de vides intérieurs, comprenant les étapes de appliquer ule quantité d'une composition de silicate soluble dans l'eau à une surface de ladite matière, traiter ladite matière pour forcer ledit silicate so luble dans lesdits vides, sécher ladite composition de silicate soluble dans lieu pour raire de 2a place un sel métallique soluble dans l'eau dans lesdits vides intérieurs, appliquer une quantité de ladite composition de sel métallique soluble dans l'eau à une surface de ladite matière, traiter ladite matière pour forcer ladite composition de sel métallique dans lesdits vides et faire ainsi réagir ledit silicate soluble dans l'eau et ledit sel métallique soluble dans l'eau pour foyer un silicate métallique hydraté insoluble dans l'eau dans lesdits vides, et dans laquelle ledit silicate soluble dans l'eau et ledit sel métallique soluble dans l'eau sont en quantités suffisantes de sorte que ledit sel métallique insoluble dans l'eau rende ladite matière résistante au feu. 2. Méthode selon la revendication I, caractérisée en ce qu'au moins une des étapes du traitement comprend l'opération de pressuriser ladite ratière après avoir appliqué une des compositions précitées. 3. Méthode selon la revendication I ou 2, caractérisée en ce qu'au moins une des étapes du traitement comprend l'opération de chauffer ladite matière après avoir appliqué une desdites comiposi- tions à une température nettement supérieure à la température au- biante et inférieure au point de fusion dudit silicate métallique insoluble et à la température d'ignition de ladite matière. 4. Méthode selon la revendication I, caractérisée en ce qu'au moins une desdites étapes du-traitement comprend l'opération de chauffer ladite matière après avoir appliqué une desdites compo- sitions à une température nettement supérieure à la température de la chambre et inférieure au point de fusion dudit silicate métallique insoluble et à la température dtignition de ladite matière ; et pressuriser simultanément ladite matière. 5. Méthode selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisée en ce que ladite composition de silicate soluble dans l'eau consiste essentiellement en méta-silicate de sodium. 6. Méthode selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisée en ce que ledit sel métallique soluble dans 1 eau consiste essentiellement en chlorure de calcium et ledit silicate métallique insoluble en silicate de calcium. 7. Méthode selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisée en ce que ledit sel métallique soluble dans l'eau consiste essentiellement en chlorure de zinc et ledit silicate métallique insoluble en silicate. de zinc. 8. Méthode selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus une étape de séchage dudit silicate métallique insoluble après sa formation. 9. Méthode selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite opération de séchage est effectuée à une température sous laquelle on relâche l'eau d'hydratation dudit-silicate métallique insoluble. 10. Méthode selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des étapes consistant à immerger ladite matière dans liteau après la formation dudit silicate métallique insoluble pendant une période de temps pour y assurer de l'eau additionnelle d'hydratation significative ; et ensuite sécher ladite matiere. Il. Méthode selon l'une quelconque des revendications I à I0, caractérisée en ce que ladite matière comprend du bois. 12. Méthode selon la revendication II, caractérisée en ce que ledit silicate métallique insoluble a un point de fusion nettement irférieur à la température d'ignition dudit bois. 13. Méthode pour le retardement contre le feu et la préservation d'une -iiatière poreuse inflan:inable ayant une pluralité de vides, comprenant les étapes consistant à appliquer une quantité d'une composition de silicate soluble dans l'eau à une surface de ladite matière, chauffer ladite matiere a' une température dans une gamme nettement sous la température d'ignition de ladite matière et sous le point de fusion d'un silicate métallique insoluble à former après la réaction de ladite composition de silicate et d'un sel métallique, de manière à forcer ladite composition de silicate soluble dans I1 eau dans lesdits vides, sécher ladite matière pour faire dé la place à un sel métallique soluble dans l'eau dans lesdits vides, appliquer une quantité dudit sel métallique soluble dans l'eau à une surface de ladite matière, chauffer ladite matière à une température dans ladite gamme pour forcer ledit sel métallique dans lesdits vides et de cette manière effectuer une réaction entre ledit silicate soluble dans l'eau et le sel métallique soluble dans l'eau pour former un silicate métallique hydraté insoluble disposé dans lesdits vides ; et sécher ladite matière. I4. Méthode selon la revendication I3, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes consistant à immerger ladite matière dans l'eau ; et ensuite chauffer ladite matière pour effectuer une formation augmentée d'eau d'hydratation dans ladite composition de silicate métallique insoluble. 15. Méthode pour le traitement d'une matière poreuse inflammable ayant une pluralité de vides intérieurs caractérisée en ce qu elle consiste à appliquer une quantité d'une première composition de silicate soluble dans l'eau ou d'une composition de sel métal- lique soluble dans l'eau, à une surface de ladite matière, traiter ladite matière pour forcer ladite première composition dans lesdits vides, sécher ensuite ladite première cnposition pour faire de la place dans lesdits vides à une seconde des compositions précitées, de sorte qu'une réaction entre ladite première canpo- sition et ladite deuxième composition puisse avoir lieu dans lesdits vides intérieurs, appliquer une quantité de la seconde de ladite composition de silicate soluble dans 11 eau ou de ladite composition de sel métallique soluble dans l'eau, à une surface de ladite matière, traiter ladite matière pour forcer ladite seconde com- position dans lesdits vides, ledit silicate soluble dans l'eau et ledit sel métallique soluble dans l'eau réagissant alors pour former une composition de silicate métallique insoluble dans l'eau dans lesdits vides ; et où lesdites quantités dudit silicate soluble dans l'eau et dudit sel métallique soluble dans l'eau sont suffisantes pour que ladite composition de silicate métallique insoluble dans l'eau rende ladite matière résistante contre le feu. I6. Matière traitée telle qu'obtenue par la méthode selon l'une quelconque des revendications I à I5.