Brevet FR2455862A1 — publié le 19801205

La présente invention concerne un matériau constitué par du charbon de bois renforcé, des objets fabriqués à partir d'un tel matériau et des procédés de fabrication desdits objets. Habituellement le charbon de bois est largement utilisé comme combustible, pour filtrer l'eau potable et pour de nombreux autres buts. Cependant, le charbon de bois usuel présente les inconvenients suivants qui empêchent de l'utiliser pour de nombreuses applications : (a)- il présente une dureté insuffisante, (b) il présente une faible résistance à la chaleur, - (c) il provoque une pollution de l'environnement. En conséquence, la présente invention a pour premier but de fournir un moyen pour renforcer le charbon de bois qui élimine ces inconvénients de sorte que le charbon de bois peut être utilisé pour d'autres objets. Plus particulièrement, le procédé de la présente invention présente des avantages tels que : (a) l'accroissement de la dureté du charbon de bois utilisé pour divers buts , (b) la dotation du charbon de bois en propriétés qui augmentent sa résistance à la chaleur et (c) l'élimination de la pollution, sans sacrifier les propriétés telles que la légèreté, qui sont les propriétes du charbon de bois conventionnel. En consequence, la présente invention fournit un matériau rigide constitué par un charbon de bois entièrement enduit de laque. Ce matériau peut alors être utilisé pour la fabrication d'objets façonnés qui présentent des caractéristiques améliorées dans les sens souhaités. La présente invention concerne aussi un procédé de production d'un matériau rigide ou d'un objet façonné comprenant un stade d'application d'un vernis-laque sur le charbon de bois de manière que la totalité de sa surface externe soit enduite. La présente invention sera maintenant décrite au moyen d'exemples avec référence à certains modes de réalisation spécifiques du procédé et du matériau. Le charbon de bois est habi-Luellement fabriqué au moyen d'un procédé de fabrication de charbon de bois utilisant du bois de conifère en grume (Cryptomeria du Japon) comme matière première D'autres bois possibles sont les bois de chênes tels que Quercus serrata, Quero aaltissima ou Quercus phillyraeoides. Ut tel charbon de bois est souvent mis sous les formes soùhaitées, en particulier dans les cas ol il est utilisé pour fabriquer des objets, par exemple comme matériau pour les pipes et les fume-cigarettes. Dans le cas de la présente invention, il n'y a aucune restriction particulière en ce qui concerne le type de vernis-laque utilisé.Cependant, lorsque le matériau en charbon de bois est enduit de vernis-laque, il est essentiel que le charbon de bois soit enduit de manière uniforme jusqu'à ce que les vides que comportent au moins les couches externes de charbon de bois, soient complètement remplis de vernis-laque. Ceci peut être obtenu en plongeant le charbon de bois dans le vernis-laque ou en appliquant une couche de revêtement externe. On donnera ci-aprbs les résultats obtenus en comparant le bois d'origine, le charbon de bois enduit de vernis-laque de la présente invention et le charbon de bois conventionnel, les deux charbons de bois étant fabriqués à partir-d'un même bois d'origine, en ce qui concerne la dureté, la résistance à la chaleur et les effets anti-pollution. Le bois utilisé était dans chaque cas le Cryptomeria du Japon. Le type de vernis-laque utilisé était la laque Urushi qui est connu dans la technique comme "laque du japon. De la laque de chine ou d'autre vernis-laques durs peuvent aussi être utilisés. La dureté du charbon de bois enduit de vernis-laque est environ-six fois celle du charbon de bois conventionnel. ta résistance à l'écrasement et la résistance à la traction du charbon de bois enduit de vernis-laque sont environ les mêmes que celles des billes de bois de Cryptomeria du japon (non soumises au procédé de traitement du charbon de bois de la présente invention). De plus, on notera aussi que la dureté du charbon de bois enduit de vernis-laque augmente même ultérieurement avec le temps écoulé depuis l'enduction avec la laque. Les données exprimant les résultats des essais de dureté mentionnés ci-dessus sont indiquées ci-après: Période d'essai : 32 jours (du 15/5/1974 au 15/6/1974) Lieu de l'essai : Chambre d'essai des bétons, Bureau de la cons truction régionale d'Hokuriku, Ministère de la construction (Béton : 28 jours de stabilisation). Personne effectuant l'essai : Mr. Satoshi Funada, Directeur de la chambre d'essai des bétons du Bureau de la construction régionale d'Hokuriku, Ministère de la Cons truction. Méthode d'essai : données rassemblées suite à une inspection une fois par jour à 16 H 30 durant la période d'essai mentionnée ci-dessus. Echantillons- d'essai : (a) matériau en charbon de bois conven tionnel. (b) charbon de bois traité conformément à la présente invention constitué d'un bois enduit de vernis-laque et vieilli pendant 40 jours. (c) Blocs de bois de Cryptomeria du Japon (Arbres vieux de 50 ans). COMPARAISON SUR T.a- RESISTANCE Echanti Ilon Charbon de Charbon de Elocs de de l'essai bois bois enduit Cryptomeria Essai \ conventionnel de laque (vieux du Japon (vieux de 50 ans) Densité (cm (cm3) de 1,5 anse . 1,5 1,5 17,5 Pourcentage de vides (%) Résistance Compres 2 kg/cm sion 12,3 72,3 70,4 Traction 20,1 79,4 0 80,2 Flexion 3,9 - 46,7 0 90,1 Les résultats représentés ci-dessus sont les valeurs moyennes des mesures effectuées sur l'ensemble de la période d'essai de 32 jours (32 mesures). Les valeurs des diverses résistances pour un charbon de bois conventionnel, un charbon de bois traité enduit de vernis-laque et des blocs de bois de Cryptomeria du Japon ont toutes été obtenues avec des mesures effectuées selon la direction axiale. Conformément aux données ci-dessus, le charbon de bois conventionnel et le charbon de bois conformez la présente invention présentent tous deux environ la même densité et le même pourcentage de vide. On voit ainsi que l'enduction avec le vernislaque ne provoque presque aucun accroissement de densité, ni aucune perte de perméabilité au gaz. En examinant les valeurs des diverses résistances dans le Tableau ci-dessus, on voit que la résistance. à la compression et la résistance à la traction du charbon de bois enduit de vernislaque augmentent d'environ 600% par rapport à celles du charbon de bois conventionnel, et que la résistance à la flexion du charbon de bois enduit de vernis-laque est environ 10 fois celle d'un charbon de bois conventionnel. On voit aussi que la résistance à la compression et la résistance à la traction du charbon de bois enduit de vernis-laque sont telles qu'elles sont approximativement égales à celles des blocs de bois de Cryptomeria du Japon, et que le charbon de bois enduit de vernis-laque peut, en conséquence, être utilisé dans des applications où des objets en bois sont normalement utilisés. De plus, les données indiquées ci-dessous montrent que ladureté des objets en charbon de bois traité conformément à la présente invention augmente légèrement avec le temps. Date de. l'essai Dureté. kg/cm ) Date de l'essai Dureté kg/cm2 Mai 15 72,3 Juin 1 74,0 16 72,3 2 74,0 17 72,5 3 74,0 18 72,6 4 74,1 19 73,1 5 74,2 20 73,2 6 74,3 21 73,4 7 74,3 22 73,5 8 74,5 23 73,5 9 74,5 24 73,5 10 74,5 25 73,6 11 74,5 26 73,6 12 74,6 27 73,7 13 74,6 28 73,7 14 74,6 29 73,7 15 74,6 30 73,9 31 74,0 En ce qui concerne la résistance à la chaleur, les modifications provoquées par la chaleur dans les objets en charbon de bois traité enduit de vernis-laque sont naturellement une cause de soucis. Cependant, les résultats des essais suivants montrent que le vernis-laque adhère fermement au charbon de bois sans aucun danger que ledit vernis-laque ne s'enlève par lixiviation ou exfoliation du charbon de bois, même lorsque le charbon de bois est chauffé. Période de l'essai : 16/6/1974 de 11 H à 15 heures. Lieu de l'essai : 1134 Kamitokorojima, Niigata-shi (résidence de Monsieur Tsuneyoshi Nosaka). Personne ayant effectué 'essai : Mr. Tsuneyoshi Nosaka Méthode utilise pour -l'essai : 10 litres d'eau ont été versés dans une bassine. Le charbon de bois traité au vernis-laque et le charbon de bois conventionnel ont été empilés en croix dans l'eau. L'eau a étéchauffée jusqu'à ébullition (80 à 1000C), et les modifications se produisant dans les échantillons essayés en fonc tion du temps ont été examinées. Echantilions essayés : Pipes en charbon de bois conventionnel (non enduites de vernis-laque) et pipes en charbon de bois enduites de vernis-aques, Résultats de l'essai 1 Echantillons Pipes en charbon de Pipes en charbon de d'essai bois conventionnel bois enduites de uernis-laque remps d'ebullition \ 30 minutes la surface externe aucune modification du charbon de bois de forme se fissure. Produc tion de poudre. 1 heure La forme en charbon Une partie de la cou de bois est appa- che en surface est remment détruite; exfoliée; cependant seul du charbon de la forme n'est pas bois fibreux reste. détruite. 2 heures Le charbon de bois Les parties non est transformé en enduites de vernis poudre et mélangé laque sont détruites. avec l'eau. 4 heures Le charbon de bois Comme deux heures devient comme de plus tôt. l'encre de chine. De plus, lorsque le charbon de bois traité conformément à la présente invention a été soumis à un essai de compression après cinq heures d'ébullition, la résistance à la compression (70,3 kg/cm2) était presque la même qu'avant l'ébullition En ce qui concerne les effets anti-pollution, le charbon de bois enduit de vernis-laque de la présente invention ne produit aucune poudre de carbone, etc. lorsqu'il est utilisé pour la fabrication d'objets. Les matériaux en charbon de bois conventionnels sont visiblement sales, c'est-à-dire que la poudre de carbone produite par de tels matériaux adhère sur les mains de manière à les noircir. Cependant, les résultats des essais suivants montrent que les produits en charbon de bois traité enduit de vernis-laque présentent un degré de blancheur extrêmement élevé. Ainsi même lorsque du charbon de bois enduit de vernis-laque est utilisé dans des objets fabriqués, une telle utilisation n'entraine pas de problème de pollution. Date de l'essai : 7/6/1974 Endroit de l'essai : Bureau d'analyses industrielles, Centre Technique Industriel de la Préfecture de Niigata (504-1 Abumi, Niigata=shi), Personne ayant effectue--l-'essai : Mr Kimio Furutani, Docteur Ingénieur, Directeur du Bureau d'Analyses Industrielles , Centre Technique Industriel de Niigata. Méthode de mise en oeuvre de l'essai : Les surfaces latérales et les surfaces de fond, des produits en charbon de bois traité enduit de vernis laque ont été frottés for tement sur un papier de blanchiment (30 fois), et le degré de blancheur a été mesuré. Résultat de l'essai : Degré de blancheur (LNP) Avant l'essai 93,0 Après l'essai 91,8. L'enduction du charbon de bois avec un vernis-laque augmente la dureté de sorte qu'il est environ aussi résistant que le bois du Cryptomeria du Japon naturel. De plus, ni la légèreté, ni la perméabilité au gaz qui sont toutes deux des propriétes intrinsèques du charbon de bois ne sont réduites. En outre, puisque le charbon de bois de la présente invention est résistant à la chaleur, il peut être utilisé dans des articles pour fumeurs tels que les pipes, les fume-cigarettes et les cendriers. De plus, puisque le charbon de bois conforme à la presente-invention ne provoque aucune pollution, il peut être utilisé pour de nombreux articles fabriqués. En conséquence, la présente invention possède de nombreux mérites industriels qui sont particulièrement inattendus. L'enduction ou la pénétration du charbon de bois avec du vernis-laque entraîne une amélioration de la résistance qui ne doit pas être négligée. REVENDICATIONS 1.- Un matériau rigide constitué de charbon de bois caractérisé en ce qu'il est complètement enduit de vernis-laque. 2.- Un matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vernis-laque est de la laque japonaise. 3.- Un matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le charbon de bois est celui obtenu en brûlant du Cryptomeria du Japon, du Quercus Serrata, du Quercus acutissima ou du Quercus phillyraeoides. 4.- Un objet façonné fabriqué à partir d'un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 5.- Un objet selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'objet est une pipe, un fume-cigarettes ou un cendrier. 6.- Un procédé de -production d'un matériau rigide ou d'un objet façonné caractérisé en ce qu'il comporte un stade d'application d'un vernis-laque sur le charbon de bois de manière que toute sa surface soit enduite. 7.- Un procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le charbon de bois est plongé dans le vernis-laque de manière à obtenir au moins une pénétration partielle du-charbon. de bois par le vernis-laque. 8.- Un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le vernis-laque est appliqué comme un enduit externe sur le charbon dé bois. 9.- Un matériau rigide ou un objet façonné fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8.