Brevet FR2551052A1 — publié le 19850301

La présente invention concerne de nouvelles compositions de verres pouvant se fibrer industriellement. L'originalité de cette invention tient i ce que les fibres, humectées avec certains liquides, et en particulier avec de 1 acide phosphorique dilud dans l'eau, font prise entre elles. De mimez les verres qui permettent d'obtenir ces fibres, une fois grossièrement ou finement broyés font prise avec ces liquides. Les mélanges de ces verres broyés avec les fibres qui en sont issues font également prise avec ces liquides. Ces verres sont composés de silice, d'alumine, de chaux, de magnésie, de soude et de potasse.Ils peuvent titre colorés avant leur fusion par des ajouts d'oxydes minéraux tels que l'oxyde de fer, l'oxyde de cobalt, l'oxyde de chrome, et...9 ou après fusion, une fois broyés ces verres peuvent ttre colorés par des colorants organiques. Ces verres appartiennent à la classe des ciments dentaires sili cates, puisqutils font prise avec les liquides utilisés pour la prise de ces ciments, et en particulier avec l'acide phosphorique dilué dans l'eau et souvent additionné d'aluminium, de zinc, de magnésium etc... Les formulations des verres Bises au point suivant la présen- te invention doivent répondre aux caractéristiques suivantes -tes verres obtenus après fusion des composants les constituant doivent etre insolubles dans l'eau. -Ils doivent contenir une quantité suffisante d'alumine et de silice pour qu'il se forme au moment de la prise, un oolloide double de silice et de phosphate d'alumine qui lie les grains entre eus. Pour que le fibrage de ces verres soit facile b réaliser, il faut que la vitesse de dévitrification soit assez faible i haute température, et que les fibres obtenues possèdent une bonne rdsiss- tance mécanique. Voici le tableau des variations possibles, en pourcentage, des différents constituants composant ces verres i SiO2 de 35 i 65 A1203 de 10 b 35 Ca O) MgO) de 5 à 25 K2O) Na2O) de 5 à 25 Voici quelques exemples de composition de verres répondant à 1' invention, puisqu'ils peuvent se fibrer indUstriellement et qu'ils font prise avec l'acide phosphorique dilué dans l'eau et bien souvent additionné de différents corps favorisant la prise ainsi qu'avec tous les liquides assurant la prise des ciments dentaires. N01 N2 N3 N'4 -5 SiO2 49,50 51,93 51,93 52,00 52,00 Al203 23,50 19,38 19,38 t9,50 19,50 CaO 10,00 9,82 9,82 14,00 10,00 MgO " - - - 4,00 Na20 17,00 11,00 7,87 8,00 6,50 K20 - 7,87 11,00 6,50 6,50 La température de fusion de ces verres est voisine de 1600e avec un palier d'affinage de trois ou quatre heures. Les températures de filage des verres pour l'obtention des fibres sont comprises entre 12200c et 1360c. Les températures supérieures de dévitrification sont comprises entre 1180 C et 1250Cc avec une vitesse de croissance des cristaux ne dépassant pas, pour certains verres, 0,2 micron / minute. Les verres cités en exemple ne sont pas colorés.Ils peuvent 1' Btre sn ajoutant des oxydes minéraux dans leur composition. En pratique, pour faciliter leur fusion, les formules des verres cités en exemple sont composées à partir de feldspaths, de kaolins, de sable, de carbonate de chaux, de carbonate de magnésie, de carbonate de soude, de carbonate de potasse etc... Connaissant les analyses chimiques de ces différentes matières premières, il est facile de recalculer les formules de base. Les verres et les fibres mis au pcint suivant la présente invention peuvent avoir de nombreuses utilisations s -1- En art dentaire a) Les composants des verres suivant la présente invention, chauffés jusqu'à leur point de fusion, affinés, puis refroidis brusquement en les plongeant dans l'eau, donnent des verres qui une fois broyés finement peuvent etre utilisés en art dentaire comme d'excellents ciments dentaires silicates. b) Les verres cités en exemple suivant cette présente invention peuvent être filés industriellement sous forme de fibres ou de filaments. Si ces fibres sont coupées à des dimensions comprises entre 0,1 micron et 5 microns, elles peuvent Etre introduites à des pour centages variables dans les ciments dentaires. Ces ciments ont alors deux avantages sur les ciments de composition analogue vendus actuellement dans le commerce: Le premier avantage c'est que les fibres faisant prise en mtme temps que le ciment donnent au mélange une compacité maximum. Ces ciments une fois pris ont donc une résistanse mécanique très nettement supèrieure aux ciments du commerce dont la charge en fibres de verre reste inerte, puisque celles-ci ne font pas prise. Le deuxième avantage c'est que la prise des fibres a pour effet d'amollir leurs extrémités parfois piquantes, ce qui évite aux pointes affleurant en surface, d'irriter la dentlne,accident très souvent signalé avec les ciments de compositions analogues vendus dans le commerce, -2- Dans la fabrication des matériaux de construction Les verres obtenus suivant la présente invention, broyés finement ou grossièrement, colorés ou non, mélangés en toutes proportions avec les fibres colorées ou non, issues de ces mêmes verres, après avoir étes humectés avec le liquide occasionnant leur prise, peuvent astre moulés pour donner tous les matériaux servant à la construction: briques, carreaux, tuiles, bardeaux, ourdis, cloisons, boisseaux de cheminée etc... Les moules utilisés sont soit en pleutre imperméabilisé, soit en matières plastiques, soit en métal. Plus les surfaces des moules sont lisses, plus les faces des produits obtenus sont polies. Plus les produits sont comprimés dans les moules, plus les résistances des produits obtenus sont grandes Les temps de prise sont réglés en fonction de l'importanoe de la taille du produit à obtenir, en diluant plus ou moins l'acide phosphorique avec de l'eau. La prise des produits étant rapide, la production peut se faire sur des machines automatiques - 3 - Pour la fabrication d'objets divers On peut tisser les fibres colorées ou non, et obtenues suivant la présente invention, sous forme d'objets divers. Puis en prenant les précautions d'usage, on peut vaporiser les liquides occasionnant la prise des fibres sur ces objets, ce qui permet de les fixer définitivement dans la position désire. Ce procédé permet de fabriquer des objets translucides de toutes grandeurs, aussi bien industriels que décoratifs. - 4 -Pour effectuer des scellements Les ciments, additionnés ou non de fibres de verre, et obtenus suivant la présente invention, peuvent servir à faire des scellements à prise rapide, dans les industries du bâtiment. Ces ciments à prise rapide pourront titre commercialisés pour les particuliers, pour réaliser des scellements dans les murs, les plafonds, les sols des maisons, suivant le principe suivant: une dose de poudre de ciment additionné ou non de fibres de verre, et une dose de liquide nécessaire pour la prise seront vendus sous emballage plastique. Au moment de l'emploi, on libèrera le ciment et le liquide de leurs emballages. Les deux produits seront versés et rapidement malaxés sur une plaque jointe à 1' emballage à l'aide d'une spatule. Puis la ptte obtenue sera introduite dans le trou qui aura été fait dans le mur. On insèrera l'objet à sceller, clou, crochet etc...au coeur du produit. On laissera prendre. - 5 - Dans les industries de l'isolation phonique et thermique Les fibres de verre obtenues suivant la présente invention peuvent titre utilisées sous forme de laine de verre dans les secteurs de l'industrie nécessitant une isolation thermique ou phonique. Suivant les cas, on pourra faire prendre ou non cette laine de verre en vaporisant dessus des liquides communément utilisés pour faire prendre les ciments dentaires. REVENDICATIONS - 1 - Nouvelles compositions de verres caractérisées par le fait que ces verres, contenant de la silice entre 49 et 52 %, de l'alumine entre 19 et 23,5 %, des alcalino-terreux entre 9 et 15 % et des alcalins entre 3 et 20 %, peuvent se fibrer industriellement et que les fibres obtenues peuvent faire prise entre elles avec les liquides communément employés pour la prise des ciments dentaires. Les verres obtenus, broyés grossièrement ou finement, ainsi que les mélanges de ces verres avec les fibres, font également prise avec les liquides communément employés pour la prise des ciments dentaires. - 2. Nouvelles compositions de verres selon la revendication n01, caractérisées par le fait qu'elles peuvent être colorées par des oxydes minéraux ou par des colorants organiques. - 3. Nouvelles compositions de verres selon les revendications n'l et n02, caractérisées par le fait qu'elles peuvent être utilisées en art dentaire. - 4. Nouvelles compositions de verres selon les revendications nol et n 2, caractérisées par le fait qu'elles peuvent servir è fabriquer tous les matériaux utilisés dans les industries de la construction. - 5. Nouvelles compositions de verres selon les revendications nD1 et n02, caractérisées par le fait qu'elles peuvent servir, après tissage à fabriquer tous les objets connus, qu'ils soient industriels ou décoratifs. - 6. Nouvelles compositions de verres selon les revendications nt 1 et n02, caractérisées par ie fait qu'elles peuvent servir à faire des scel lements. - 7. Nouvelles compositions de verres selon les revendications n01 et n02, caractérisées par le fat qu'elles peuvent servir, sous forme de laine de verre, dans les industries de l'isolation phonique et thermique.