INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On peut ajouter les ingrédients tous à la fois ou progressi vement. On ajouté préférence en dernier lieu l'agent de liaison ou de cimentation et l'agent de gélification. On mélange les ingrédients jusqu'à ce que la composition soit relativement uniforme et jusqu'à ce que la viscosité commence à augmenter nettement. la période de mélange se détermine par l'intervalle de viscosité requis pour le procédé particulier de mise en oeuvre ou d'application que l'onutilise.Ce procédé dé simplifié selon la présente invention produit une mousse de silicate crémeux étonnamment uniforme et ayant les propriétés remsrquables dú fait que chaque composition présente une faible masse volumique, une solidité mécanique élevée, une bonne résistance à l'eau et peu ou pas de difficultés dues à un retrait et dues à une instabilité de la viscosité lors de la mise en oeuvre ou de la projection de pulvérisation.
la figure unique du dessin annexé est un graphique en poises montrant la viscosité mesurée/à l'aide d'un viscosimètre Brook- field (ordonnées, à l'échelle logarithmique) en fonction du temps en minutes (en abscisses, échelle linéaire) pour une composition de mousse de silicate de la présente invention dans des conditions atmosphériques comme décrit dans l1exem- ple 1.
La composition préférée de la présente invention comprend de (a) environ 31 parties de silicate de sodium hydrosoluble ; (b) environ 14 parties de silicofluorure de sodium (c) environ 2 parties de fibres de verre découpées et (d) environ 1 partie d'huile de tell, diacide linoléique, d'acide oléique, d'un amide ou d'un de leurs mélanges, en mélange avec environ, 52 parties dteau et avec de l'air entraîné, pour 100 parties en poids de mousse. On peut utiliser d'autres agents de gonflement, mais on prefère de l'air pour l'obtention d'une consistance uniforme lors du mélange et du durcissement ou de la prise.On peut utiliser avec de la fibre de verre d1au- tres additifs ou dtautres charges pour obtenir des propriétés particulières comme de la couleur, un moindre prix de revient, des propriétés particulières à la compression, des propriétés particulières de solidité mécanique, ou des propriétés particulières d'isolement.
On peut préparer la composition de l'invention par le procédé simplifié de l'invention en un temps relativement court de mise en oeuvre. Le temps de mise en oeuvre consiste en le temps nécessaire pour le mélange, la coagulation, la prise ou fixation et le durcissement de la compo- sition. Le temps de coagulation est la phase ou période de temps qui s'écoule depuis le moment où la mousse commence à stépaissir jusqutau moment où elle ne coule plus de façon appréciable. Le temps de prise est la phase de durcissementt lors que la mousse atteint la solidité mécanique et la résistance à l'eau.La mousse change rapidement et passe de l'état d'un liquide ou dune pâte mousseuse à l'état d'un gel souple et puis progressivement à l'état d'une mousse solide. On peut aisément mettre en oeuvre ou en forme la composition de li- quide ou de pate-par des procédés connus comme l'extrusion, -le mélange ou tout simplement la coulée. On peut également l'appliquer par projection de pulvérisation. Une fois la composition mise sous forme d'objets façonnés pour l'isolement ou la structure comme des feuilles, des feuilles incurvées, un revêtement de surface ou d'autres formes façonnées, on peut faire durcir cette composition par l'un des divers procédés -destinés à former une mousse solide.En outre, on peut briser en un agrégat de la mousse part le liement ou entièrement durcie et l'on peut donner une forme à cet agrégat et le faire fondre par la chaleur pour produire un objet façonné. Pour faire fondre l'agrégat de mousse, on préfère ajouter un supplément d'eau (1-15 %) et l'on préfère avoir des particules d'une granulométrie bien précise- afin d'obtenir une structure uniforme des cellules de la mousse. On préfère un chauffage par micro-ondespour faire fondre l'agrégat de mousse de silicate et obtenir une structure de mousse très légère.
Dans un procédé préféré, on ajoute les ingrédients de cette composition, avec de l'eau, dans un mélangeur et l'on mélange en présence d'air à une pression manométrique d'environ 0,35-21 bars. la pression manométrique préférée de l'air varie entre environ 1,4 bar pour produire des mousses relativement denses à résistance mécanique élevée jusqu'à environ 70 bars pour produire des mousses de faible densité. On agite le mélange jusqu'à ce que les ingrédients soient uniformément mélangés et commencent à réagir. La viscosité de la composition commence à augmenter nettement, ce qui indique une réaction des ingrédients.On peut régler dans une certaine mesurel'intervalle de la viscosité en faisant varier la quantité d'veau que l'on utilise. la quantité minimale d'eau requise est celle qui est nécessaire pour mouilleur de façon poussée ls ingrédients e-t en permettre la réaction. Une quantité excessive d'eau diminue la viscosité et augmente la durée de la réaction, mais elle abaisse également la solidité mécanique finale de la composition. On peut effectuer une agitation du mélange en faisant passer à l'aide d'une pompe du gaz dans le mélange, en faisant circuler un fluide dans le milieu de réaction ou bien en soumettant le mélange à une agitation mécanique.On peut incorporer dans le mélange l'agent de gonflement sous la forme dtun gaz dissous ou entratné ,ou bien en ajoutant à la composition un agent capable de libérer du gaz afin de produire une mousse de très faible masse volumique. Telles qu'elles servent dans le présent mémoire, l'expression "faible masse volumique" signifie une masse volumique d'environ 0,08 à 0,32 g/cm3, une masse volumique moyenne représente environ 0,32 à 0,64 g/cm3 et une masse volumique élevée environ 0,64 à 0,96 g/cm3. On utilise également l'expression de "faible masse volumique1! pour indiquer une masse volumique inférieure à environ 0,80 @@@@3 A une viscosité prédéterminée, on peut appliquer la composition par l'une des diverses techniques possibles. le procédé d'application ou de mise en forme ou en oeuvre détermine 11 intervalle de viscosité de la composition que lton peut utiliser. On peut facilement déterminer cet intervalle de viscosité grace à une quantité minimale d'expérimentation.
On-note commodément la viscosité dans le cas d'un mélange mécanique enjuivant la vitesse du mélangeur ou du malaxeur. Cette viscosité peut varier avec les conditions de mise en oeuvre ou en forme et avec l'appareil que l'on utilise. Par exemple, la viscosité peut varier dans un large intervalle si la comEosition doit entre appliquée à la main, par extrusion ou par moulage. C'est-à-dire que l'état de la composition peut varier depuis un liquide jusqu'à une pate épaisse. Si l'on doit appliquer la composition par projection de pulvérisation ou par coulée, ii convient de maintenir la viscosité dans un intervalle relativement étroit et a composition doit pouvoir couler facilement. Pour un réglage précis de la viscosité de la composition, on peut abouter un agent de durcissement ou un agent de prise rapide à ce mélange, à titre de dernier in grédient ou au moment où lton applique la composition.
Dans un procédé préféré pour produire la composition de la présente invention, on prémélange lteau et le silicate hydrosoluble pour former une dispersion ou solution aqueuse.
On ajoute ensuite les autres ingrédients à cette solution, en ajoutant en dernier lieu l'agent de liaison ou d'apprêt et lla- gent de durcissement. Avec ce procédé, la quantité d'eau que lton utilise est en général légèrement supérieure à celle nécessaire pour dissoudre complètement le silicate. On peut utiliser un excès dteau pour diminuer la viscosité de la composition et en-permettre un malaxage plus facile. Inversement, on peut utiliser une quantité d'eau inférieure à la quantité requise. La quantité d'eau préférée est celle requise pour dissoudre complètement le silicate Dans un autre procédez préféré, on mélange les ingré- dients -de la composition sèche, à savoir le silicate de métal alcalin, le silicofluorure de sodium et de la fibre de verre, pour former un prémélange sec.On incorpore ensuite dans ce prémélange sec les ingrédients normalement liquides, c'est-à- dire l'agent de durcissement et l'eau. la mousse de silicate préparée de cette façon a une solidité mécanique légèrement inférieure à celle du procédé ci-dessus, sauf si l'on dlsper- se le silicate et si on le fait vieillir ou mûrir durant 24 heures environ avant de l'utiliser. Le silicate se dissout lentement. On pense que la période de 24 heures est nécessaire pour obtenir une solution ou une dispersion uniforme. On utilise avantageusement ce procédé comportant la formation d'un prémélange sec lorsque l'on désire obtenir une composition en forme de pute.Pour l'un ou l'autre de ces procédés, on peut ajouter l'agent de gonflement sous forme d'un composé sec pouvant libérer du gaz ou bien on peut incorporer cet agent sous pression sous laforme d'un gaz dissous ou entrat- né.
le procédé simple et la composition de la présente invention produisent une mousse de silicate que l'on peut facilement appliquer par des techniques classiques, et même par pulvérisation pneumatique ou projection pneumatiaue. Bes raisons de cette souplesse d'application et des propriétés remarquables de la mousse ne sont pas entièrement connues, puisque aussi bien le procédé que la composition sont remarquable ment simples. Comme on le voit à la fi z e unique du dessin annexé, la viscosité de la mousse augmente rapidement pendant 3 à 4 minutes environ ; le taux d'augmentation de la viscosité est ensuite moindre, mais il est relativement constant jusqu'à 25 minutes environ.On a trouvé que les compositions préférées de la présente invention peuvent être projetées par voie pneumatique sur une surface verticale, Une mousse de silicate de la présente invention, préparée par le procédé de 'in- vention et appliquée par projection ou par coulée, présente une plus grande solidité mécanique, une plus grande résistance à l'eau et une plus grande rétention de la solidité méca- nique que la mousse de silicate antérieurement connue.
On peut effectuer le durcissement d'une composition de la présente invention par application de l'un quelconque des divers procédés possibles. Ces procédés comprennent (1) le maintien de la composition à une température comprise entre environ 0 et 10000 ; (2) l'application d'un chauffage (3) l1incorporation d'un agent de prise rapide dans la composition ; ou (o) l'exposition de la composition à un agent de prise rapide. Le procédé particulier de durcissement est déterminé par le mcde d'application et par la durée de prise ou de durcissement que l'on désire.Par exemple, on durent de préférence la composition en la maintenant simplement à une température d'environ Oo à 100 C dans des conditions atmosphériques. Ce procédé est particulièrement avantageux lorsque la composition a été appliquée par projection.On peut utiliser des températures élevées pour le durcissement, et dans ce cas l'humidité de la composition s'évapore et joue le rôle d'un agent de moussage ; il n'est alors pas nécessaire d'ajouter un supplément d'agent de moussage Un chauffage diminue le tempe nécessaire à la composition pour son durcissement et le chauffage favorise ltévaporation de l'humidité Dans le procédé de durcissement dans les conditions atmosphériques, la composition est qvasi totalement durcie en quelques heures, et la composition doit avoir une viscosité relativement élevée lors de sa mise en oeuvre ou en forme pour maintenir cet te forme.Lorsqu'on incorpore un agent de prise rapide ou l'agent de lorsqu'on expose la composition à l'action de prise rapide, on provoque une coagulation initiale et un durcissement en une période de l'ordre d'environ 0,25 à 1 minute.
On peut utiliser n'importe quel procédé classique de chauffage pour durcir la mousse de silicate de la présente invention. Cependant, puisque la mousse est un bon-isolantS le chauffage par convection sera lent ou pratiquement limité à de minces revetements ou à des produits ou semi-produits minces. On préfère chauffage par rayonnement, en particu- lier par micro-ondes, pour un durcissement rapide et pour une mousse pour laquelle on utilise dans la composition de l'eau comme agent de gonflement. Des fours industriels à microondés peuvent dilater et faire durcir en moins de 15 minutes environ des mousses façonnées ayant 5 à 7,5 cm d'épaisseur.
la On peut utiliser une exposition de/surface pour main- tenir en place une mousse pouvant facilement s'écouler, en laissant s'effectuer à l'intérieur de cette mousse un durcissement dans les conditions atmosphériques. Avec l'un quelconque des procédés ci-dessus, un durcissement initial implique une coagulation et une prise ou durcissement de la composition pour former une -structure dure quoique encore souple et qui, de façon typique, présente une texture satinée de surface brillante et un aspect blanc crémeux uniforme. On peut modifier cet aspect par des charges, des pigments ou rev8te- ments superficiels facultatifs0 La poursuite du durcissement sans chauffage implique une perte progressive d'humidité jusqu'à ce que la composition se stabilise à une proportion d'en- viron 12 ?jo d'eau libre et à une proportion d'environ 10 % de matière volatile adsorbée.- En règle générale, les compositions de la présente invention durcissent dans les conditions atmos- phériques sans variations importantes du volume, ce qui est particulièrement avantageux pour des articles moulés, de produits ou semi-produits façonnés pour des structures et pour l'isolement.Pour permettre un durcissement dans les conditions atLiophériques, -il faut laisser la mousse durcir et perdre de lteau. La vitesse à laquelle s'effectuent ces processus est proportionnelle à la température ; par conséquent, dans certaines cas, il peut être nécessaire pour le durcissement d'appliquer un chauffage et de se placer dans un milieu environnant relativement sec. I1 convient d'éviter des conditions de froid correspondant à une congélation et une humidité élevée, jusqutà ce que la mousse soit entièrement durcie.
Pour un durcissement dans des conditions dthumidité élevée, on peut incorporer dans la composition des ingrédients particuliers, comme un amide ou un alcool halogéné, ou bien l'on peut utiliser ces ingrédients particuliers pour traiter la surface de la mousse.
On peut utiliser la mousse de silicate de la présente invention elle-m8me pour constituer les produits ou semi-produits a'isolement ou de structure obtenus ou bien lton peut mettre en oeuvre ou en forme la mousse avec une armature de renforcement. Des structures préférées d'armature de renforcement comyDrennent les structures fibreuses et en feuille comme des pilets, des nids d'abeilles, de la feuille, du cordé ou du tissu. Ces structures d'armature peuvent être constituées par du papier, du "Nylon", du coton ou par une au tre matière classique d'armature. On peut également utiliser de la tige et du fil d'acier.
-On peut, à l'aide de ces matières d'armature, mettre en oeuvre des structures de mousse pour obtenir de la solidité mécanique, de la souplesse, une prévention des ruptures et éclatements,, une protection de surface, pour joindre des articles façonnés et pour fixer des articles et produits fa çonnés à d'autres structures0 L'armature peut être constituée par du papier, du tissu et par d'autres moyens capables de rendre plus rapide le durcissement par un effet de mèche, ou bien cette accélération du durcissement peut être obtenue par l'addition d'uL agent de prise rapide au moyen d'armature ou de renforcement. Une structure renforcée ou armée préférée comprend une structure en nid dta beilles en papier kraft entièrement remplie de mousse.
L'armature doit être constituée par des nids d'abeilles, une étoffe, de la fibre en ruban, du filet, des fils notamment des fils métalliques ou une feuille perforée constituée de la matière ci-dessus.
Suivant les tableaux d'équilibre des matières 1 et 2, la teneur en souffre du ferrochrome fondu initial dans l'expérience correspondant à l'exemple 3 s'est abaissée de 0,15 à 0,10 %. Cet abaissement de la teneur en souffre suppose au préalable un rapport H2S/H2 beaucoup plus élevé, par comparaison avec le calcul de la description du procédé en tenant compte de la proportion d'hydrogène utilisée pour l'halogénation. L'effet mélangeur des halogénures sur le bain fondu est considérable et il apparaît que l'élimination du soufre dans la phase gazeuse se produit aussi avec des rapports H2S/H2 proches de ceux de l'équilibre.
La valeur de l'effet du paramètre du carbone, qui augmente fortement le coefficient d'activité du soufre, est relativement bien connu, mais les valeurs de l'effet du paramètre du chrome, qui en abaisse l'activité, sont imprécises.
L'intervalle de validité des valeurs de paramètres utilises dans la description du procédé s'étend seulement à une valeur de teneur en chrome d'environ 20 % de Cr dans le bain fondu.
Des paramètres beaucoup plus faibles en valeurs absolues ont été obtenus dans des expériences avec des teneurs en chrome plus élevées que celle-ci. On sait que le chrome introduit une solution de continuité dans la solubilité à l'état fondu du système Fe-S, ctest a-dire que le bain fondu est divisé en deux couches de métal fondu qui se séparent l'une de l'autre, l'une riche en soufre et l'autre pauvre en soufre. Beaucoup d'éléments d'alliage du produit fondu (par exemple B, C, P, Si, Su, Al, Ce, Mn, Ti, Zr) étendent cette solution de continuité dans la solubilité en direction des basses teneurs en soufre.
Etant donné la haute teneur en chrome du produit fondu étudié, il est possible qu'une certaine séparation au sein du melt ou au moins (basse teneur en soufre) que certains groupements d'atomes en vue dsune séparation puissent avoir lieu au sein du produit fondu. L'effet du paramètre du chrome utilisé, qui ne s'étend pas à l'intervalle hétérogène, peut ainsi avoir une valeur absolue trop élevée et l'activité calculée pour le soufre peut être trop basse dans ces conditions. Il y a évidemment une quantité d'autres raisons pour que la quantité de soufre éliminée soit plus grande que celle calculée, mais il n'y a pas de raison de les discuter ici.
Lorsque, après halogénation, on élimine du soufre du bain fondu jusqu'à une teneur en S de 0,05 en soufflant de l'hydrogène dans le bain fondu, on note que les valeurs d'activité du soufre dans le bain fondu sont suffisantes et que la proportion d'hydrogène requise par tonne de bain fondu est d'environ 150 m3. Ainsi, au moyen d'un procédé de circulation convenable, en éliminant de l'hydrogène la quantité de H2S produite (par un bain de métal ou de sel, avec des copeaux de métal, etc.), même de petites quantités de soufre peuvent être éliminées d'un ferrochrome fondu présentant une teneur élevée en carbone.
Exemples 4 et 5 Dans les expériences correspondant aux exemples 4 et 5, Si, B, Ti et Ce sont mélangés à un bain fondu de ferrochrome déjà purifié. Les bains fondus ainsi obtenus sont traités au fluor en présence d'hydrogène (H2/F2 = 1,15).
Dans l'exemple 4, on utilise un ferrochrome correspondant à celui des exemples précédents, mais dans l'exemple 5 la teneur en chrome du produit fondu est plus élevée que dans les précédents. Les équilibres de matière et de chaleur correspondant aux exemples sont donnés sur les tableaux 1 à 4.
On peut noter, d'après les équilibres de matière, que le silicium et le bore sont aussi éliminés du bain fondu. La nature fortement exothermique de l'halogénation, qui cause une élévation très importante de la température des produits du procédé, peut être notée à partir des équilibres thermiques correspondant aux exemples 4 et 5. Bien que l'on utilise un tuyau de vapeur pour enlever la chaleur en excès de la cuve, il se produit une élévation de température dans les produits. L'équilibre thermique est seulement approximatif en ce qui concerne les quantités de chaleur. Dans l'équilibre de l'exemple VB, le bain fondu est refroidi à.l'azote.Il faut mentionner que l'utilisation d'un bain de sel fondu (fluorure alcalin + CaF2 + CaO; CaF2 /CaO = 4) que l'on fait fondre dans la cuve n'a pas un grand effet d'évacuation de la chaleur sur le système. La proportion de sel de 12 kg/tonne de ferrochrome fondu (ce qui correspond à une couche de 2 cm) abaisse la température des produits que de quelque 40 à 500C.
Les sels alcalinoterreux contenant un halogénure (Cl, F) alcalin et dont 11 intervalle de point de fusion a été relevé en utilisant des oxydes alcalinoterreux ou de l'alumine conviennent à l'utilisation à ces températures élevées bien qu'ils n'aient pas une grande capacité à dissoudre les halogénures.
Exemples 6 à 9 Les exemples 6 à 9 illustrent les effets des divers composants du-groupe des halogènes sur un bain de ferrochrome fondu lorsque les métaux Ti, Nd,-Cu et Ta ont été ajoutés à un bain fondu déjà purifié. Les équilibres de matière correspondant à ees exemples sont donnés sur les tableaux 1 à 3.
On peut noter d'après les équilibres de matière que le tantale est éliminé du ferrochrome fondu sous forme de fluorure et le cuivre est éliminé partiellement sous la forme de bromures et dgiodures. Il faut mentionner que le carbone augmente l'activité d; cuivre dans le bain fondu d'environ une décimale, mais que cette activité est néanmoins très basse. Dans l'évaporation du fer et du chrome, on peut déjà noter une augmentation de la sélectivité de l'halogénation lorsque le numéro périodique de l'halogène augmente (avec de légères exceptions). La figure 4 montre, sur la base des analyses des métaux et de la phase gazeuse,les les points correspondant à la composition d'ensemble des phases gazeuses obtenues en utilisant divers halogènes.On peut noter une déviation réciproque des points sur la figure; il est évident que cette déviation est due aux différences entre les teneurs en halogènes des halogénures formes.
Les valeurs des pertes calorifiques des équilibres calorifiques correspondant aux exemples, calculées à partir des valeurs précédentes de la grande cuve (correspondant aux débits de charge) sont indiquées entre parenthèses sur les équilibres du tableau 4 de même que le sont les températures des produits obtenus en utilisant ces pertes de chaleur.
Exemples 10 et 11 Le procédé suivant l'invention a été créé principalement pour le traitement du ferrochrome mais il convient aussi à de nombreux alliages ferreux. Quelques-uns des alliages que l'on peut mentionner sous ce rapport sont les alliages ferreux de tungstène, de molybdène, de niobium et de tantale. Les exemples 10 et Il correspondent à un traitement de chloruration des alliages ferreux de molybdène et de niobium mis en oeuvre par parties d'une tonne dans un four électrique.
Le procédé d'halogénation est applicable à la fois à des alliages exempts de carbone et à des alliages carburés de ces métaux.
Ceux-ci tendent à former des carbures très stables et leurs activités dans les alliages fondus sont ainsi principalement comparables à l'activité du chrome. Lorsque l'on utilise des halogènes en présence d'hydrogène, les constantes d'équilibres correspondant à la formation d'halogénure de ces métaux sont cependant si faibles que ltévacuation par évaporation des métaux de base est très faible, meme lorsque l'on traite des alliages exempts de carbone.
Selon un développement de l'invention, la poignée est renf > cée par des pattes de renforcement comportant ou non une garniture de fils ou de tissu, collées dans la zone des incisions, de préférence â l'intérieur, sur les rabats d'angle. Lorsqu'il s' t de sacs à plusieurs couches, ces pattes de renforcement peuvent également être collées entre les couches.