BE509085A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  PROCEDE DE FABRICATION DE PANNEAUX DE CONSTRUCTION INCOMBUSTIBLES. 



   La présente invention concerne un procédé de fabrication de pan- neaux de construction incombustibles qui peuvent être   utilisês   à la fois com- me revêtements de la surface intérieure de murs ou de plafonds et comme ma- tériau isolant. 



   Le besoin de tels panneaux s'est fait sentir depuis longtemps, mais le problème n'a pu être résolu jusqu'à présent de façon techniquement ou économiquement satisfaisante. On utilise généralement à cet effet des panneaux poreux et durs en fibres de bois, avec tous les risques d'incendié que comporte cette utilisation, du fait que ces produits prennent feu faci- lement et brûlent avec une grande facilité, en propageant le feu d'un local à un autre. 



   On connaît d'autres panneaux dits planches de plâtre",qui com- prennent une couche de plâtre doublée d'une couche de papier. En dehors du fait que, lors d'un incendie, la couche de papier brûle immédiatement du cô- té exposé aux flammes, ce produit-est incombustible mais il ne présente qu'une faible valeur au point de vue isolement et son prix de revient est élevé, en particulier dans les pays pauvres en dépôts de gypse naturel. 



   Selon l'invention, les panneaux de construction sont formés en majeure partie de fibres minérales à point de fusion élevé et qui, par con- séquent, n'entretiennent pas ou ne propagent pas le feu. A titre de fibres convenant pour les buts de l'invention, on peut mentionner les fibres de laine minérale artificielle, parmi lesquelles il y a lieu de comprendre la laine de verre,, la laine minérale et la laine de laitier, ou les matières fibreuses   naturelles,   telles que l'amiante. 



   Pour réunir les fibres en vue d'obtenir un panneau résistant non flexible, on utilise des matières minérales ou organiques d'une nature et 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 sous des concentrations telles que le panneau fini soit incombustible. 



   Selon une particularité de l'invention, on réduit à l'état de pâte fluide les fibres de laine minérale ou d'amiante, ou les deux en com- binaison, en les ajoutant à une solution diluée d'amidon soluble, avec ou sans autres agents liants, puis on fait égoutter la pâte et on la met sous forme de panneau à l'aide d'une machine de fabrication continue pour car- ton du type courant, après quoi on fait sécher le panneau ainsi obtenu. 



  On peut ou non soumettre le panneau à l'action d'une presse au cours du séchage. 



   L'invention est mise en oeuvre en préparant tout d'abord une solution diluée des liants puis en incorporant directement dans la solu- tion, de façon à en faire une pâte, les fibres de matière, par exemple de la laine minérale sèche sortant directement de l'installation où elle est fabriquée. On forme ensuite une feuille humide au moyen d'une machine à carton ou de fabrication de panneaux d'un type convenable, telle que cel- les qui sont habituellement utilisées pour la fabrication des panneaux de revêtement. 



   Après avoir formé et découpé en morceaux de longueur voulue la feuille humide, on la transfère, au moyen de dispositifs mécaniques conve- nables connus, dans un séchoir de type courant, par exemple un séchoir con- tinu à plusieurs étages ou une presse. On utilise le premier type de séchoir lorsqu'il s'agit de faire des panneaux isolants poreux, tandis qu'on a re- cours au séchage à la presse pour fabriquer des panneaux durs. Lors de l'o- pération de séchage, le panneau est durci et rendu résistant par l'action de liaison de la colle. Après l'avoir scié à la dimension requise, le pan- neau est prêt à être utilisé immédiatement. 



   Le liant est formé par de l'amidon qu'on a fait goufler en le chauffant avec de l'eau au-dessus de la température de gélatinisation,au- quel on peut ajouter d'autres liants d'origine minérale ou organique. 



   A titre de liants organiques convenables, on peut mentionner les acides résiniques partiellement ou totalement saponifiés présents dans la poix, la colophane, la résine ou brai liquide et les matières analogues, ou les acides gras saponifiés, avec ou sans addition d'un excès émulsionné du composé de base, c'est-à-dire la poix, la colophane, la résine liquide, les graisses, etc. A titre d'agent d'addition minéral, on peut mentionner le verre soluble. 



   Comme autres produits d'addition convenables, on peut citer l'al- bumine du sang, les résines phénoliques, les résines à base de   mélamine,   les résines à base d'urée, les dérivés solubles de la cellulose et les autres liants connus dans la technique. 



   On dilue dans l'eau la solution d'amidon, avec ou sans produits d'addition, à une faible concentration, par exemple inférieure à 1 %, ou à toute autre concentration, de préférence inférieure à 2   %   en poids de la matière organique, puis on forme une pâte fluide avec cette solution diluée et la laine minérale' ou l'amiante, ou les deux. On a constaté que les molé- cules d'amidon sont attirées à la surface des fibres, de sorte que le pro- duit fini présente une concentration en amidon bien supérieure à celle qu'on pourrait attendre de la concentration de la solution d'amidon elle-même. 



   Ce résultat, qu'on peut imputer à un phénomène d'électro-phorè- se, est très important du point de vue technique du fait qu'il devient pos- sible pratiquement de former un panneau au moyen d'une toile métallique con- tinue dans une machine ordinaire à fabriquer le carton. On peut ainsi réali- ser une production en série, ce qui réduit le prix de revient du panneau dans des proportions telles qu'il peut être utilisé dans la construction des habitations, aussi bien que dans des buts plus particuliers tels que, par 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 exemple, les panneaux acoustiques, l'isolement, etc..

   Grâce à la faible con- centration des liants dans l'eau d'égouttage sortant de la machine à fabri- quer les panneaux, l'excès de liquide nécessaire pour la mise en pâte des fibres et le feutrage du panneau sur la machine est égoutté rapidement, ce qui permet d'adoption de procédés normaux de fabrication. 



   On assure le contrôle de l'opération et par suite la teneur en substance organique du produit fini en réglant le pH de la pâte. Lorsqu'on utilise seulement de l'amidon comme liant, on règle convenablement le pH en ajoutant une base forte, comme l'hydrate de sodium, à l'eau dans laquelle on solubilise l'amidon, puis en acidifiant parun acide dilué tel que l'acide sulfurique. La v aleur finale du pH doit être maintenue avantageusement au- dessous de 6. 



  EXEMPLE 1: 
On forme une pâte de laine minérale, contenant 40 kg de ce pro- duit par m3 de pâte, avec une solution d'amidon solubilisé dans de l'eau ren- due alcaline par de l'hydroxyde de sodium, la concentration en amidon étant de   0,24   %. On ajoute ensuite de l'acide sulfurique jusqu'à abaisser le pH à 5,8. Après avoir formé un panneau avec cette pâte, sur une machine continue de fabrication du carton utilisée de la manière habituelle, on constate à l'analyse que le produit séché contient   4,5 %   de matière organique par rap- port au poids de la laine minérale. Ainsi 70 % environ du poids de l'amidon initialement utilisé dans la solution adhère à la laine minérale.

   La résis- tance à la rupture du panneau est de 19,7 kg/cm2, tandis que la résistance correspondante d'un panneau isolant en fibres de bois du commerce, de même épaisseur, est de 24 kg/cm2. Le panneau en laine minérale est légèrement plus lourd que celui en fibres de bois, mais il ne prend pas feu lorsqu'on le soumet à la flamme d'un bec Bunsen, tandis que le panneau en fibres de bois prend feu immédiatement dans ces conditions et brûle rapidement en se réduisant en cendres. 



   On peut obtenir une rétention encore plus complète du liant or- ganique sur les fibres de laine minérale en mélangeant l'amidon soluble à une émulsion d'acides résiniques partiellement saponifiées et en acidifiant le mélange par un sel métallique approprié tel que le sulfate d'aluminium, le sulfate de fer, le sulfate de zinc, etc... Le sel abaisse la valeur du pH et brise par suite l'émulsion, en précipitant les résines en excès, de mê- me que les savons métalliques insolubles.

   On obtient ainsi une précipitation complète detoute la matière organique sur les fibres et l'on réalise un pro- cédé grâce auquel on peut régler à volonté la teneur duliant dans le produit fini.   @   EXEMPLE 2: 
On prépare une pâte de fibres de laine minérale à une concentra- tion de 40 kg par m3 de pâte, avec une solution d'amidon solubilisé dans de l'eau légèrement alcaline contenant 0,24 % d'amidon mélangé à   0,024 %   de ré- sine liquide émulsionnée dans de l'eau rendue alcaline par addition de très faibles quantités d'hydroxyde de sodium. On acidifie ensuite la pâte en ajou- tant une solution à 10 % de sulfate d'aluminium jusqu'à ce que la valeur du pH soit descendue à 5,6. On fabrique un panneau sur une machine du commerce et on l'analyse.

   On constate qu'il s'est produit une précipitation complète sur les fibres minérales des composés organiques ajoutés. Le panneau en laine minérale est plus résistant qu'un panneau du commerce en fibres de bois et il ne brûle pas ni ne propage la combustion. 



  EXEMPLE 3: 
On opère comme dans l'exemple 2 pour fabriquer un panneau de fi- bres d'amiante. Le produit obtenu a à peu près la même densité que celui fa- briqué selon l'exemple 2, mais il présente une résistance à la rupture de 54,7   kg/cm2.   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   On peut précipiter de façon analogue sur les fibres de l'albu- mine du sang, des résines phénoliques et autres liants analogues. 



   L'eau d'égouttage sortant de la machine peut être réutilisée à la manière habituelle ou peut être rejetée. Dans le premier cas, on ajoute de façon continue de nouvelles quantités de liant envue de maintenir la concentration convenable. Après l'avoir séché et découpé aux dimensions re- quises, le panneau est prêt à être utilisé immédiatement. Lorsqu'on doit préparer un panneau isolant, on conduit l'opération de manière telle que la   substance   organique forme environ 5 % en poids du total. 



   Le panneau ainsi obtenu a une résistance de l'ordre de celle des panneaux poreux en fibres de bois. Pour le même volume de fibres et le même volume d'air, le panneau pèse près du double d'un panneau correspondant en fibres de bois par suite de la différence entre les densités des fibres qui les constituent. 



   Lorsqu'on fabrique un panneau dur en utilisant de la laine miné- rale comme fibres, on a constaté qu'il convenait du point de vue de la ré- sistance, d'ajouter une petite proportion de   flores   de bois ou d'amiante à le laine minérale au cours de sa mise enpâte. Naturellement, lorsque des fibres de bois combustibles entrent dans la composition du panneau, leur proportion ne doit pas être de nature à compromettre les propriétés d'in combustibilité du panneau. Dans le cas de l'amiante, il convient d'utiliser des fibres lon- gues. Il suffit d'ajouter moins de 5 % de ces fibres (calculés sur le poids de la laine minérale) pour conférer au panneau une résistance comparable à celle d'un panneau dur de revêtement fait enfibres de bois.

   On a constaté, dans le cas d'un panneau dur de revêtement fait enlaine minérale, qu'il con- venait de placer le panneau humide sur une feuille mince de pâte de bois ou de fibres d'amiante. A cet effet, on place de feçon continue unefeuille min- ce de papier sous le panneau humide lorsque ce dernier quitte la machine de fabrication des panneaux pour être dirigé sur la table à rouleaux, et on coupe le papier en même temps que le panneau humide. On peut aussi déposer une couche mince de pâte de bois ou de fibres d'amiante sur la toile métalli- que de la machine et y déposer ensuite la pulpe de laine minérale. 



  EXEMPLE 4: 
On fabrique un panneau dur en formant une pâte avec de la laine minérale, 5 % de son poids de fibres de bois défibrées au moyen d'un défibreur Asplund, et une solution d'amidon solubilisée dans l'eau, la concentration étant de   40   kg de laine minérale, 2 kg de pâte de bois sèche et 2,4 kg d'a- midon par m3 de pulpe. On précipite les liants par du sulfate d'aluminium, puis on met la pâte sous la forme d'un panneau humide qu'on place sur une feuille mince de papier que l'on presse et sèche dans une presse du type uti- lisé pour la fabrication des panneaux durs de revêtement en fibres de bois. 



  Le panneau dur en laine minérale ainsi obtenu a la même épaisseur qu'un pan- neau de revêtement du commerce et présente une résistance à la rupture de 231   kg/cm2.   La laine minérale utilisée dans ce procédé n'a pas besoin d'être imprégnée, ou bien si elle l'est, il convient d'utiliser un composé qui con- tribue à conférer à l'article des propriétés avantageuses. Les matières conve- nant à cet effet sont, par exemple, la colophane ou les résines du type ci- dessus mentionné. 



   Bien que les manières de procéderindiquées dans les exemples ci- dessus correspondent-   aumode   préféré de mise en oeuvre de l'invention, on peut également effectuer la précipitation dans l'ordre inverse sans inconvénient; par exemple, on peut solubiliser l'amidon dans un acide ouun sel acide tel que le sulfate d'aluminium, puis ajouterl'émulsion de résine liquide après avoir ajouté et transformé en pâte les fibres minérales. 



   Les "perles" qui se rencontrent souvent dans la laine minérale sont préjudiciables à la bonne marche du procédé et doivent être éliminées 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 avant d'envoyer la pâte de laine minérale sur la machine à fabriquer les panneaux.

Claims (1)

1. RESUME.

   L'invention comprend notamment: 1 Un procédé de fabrication de panneaux de construction incombustibles dans lequel on forme une pâte avec des fibres de laine minérale oud'amiante, ou les deux en combinaison;, et une solution diluée d'amidon solubilisé, puis on élimine l'eau de la pâte ainsi préparée que l'on met sous la forme d'un panneau sur une machine de fabrication continue du carton, après quoi on fait sécher le panneau ainsi obtenu, en le soumettant ou non à l'action d'une pres- se.

   2 ) Des modes de mise en oeuvre présentant les particularités suivantes prises séparément ou selon les diverses combinaisons possibles : a)on mélange des fibres de bois à la pâte de fibres de laine mi nérale; b) la solution d'amidon contient des produits d'addition ou au- tres liants organiques ou minéraux; c) les liants additionnels consistent en totalité ou en partie en acides résiniques partiellement saponifiés; d) les liants additionnels consistent enune ou plusieurs résines du type phénolique ou crésolique, de résine à base de mélamine ou d'urée, ou de dérivés solubles de la cellulose; e) les liants utilisés renferment del'albumine du sang ; f) on règle la précipitation du liantsur les fibres en réglant la valeur dupH de la pâte;

   g) la pâte de laine minérale, avec ou sans addition de fibres d'amiante ou de bois, est déposée de façon continue sur une mince couche de pâte de bois ou de papierque l'on sèche avec la laine minérale.

   3 ) A titre de produit industriel nouveau, un panneau de construc- tion comprenant de la laine minérale ou de l'amiante ou des mélanges de laine minérale et d'amiante, avec ousans addition de fibres de bois et d'un liant formé en partie et en totalité par de l'amidon solubilisé.