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Il Perfectionnements à la fabrication de produits cérami- ques " .
La présente invention se rapporte à la fabrication de produits à partir d'argile, et elle concerne plus particulièrement la fabrication,à partir d'argile, de produits vitreux analogues à de la porcelaine et caractérisés par une structure relativement dure, dense, translucide.
L'invention a pour but d'obtenir un procédé de fabrication de produits du type ci-dessus, dans lequel l'utilisation de feldspath comme fondant est réduite à un minimum ou est entièrement évitée.
Dans la fabrication de produits cêramiques,telsque des produits en poroelaine ou matière analogue, il est de pratique courant d'incorporer à une argile plastique, telle qu'une argile à poterie, des proportions appropriées d'un fondant, tel que du feldspath, et une matière relativement infusible, possédant des caractéristiques de faible retrait,telle que de la silice ou du silex broyé,pour
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obtenir un corps qui, à l'état humide, peut être travaillé te manière à donner des masses oohérentes. Lorsque ces masses sont séchées et soumises à la cuisson à une température appropriée, elles fondent en corps tenses,relati- vement résistants, qui supporteront une utilisation ordinaire et qui, par un vernissage ou glaçure, présentent un aspect relativement agréable à l'oeil.
Le feldspath , qui est habituellement utilisé comme fondant dans les corps mentionnés ci-dessus, est relativement coûteux et ne produit pas toujours les résultats désirés. Il a été effectué des essais en vue de remplacer la totalité ou une partie de cet ingrédient des corps en poterie par du verre finement broyé. Cette dernière matière consiste essentiellement en silice, mélangée à des fondants, tels que des composés alcalins et alcalino-terreux. Bien qu'il ait été constaté que le verre possède des propriétés satisfaisantes comme fondant et qu'il puisse être fritté de façon relativement facile pour constituer une masse résistante, cohérente et plus ou moins translucide, on rencontre en pratique réelle certainesdifficultés dans son utilisation.
Par exemple, il a été constaté que lorsqu'on amène la matière sous forme d'une barbotine, telle que celle employée pour couler de nombreux articles, tels que des articles sanitaires, cette matière tena à subir une hydrolyse assez rapide, avec un changement résultant dans la valeur du pH de la suspension. Apparemment, les changements dans la valeur du pH de la barbotine ont pour résultat des changements dans les caractéristiques de coulée de la matière. Par exemple, lorsque les matières sont fortement alcalines, elles iorment une suspension non floCulente fortement dispersée. Des variations dans la valeur du pH de la barbotine ont pour résultat des variations dans l'épaisseur et la fragilité de l'article coulé.
Si on essaie de régler la valeur du pH de la barbotine-par addition t'un acide ou de sels acides, il
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faut prendre grand soin, pour obvier à un abaissement ex- oessif de cette valeur du pH, qui tend à faire prendre le corps en une sorte de gelée. Ces réglages avec des acides ou des sels acides ne sont que temporaires et ne sont pas satisfaisants lorsqu'un emmagasinage de la barbonite est nécessaire.
Dans des procédés où la matière est travaillée sous forme d'une masse plastique, une alcalinité excessive est nuisible, parce qu'elle affaiblit le corps avant cuisson et que la matière est difficile à travailler. D'autre part, une acidité excessive est nuisible, parce qu'elle augmente le retrait de la matière pendant la cuisson et entraîne des difficultés dues au gauchissement.
La présente invention est basée sur la découverte que, en soumettant du verre à l'état finement divisé à un traitement préalable par un acide, ou, de préférence,. en soumettant le verre initialement à un traitement par un alcali et ensuite par un acide,et en lavant ensuite convenablement la matière pour enlever des sels et de l'acide libre, il est possible d'obtenir une matière sensiblement exempte des difficultés mentionnées ci-dessus. Par exemple, on constate que du verre ainsi traité est essentiellement "trempé à la surface", c'est-à-dire que des particules de verre paraissent comprendre des noyaux de verre essentiellement non modifiés, convenant de façon excellente pour agir comme fondant dans des corps en poterie.
En même temps, les particules comprennent des couches extérieures à partir desquelles les alcalis solubles ont été enlevés en grande partie, en laissant ainsi une couche résiduelle de silice, sous des formes appropriées. Par conséquent, ces particules, lorsqu'elles sont mélangées dans une barbotine d'argile ou sont incorporées dans un corps en argile plastique, donnant pour résultat des corps en poterie d'une valeur initiale de pH relativement basse. Cette valeur de pH est également relativement constante, en permettant
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ainsi la formation de charges relativement grandes de matière, qui peuvent être maintenues en magasin pendant des périodes considérables de temps et peuvent être tra- vaillées à mesure des besoins par le fabricant.
Dans la réalisation pratique de l'invention,du verre, par exemple du verre de la qualité de glaces ordinaires, ou du verre à vitres, et consistant essentiellement en silice, alcali et chaux, est broyé en particules de di- mensions appropriées. De préférence, la plus grande par- tie de la matière passera à travers un tamis de 200 mailles au pouce linéaire ; elle peut être broyée à un état de di- emsion vision plus fine, si on le désire. La dim minimum des particules est dictée en grande partie par le prix du broyage. Le verre broyé est ensuite traité pendant une période de temps considérable, par exemple en 10 ou 12 heures, plus ou moins, par un acide, par exemple un acide minéral fort, tel que de l'acide sulfurique ou chlorhydri- que . Le premier est préférable, mais le second peut éga- lement être utilisé, si on le désire.
On emploie de pré- férence de l'acide d'une concentration 5/10 à 1 normale ; si la concentration dépasse sensiblement les limites indi- quées ci-dessus, on constate que l'alcali est superficiel- lement extrait de la surface des particules et que la pénétration cesse ensuite ou est réduite à un degré tel que l'action de l'acide est moins efficace que si on uti- lise des concentrations plus faibles. Le volume de la so- lution utilisée peut varier dans des limites considérables.
Il a toutefois été obtenu des résultats satisfaisants par l'utilisation de 50 parties en poids de solution pour 50 parties en poids de verre broyé. On peut obtenir une amé- lioration additionnelle du verre si, préalablement au traitement par un acide, on soumet ce verre à l'action d'un alcali, tel que du carbonate de sodium ou de la soude caustique. Par exemple, on a mélangé 50 parties. de verre
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broyé à 50 parties en poids de soude caustique normale, et on a laissé reposer pendant environ deux heures. On a ensuite filtré la matière ainsi traitée, on @ l'a lavée et on l'a laissé reposer dans de l'acide sulfurique normal pendant une période de temps de 10 à 12 heures. On l'a en- suite lavée et séchée.
Les opérations constituant le procédé peuvent être représentées schématiquement comme suit :
Procédé de traitement du verre :
Traitement par un acide seul :
Pulvérisation du verre jusqu'à ce qu'il passe à travers un tamis à 200 mailles au pouce linéaire
Traitement par un acide d'une concentration 0,5 normale pendant 12 heures
Lavage
Séchage.
Traitement combiné:
Pulvérisation du verre jusqu'à ce qu'il passe à travers.un tamis à 200 mailles au pouce linéaire Traitement par un alcali carbonate de soude)Solution apTraitement par soude caustique )proximative- (silicate de soude )ment norma= )le pendant )6-12 heures.
Lavage
Traitement par un acide d'une concentration 0,5 normale
Lavage
Séchage
Comme le verre contient une proportion considérable d'alcali hydrolysable, un simple traitement à l'état fine- ment divisé par de l'eau exerce un effet semblable à celui du traitement par un alcali. Par exemple, on peulaisser séjourner du verre finement divisé dans de l'eau à la tem- pérature ambiante pendant une période de temps considéra- ble , par exemple une semaine, plus ou moins. A la fin de cette période de temps, on peut traiter le verre par de l'acide, comme décrit ci-dessus. Si on accroît la tem-
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pérature d'hydrolysation, par exemple jusqu'au pointld'hy-
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irolysation, la durée de traitement peut être sensiblement réduite.
Si on le désire, on peut effectuer ce traitement à chaud tans un autoclave sous des pressions supérieures à la pression atmosphérique et à des températures supérieures à celle de l'eau bouillante.
Après traitement, la matière possède une valeur excellente de pH, qu'elle conserve de manière surprenante pendant de longues périodes de temps, et elle convient excellemment pour être incorporée à des corps en poterie.
Il est donc tonné ci-après des limites appropriées de proportions pouvant être utilisées dans la préparation t'un corps en poterie :
Argile en poterie 50 %
Verre traité 4 % -12 %
Silex broyé 38 %-46 %
Voici un exemple particulier d'un corps dont la composition rentre dans ces limites :
Argile à poterie 50 %
Verre traité 7,5 %
Silex de poterie 42,5 %
On peut naturellement ajouter, au corps en poterie mentionné ci-dessus, d'autres matières, telles que des matières colorantes. Une partie du verre peut également être remplacée par du feldspath ou un autre fondant.
Le mélange peut être comprimé ou autrement conformé, pendant qu'il se trouve à l'état plastique ou à une consistance de "presse sèche". On peut également en former une barbotine, qui est coulée dans des moules poreux,ou qui peut être appliquée comme glaçure ou vernis sur d'autres corps. Les corps peuvent être soumis à la cuisson et au recuit de la même manière que des corps contenant du feldspath comme fondant. Ils ne sont relativement pas sujets au retrait ni au gauchissement et sont durs et vitreux.
Bien qu'il ait été décrit ci-dessus certaines formes
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de réalisation préférées de l'invention, il est toutefois bien entendu que celles-ci sont données uniquement . à titre d'exemple et qu'on peut évidemment y apporter de nombreuses modifications,qui viendront immédiatement à l'esprit de l'homme du métier.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de traitement de verre,caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre le verre à un broyage ou doucissage et à le traiter ensuite par un acide minéral dilué.