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PROCEDE POUR L'IMPREGNATION DE MATERIAUX FIBREUX.
(faisant l'objet du brevet principal n 504.636 du 13 juillet 1951 - perfectionnement ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Suède le 8 décembre 1950 - déclaration de la déposante -).
Dans le brevet principal, on a décrit un procédé pour la fabri- cation de matériaux fibreux, tels que carton, panneaux de revêtement, pan- neau faits de déchets ou matériaux fibreux analogues (panneaux), dans lequel l'agent d'imprégnation est appliqué au matériau fibreux lorsque celui-ci cons- titue déjà un feutre continu, mais avant qu'il ne regoive sa forme finale par pressage à haute pression contre une plaque polie, ou entre une plaque polie et un réseau de fils métalliques, ledit agent étant appliqué sur le côté du feutre qui est tourné vers la plaque polie, de sorte que par pressage à chaud contre la plaque,
il est ultérieurement contraint de couler et de pénétrer à son intérieur et - selon sa quantité et sa viscosité soit d'être réparti de façon homogène dans le feutre à travers son entière épaisseur, soit d'y péné- trer seulement jusqu'à une profondeur limitée, forçant en même temps l'eau présente dans le feutre à s'écouler par la face de celui-ci qui est tournée du côté opposé à la plaque polie, et soumettant alors le panneau ainsi traité à un durcissage à température accrue.
L'agent d'imprégnation, dans ce procédé, peut consister en résines synthétiques, aussi bien d'un caractère thermoplastique, comme le chlorure de polyvinyle, que d'un caractère termodurcissable, comme les aminoplastes, les phénoplastes, les alkyde-résines et, en outre, en huile de lin crue ou cuite, huile de soja, huile de talc ou analogues ou en composés ou en combinaisons des corps sus-mentionnés ou analogues,
La présente addition a pour objet une extension de ce procédé et a pour but de produire ou fabriquer des matériaux fibreux (panneaux) similai- res entièrement ou partiellement; imprégnés, pressés, et comportant sur une face une couche de colorant pénétrant plus ou moins profondément à l'intérieur du matériau fibreux et formant dessus une couverture ou revêtement complète ou partielle, à volonté.
L'extension du procédé selon la présente addition est caractérisée principalement en ce que, en même temps que l'adjonction de l'a-
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gent d'imprégnation, ou ultérieurement en liaison avec lui,on applique un agent. colorant sur la face du-feutre qui est tournée vers la plaque polie. Comme a- gent colorant, on peut employer tout corps colorant approprié inorganique ou organique, de préférence un pigment.
Il est déjà connu, relativement à l'imprégnation de matériaux fi- breux après qu'ils ont reçu leur forme finale, de plonger le matériau fibreux dans l'agent d'imprégnation ou dans une solution de celui-ci mélangée à un pig- ment et d'obtenir ainsi un panneau imprégné présentant une certaine colora- tion. Cependant, ce processus a beaucoup d'inconvénients. Etant donné que l'a- gent d'imprégnation se retire en coulant après le plongeage, la surface du ma- tériau fibreux offrira un moins bel aspect et, de plus, les frais sont élevés car la consommation de l'agent colorant et de l'agent d'imprégnation est con- sidérable .
Il est également connu de revêtir le matériau fibreux, après qu' il a été pressé et coupé, d'une couche de colorant ou d'un émail coloré. Gomme exemples de tels produits obtenus en traitant la surface du matériau fibreux après qu'il a subi le procédé de fabrication dans son ensemble, on peut citer ce que l'on appelle le "panneau laqué". Cependant, un tel traitement de sur- face est onéreux, car il requiert beaucoup de travail et nécessite un espace considérable. De plus, les produits fabriqués jusqu'à présent de cette façon ont l'inconvénient que les panneaux, si on les expose à l'eau, tendent à se gondoler à un tel degré que la couche de laque se craquelé.
Les inconvénients susmentionnés sont éliminés, selon la présente addition,laquelle, à la fois d'un point de vue technique et d'un point de vue économique, constitue une solution satisfaisante du problème qui consiste simultanément à imprégner un matériau fibreux et à lui adjoindre sur une face une couche de colorant variable en pouvoir couvrant, couleur, éclat, etc., répondant à différents desiderata.
Dans la mise en oeuvre du procédé selon la présente addition, l'a- gent colorant peut être ajouté en même temps que l'agent d'imprégnation, par exemple dissous ou dispersé à son intérieur, ou sous forme d'un mélange de 1' agent d'imprégnation et d'un solvant, ou en même temps que l'agent d'imprég- nation si ce dernier est fourni sous la forme d'une solution aqueuse. L'agent colorant peut aussi être ajouté séparément, tel qu'à l'état sec ou bien sous la forme d'une suspension ou d'une solution.
Comme exemples de couleurs appropriées, on peut citer les pig- ments suivants blancs et colorés @ oxyde de zinc, sulfure de zinc, dioxyde de titane, lithopone, trioxyde d'antimoine, sulfate de baryum, sulfate de plomb basique, oxyde de fer jaune, oxyde de fer rouge, oxyde de fer brun, oxyde de fer noir, sulfure de cadmium jaune, sulfure de cadmium rouge, jaune de chrome, vert de chrome, rouge de chrome, oxyde de chrome, bleu de fer, bleu de cobalt, vert de cobalt, noir de fumée.
L'agent colorant peut être ajouté en quantités allant de 1 à 10 %, par exemple, convenablement de 1 à 8 %, de préférence de 2 à 6 %, basées sur le poids sec du matériau fibreux. Si on le désire, on peut ajouter deux agents colorants, ou davantage,par exemple un pigment blanc combiné à un pigment co- loré, afin d'obtenir différentes nuances dans la couleur.
Selon la nature de l'agent colorant, la manière d'ajouter la cou- .. leur et l'agent d'imprégnation et également la suite des opérations au cours desquelles cela prend place, il est possible, pendant l'opération de pressage subséquente contre la plaque polie, de provoquer la pénétration de l'agent d' imprégnation et de l'agent colorant à des profondeurs variables à l'intérieur du matériau fibreux.
Grâce à un choix convenable de l'agent colorant et de 1' agent d'imprégnation et des conditions de leur application, il est ainsi possi- ble d'obtenir, par exemple, une répartition de l'agent d'imprégnation dans le feutre à travers son entière épaisseur ou seulement jusqu'à une profondeur li- mitée, tandis que l'agent colorant est principalement concentré sur la surface, ou dans la couche de surface, du feutre qui est tournée vers la plaque polie.
Dans les cas où l'on désire obtenir un couvrage complet, il faudra
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des teneurs relativement élevées en agent colorant et en agent d'imprégna- tion, par suite du fait que l'agent colorant, à l'état très concentré) pé- nètre relativement profondément à l'intérieur du feutre mouillé.
Selon un mode de réalisation préféré de l'addition, il a été trou- vé que la capacité de couvrage d'un pigment peut être fortement accrue si, en plus du pigment, on ajoute un composé inorganique possédant des propriétés de surface telles qu'il puisse jouer le rôle de corps d'interface entre l'agent d'imprégnation et l'eau, avec l'eau comme phase continue, facilitant ainsi 1' inhibition de l'agent colorant par l'agent d'imprégnation. De cette façon, 1' agent colorant peut être concentré sur la surface du matériau fibreux, ce qui permet d'obtenir un couvrage complet avec une teneur en couleur considérable- ment moindre qu'en l'absence d'une telle adjonction d'un corps d'interface.
Cela revêt une importance particulière lors de l'emploi d'agents colorants blancs et légèrement teintés.
Comme exemples de tels corps d'interface, on peut citer l'acide silicique, les silicates et les hydroxydes d'aluminium que l'on peut employer séparément ou en combinaison l'un avec l'autre, en quantités comprises entre 0,2 et 2%,par exemple, de préférence entre 0,5 et 2%. Ils peuvent d'ailleurs être ajoutés en même temps que l'agent colorant, par exemple sous forme d'une suspension, ou séparément.
En faisant varier la quantité des additions ou adjonctions d'agent colorant et de corps d'interface, les propriétés couvrantes de l'agent colo- rant peuvent être modifiées et un,matériau fibreux à surface colorée peut ain- si être produit ou fabriqué, possédant différentes qualités. La dureté de sur- face, la résistance à l'usure et autres propriétés similaires de la couche de couleur dépendent à un grand degré du choix de l'agent d'imprégnation et de l'agent colorant.
Ainsi, le procédé offre de multiples possibilités pour des variantes, vu que l'addition de l'agent d'imprégnation et de l'agent colorant a lieu successivement dans un certain nombre de stades, de façon telle, par exemple, que l'imprégnation est d'abord produite avec un agent d'imprégnation de viscosité relativement faible qui pénètre relativement aisément à l'inté- rieur du matériau fibreux, et ensuite avec un agent d'imprégnation ayant une viscosité plus élevée, combinée à l'addition de l'agent colorant, ce par quoi on obtient une grande dureté de surface.
La surface colorée produite revête l'apparence d'une surface émaillée et elle est tout à fait lisse, par opposition aux résultats que l'on obtient en émaillant à la façon ordinaire, étant donné que ce dernier procédé ne peut être mis en oeuvre que grâce à l'application de plusieurs couches de surface avec polissage intermédiaire de la surface. Lorsque le matériau fi- breux est soumis au durcissage à chaud sous pression, ou après l'opération de pressage, on obtient simultanément un durcissage de la couche de couleur.
Lors de l'emploi d'une suspension ou d'une émulsion de l'agent co- lorant et de l'agent d'imprégnation dans l'eau, il est nécessaire d'opérer avec un pH inférieur à 8 ou en présence d'un sel qui est décomposé au cours de l'o- pération de pressage, tandis qu'il y a libération d'un acide, autrement il se produira une adhérence du matériau fibreux à la plaque polie.
Le procédé selon l'addition est extrêmement simple à mettre en oeu- vre car il constitue seulement une partie d'un processus de fabrication com- plètement automatique qui n'exige aucun autre espace que celui qui est néces- saire pour la fabrication du matériau fibreux lui-même.Le travail supplémen- taire requis, ainsi que la consommation de couleur et d'agent d'imprégnation sont faibles. Vu le traitement auquel l'agent d'imprégnation est soumis avec l'agent colorant au cours des opérations de pressage et de durcissage à chaud, il est possible d'employer des composés meilleur marché, comme agent d'imprég- nation, que le genre de liants qui sont nécessaires dans les procédés de fa- brication connus auxquels on s'est référé ci-dessus.
EXEMPLE 1
Dans la fabrication de panneaux de revêtement comportant une surfa- ce émaillée en blanc, l'agent colorant et l'agent d'imprégnation sont appliqués
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à la face supérieure du feutre qui, pendant le pressage subséquent dans la presse à haute pression, est tournée vers la plaque polie en un point suivant immédiatement la dernière paire de cylindres sur la machine à faire les pan- neaux Gamme pigment blanc, on peut employer l'oxyde de zinc, en quantité al- lant de 2 à 10 % du poids sec de la fibre, selon le degré de couvrage complet que l'on désire obtenir.
Comme liant et agent d'imprégnation, on emploie de préférence un produit à huile de tall modifié par de l'anhydride diacide ma- léique et estérifié par la glycérine ou le pentaérythritolo Il est préféra- ble de faire l'addition en deux stades l'un suivant immédiatement l'autre, et utilisant dans le second stade un liant tel qu'une alkyde à séchage.rapide, une huile de tall modifiée de préférence, en vue d'obtenir une surface ré- sistant bien à l'usure.
Pour une imprégnation complète, il faut une quantité d'huile allant de 6 à 10 %, basée sur le poids sec de la fibre, selon la te- neur en pigment utilisée.Comme corps additionnels, on emploie de préférence l'acide silicique et le silicate de zinc, en quantité totale de 1 à 2 % du poids sec de la fibre.,
Le pigment et l'agent d'imprégnation sont ajoutés sous la forme d'une émulsion d'huile dans l'eau à une concentration d'une partie d'huile pour 7 parties d'eauo En préparant l'émulsion, on ajoute un alcali-silicate ultérieurement précipité par l'addition d'un sel métallique et de sulfate d' ammonium. L'addition de sulfate d'ammonium s'élève de 0,5 à 1 % du poids sec de la fibre.Le pH de l'émulsion ne doit pas dépasser 8.
Il est essentiel d' utiliser un sel décomposé dans les conditions de pression qui règnent, pro- duisant ainsi une réaction acide permanente dans l'eau présente dans le feu- tre. L'émulsion est appliquée au moyen d'un tube de pulvérisation muni de tuy- ères, ce qui permet l'obtention sur le feutre d'une surface parfaitement éga- lisée .
Après l'addition de l'émulsion, on transporte le feutre dans une presse à haute pression où se fait le pressage, à une pression de 50 kilogram- mes par centimètre carré, à une température de 190 à 200 . Pendant cette opé- ration de pressage, le feutre est d'abord soumis à la pression maximum de la presse pendant une durée de deux à plusieurs dizaines de secondes, après quoi la pression est diminuée et l'eau qui reste dans le feutre peut éliminer par ébullition. La totalité du cycle de pressage peut ainsi être modifiée à l'inté- rieur de certaines limites qui dépendent de la qualité requise pour le panneau.
Après pressage, les panneaux sont soumis à un traitement par la chaleur. Il est préférable de réaliser la première partie du durcissage à une température à laquelle la fibre de bois ne subira aucune réaction mais pendant laquelle le durcissement de la couche de couleur est complété, de telle sorte que la seconde partie du traitement par la chaleur peut être mise en oeuvre à la température habituelle dans la fabrication des panneaux.
Les panneaux fabriqués de la façon décrite présentent une résis- tance à la flexion de 900 à 1.000 kilogrammes par centimètre carré et absorbent - après immersion dans 1.' eau à 25 pendant 6 heures7 à 8 %, pendant 24 heu- res, 14 à 16 % et pendant 72 heures, 21 à 24 %, d'eau.
EXEMPLE 2
L'addition de pigment et de composé à l'acide silicique peut éga- lement être mise en oeuvre de la façon suivante -, le feutre est enduit d'une émulsion d'huile contenant de l'acide silicique cu un silicate à l'état fine- ment pulvérisé ou divisé. Immédiatement après est ajouté le pigment, avec un autre liant sous la forme d'une émulsion dans Peau et de préférence avec de petites quantités d'acide silicique ou d'un composé de celui-ci., En modifiant l'addition d'acide silicique ou de silicate dans le stade d'enduisage mention- né en premier, le degré de propriété couvrante peut être varié dans de gran- des limites en additionnant le pigment pendant l'enduisage dans le second stade.
EXEMPLE 3
Pour fabriquer un panneau de revêtement présentant une surface ayant une couche de couleur, l'agent colorant et l'agent d'imprégnation sont appliqués sur la face supérieure du feutre de la même façon que dans l'exemple
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1. Comme pigment, on utilise de préférence des matériaux stables aux tempéra- tures allant jusqu'à 200 . La quantité de pigment requise s'élève de 2 à 6% du poids sec de la fibre, selon le degré de propriété couvrante que l'on dé- sire obtenir. Pour une imprégnation complète, il faut une quantité d'huile allant de 8 à 10 %, basée sur le poids sec de la fibre, la quantité dépendant de la teneur en pigment.
Selon le degré de pénétration du pigment dans le pan- neau, que l'on désire obtenir, une addition d'acide silicique allant jusqu'à 0,5 % basée sur le poids de la fibre, est employée.
Le pigment et l'agent d'imprégnation sont appliqués sous la forme d'une émulsion d'huile dans l'eau à une concentration d'une partie d'huile pour 7 parties d'eau. Dans le cas de l'utilisation de l'acide silicique, il est ajouté sous la forme d'un alcali-silicate qui est ultérieurement précipi- té par l'addition de sulfate d'ammonium, par exemple. L'addition de sulfate d'ammonium s'élève de 0,5 % à 10 % du poids sec de la fibre, mais peut être avantageusement diminuée en comparaison de l'exemple 1. Le pH de l'émulsion ne doit pas dépasser 6. Dans ce cas également, il est essentiel que l'eau pré- sente dans le feutre ait une réaction acide dans les conditions régnant pen- dant le pressage. Pour le reste, le traitement est mis en oeuvre selon ce qui est décrit pour l'exemple 1.
EXEMPLE 4
Dans ce cas, 6 à 8 % de l'agent d'imprégnation, basé sur le poids sec de la fibre, sont ajoutés sous la forme d'une émulsion aqueuse. Immédiate- ment après, le pigment est appliqué sur la face supérieure du feutre mélangé à un liant dilué par un solvant. A titre d'exemple, 6 à 8 % de pigment, basé sur le poids sec de la fibre, peuvent être ajoutés mélangés à des parts égales du liant et à un solvant.
Après que les additions ont été faites, le feutre est transporté dans une presse à haute pression où, il est soumis à une pression de 50 kilo- grammes par dentimètre carré à une température de 200 , de façon semblable à ce qui a été décrit dans l'exemple 1.
Après le pressage, les panneaux sont soumis au traitement par la chaleur à la manière habituelle,,
On peut mentionner que le terme "coloré" employé au cours de la présente description comprend le cas où l'on emploie des couleurs blanches.