<Desc/Clms Page number 1>
"Sels mixtes pour l'imprégnation du bois"
Au cours du développement récent de l'industrie de la protection du bois par des sels ou mélanges/de sels fongicides, on a, comme on le sait, proposé, en plus des procédés d'imprégnation par immersion ou "au trempé et par les actions du vide et d'une pression, une série d'autres procédés de protection selon lesquels l'agent d'imprégnation à l'état solide est appliqué sous forme d'une couche extérieure sur la surface du bois ou est introduit dans des trous forés dans le bois ou dans des fentes d'inoculation du bois, la pénétration du dit agent à l'intérieur du bois s'effectuant au cours de longues périodes de trempe sous l'influence d'actions osmotiques ou par diffusion.
La dissolution progressive de l'agent d'imprégnation est due aux actions de l'humidité atmosphérique, des condensations atmosphériques et enfin aussi de l'humidité existant dans le bois lui-même. Les procédés d'imprégnation de ce genre sont principalement connus sous les noms de "procédé du bandage" et de "procédé par osmose". Le procédé du bandage sert en première ligne à protéger après coup des
<Desc/Clms Page number 2>
mâts et pieux déjà. installés ou des endroits particulièrement exposés de constructions ou bâtiments en bois, alors que le procédé d'osmose est appliqué à des bois verts ou encore pleins de sève et vise à assurer une protection aussi boane que possible, par imprégnation, de la matière ainsi traitée.
Dans les deux cas, l'agent de protection composé de sels ou de mélanges de sels est soit placé entre des couches d'étoffe cousues, mises en place sous forme de bandages, soit appliqué comme tel, sous forme d'une pâte, sur la surface du bois, l'influence des facteurs sus indiqués provoquant alors gra- duellement sa pénétration à l'intérieur du bois*
Or, il est en outre connu qu'on utilise sur une très grande échelle pour la protection du bois des sels mixtes composés de deux ou plusieurs constituants solubles dans l'eau qui ne se convertissent en composés difficilement solubles, quoique possédant un effet fongicide énergique, qu'après que l'imprégnation a été effectuée à l'intérieur du bois.
Les plus connus de ces mélanges de sels sont ceux dits "sels U", généralement composés de mélanges de fluorures solubles dans l'eau, de sels solubles dans l'eau de l'acide chromique, le cas échéant d'arséniates, ainsi que de composés organiques nitrés, mélanges à partir desquels la réduction des composés de l'acide' chromique à l'intérieur du bois donne naissance à des sels chromiques, difficilement solubles, de l'acide fluorhydrique et de l'acide arsénique-
Peu de temps après le développement du procédé du bandage et du procédé par osmose, on a proposé d'utiliser aussi pour ces procédés des mélanges de "sels U". Les journaux techniques de cette branche de l'industrie ont publié les recherches relatives aux résultats de cette application des "sels U".
Il ressort de ces recherches qu'il a été possible de déterminer une profondeur de pénétration satisfaisante du composant fluor
<Desc/Clms Page number 3>
des dits mélanges de sels (voir par exemple sur ce point le journal "Holz als Roh-und Werkstoff" 1938 p.426: 1939 p.384; 1941 p.93).
Toutefois, aucune de ces recherches n'a considéré le. point de savoir si, indépendamment de la profondeur de péné- u tration déterminée du les quantités des autres composants des "sels U" présentes dans les mêmes couahes de bois contenant du fluor sont celles qui sont nécessaires en vue d'une forma- tion au moins partielle de sels chromiques difficilement solubles de l'acide fluorhydrique, ainsi que, le cas échéant, de l'acide arsénique.
La composition des mélanges de "sels U" qu'on trouve couramment dans le commerce est, comme on le sait, calculée de telle sorte que le rapport des proportions du bichromate existant, d'une part, et du fluorure alcalin (ou du fluorure alcalin + arséniate alcalin) existant, d'autre part, suffise pour permettre à l'intérieur du bois une conversion complète du chrome existant en cryolite de chrome, CrF3. 2NaF.
H2 O et en arséniate de chrome, CrAsO , respectivement. Ceci suppose que le mélange de sels sous forme de sa solution aqueuse a été distribué par le traitement d'imprégnation dans toutes les portions de bois accessibles, de telle sorte que la réaction peut alors s'accomplir. avec la coopération des substances à action réductrice contenues dans le bois, entre les composants des sels, présents dans les proportions relatives initiales.
Il est évident que ces conditions sont essentiellement modifiées si au lieu d'introduire les mélanges de "sels U" à l'intérieur du bois en imprégnant celui-ci de la solution aqueuse diluée du dit mélange, on applique ce mélange à l'état solide ou pâteux sur la surface du bois et le laisse alors pénetrer à l'intérieur du bois, Dans ce-cas, il se forme d'abord, sous l'influence de l'humidité environnante, une solution saline aqueuse saturée, contenant les composants
<Desc/Clms Page number 4>
individuels non plus dans les proportions relatives qui pré- valaient pour le mélange de sels initial,
mais au contraire ant dans un rapport de proportions correspond/au degré de satura- tion de chacun des divers composants' C'est dans ce rapport de proportions que les divers composants des sels pénètrent à l'intérieur du bois-
Pour mieux faire comprendre les conséquences qui doivent résulter de cette observation, en ce qui concerne la possibi- lité de formation des composés de chrome difficilement solubles de l'acide fluorhydrique et de l'acide arsénique qu'on cherche à obtenir, on donnera ci-après l'exemple suivant:
Un mélange de sels convenant en vue de la formation de cryolite de chrome correspondrait approximativement a- la composition suivante :
Fluorure de sodium 55 parties
Bichromate de potassium 35 parties
Dinitrophénol 10 parties
Les proportions appliquées de NaF et de K2Cr2O7 sont ici approximativement dans le rapport théorique de 1,4 : 1 en poids.
Si l'on applique sur la surface du bois un tel mélange à l'état,solide ou sous forme d'une pâte, ce mélange donne naissance, sous l'influence de l'humidité, à une solution qui est saturée en tous les composants du dit mélange et qui, par conséquent, contient environ 4% en poids de NaF et 11% en
2 2 7 poids de 1 or 0 . C'est avec cette composition, qui correspond par conséquent au rapport 0,36 NaF:
1 K2Cr2O7, que la solution pénètre dans le bois, Dans ce cas, le bichromate de patassium ne dispose que d'un quart environ de la quantité de fluor qui est nécessaire pour la formation du cryolite de chrome et, par conséquent, ce composé se convertit principalement dans les zones extérieures du bois en oxyde de chrome, insoluble et sans effet fongicide* La solution qui pénètre dans le bois
<Desc/Clms Page number 5>
conserve la composition précédemment indiquée aussi longtemps qu'il existe encore du bichromate dans la couche de sel apppliquée.La teneur en bichromate diminue alors rapidement jusqu'à zéro et, à partir de ce moment, il ne pénètre plus dans le bois que du fluorate de sodium,
ce dernier ne pouvant donner naissance à la cryolite de chrome puisque le bichromate qui a précédemment pénétré dans le bois s'est déjà converti en oxyde de chrome*
Comme résultat d'un tel traitement, on obtient alors un bois qui, dans ses couches situées le plus à l'extérieur, est très fortement imprégné d'oxyde de chrome sans effet fongicide, en plus d'un peu de cryolite de chrome, alors que, dans les zones intérieures, il existe bien du fluorate de sodium, mais pas de chrome.
Le but visé, à savoir la formation continué de cryolite de chrome difficilement soluble n'est donc pas réalisé, même si les sections du bois mettent en évidence une profondeur de pénétration.satisfaisante du sel de fluor-
Les conditions qui interviennent sont analogues si l'on utilise, sous forme 'de bandage ou de couche d'osmose, des mélanges de fluorures, arséniates et bichromates des métaux alcalins, ou des'mélanges de bichromates et d'arséniates des métaux alcalins- conformément à l'invention, dans les mélanges 'de sels d'imprégnation qui sont destinés à être utilisés comme matière de remplissage pour les bandages,
comme couche d'osmose ou comme charge pour trous forés ou fentes d'inoculation et qui sont composés de deux ou plus de deux constituants susceptibles d'être convertis en composés fongicides ou insecticides diffi- cilement solubles à l'intérieur du bois, on évite les inconvénients énumérés précédemment par le fait que les quantités de cations ou d'anions qui participent directement à la précipàtation des composés difficilement solubles à l'intérieur du bois et qui sont nécessaires en vue de la formation d'une
<Desc/Clms Page number 6>
solution saturée sont, par un choix correspondant des cations ou anions combinés avec eux dans le mélange de sels initial,
réglées les unes par rapport aux autres de telle manière que les proportions relatives théoriquement nécessaires pour la conversion, en particulier au commencement de la pénétration à l'intérieur du bois, sont obtenues, au moins d'une façon appris h ee
Dans le cas de mélanges de sels qui sont composés de de fluorures et/composés de l'acide chromique solubles dans l'eau, et qui peuvent, le cas échéant, aussi contenir des composes organiques nitrés et d'autres agents d'addition, on réalise ce résultat, par exemple, en remplaçant par du fluorure de potassium une proportion appropriée du fluorure de sodium ordinairement utilisé.
Un mélange rationnel de ce genre est par exemple ainsi composé:
Fluorure de potassium KF 28 parties en poids
Fluorure de sodium NaF 35 " n
Bichromate de potassium K2Cr2O7 35 " " DinitrophénOl 10 " " " L'avantage que présentait l'utilisation de ce mélange consiste en ce qu'il pénètre d'abord dans le bois en excès de fluorure par rapport au bichromate, de sorte que le bichromate qui pé- nètre à la suite du fluorure rencontre d'abord continuellement des quantités suffisantes de fluorure pour donner naissance à la cryolite. Une fois terminée la pénétration de la quantité entière de bichromate, il existerait en même temps déjà. dans le bois des quantités de fluorure telles que le rapport des proportions serait de 0,94 partie environ de fluorure (calcule sous forme de NaF) pour 1 partie de bichromate.
Comme un rapport de 1,4 à 1 est theoriquement nécessaire, ceci veut dire que 67% environ du fluorure total ont sûrement été utili- sés en vue de la formation de cryolite- Si, par contre, on n'utilise, comme jusqu'à ce jour, que du fluorate de sodium à
<Desc/Clms Page number 7>
titre de aomposant fluor, on ne peut, comme il a été précédemment mentionné, utiliser que 25% environ du fluorure pour la formation de la cryolite.
Dans le cas de mélanges de sels qui sont composés d'arséniates solubles dans l'eau et de composés de l'acide chromique et qui peuvent en outre oontenir, le cas échéant, des composés organiques nitrés et d'autres agents d'addition, on réalise le but de l'invention,-par exemple, en remplaçant partiellenent le bichromate de potassium par le chromate de potassium plus facilement soluble.
L'avantage technique qui en résulte est mis en évidence par le fait qu'un mélange composé de 1,27 parlée d'arséniate de sodium secondaire, Na2HASO4, et de 1 partie de bichromate de potassium, 1 or 10 , tel que celui qui correspond aux proportions relatives théoriquement nécessaires pour la formation de l'arséniate de chrome, donnerait d'abord naissance à une solution saturée qui contient l'arséniate et le bichromate dans le rapport approximatif de 2 :
1, de sorte qu'il y aurait trop peu de chrome par rapport k l'arsenic-Au contraire, si l'on remplace par exemple 25% de bichromate par le chromate neutre, on obtient un mélange de 56 parties d'arséniate secondaire;, de 33 parties de bichromate et de 14,5 parties de chromate, mélange à partir duquel il se forme d'abord, lors de l'accès de l'eau, une solution saturée qui contient l'arséniate et les sels de l'acide chromique .
(calculés à titre de bichromate) dans le rapport approximatif de 1,15 : 1, c'est-à-dire approximativement dans le rapport théorique.
Dans le cas de mélanges de sels qui contiennent des fluorures, bichromates ét arséniates solubles dans l'eau et qui peuvent aussi, le cas échéant, contenir des composés organiques nitrés et d'autres agents d'addition, les conditions sont un peu plus compliquées* Un tel mélange possède, par exemple, la composition approximative suivante :
<Desc/Clms Page number 8>
Fluorure de sodium 26 parties
Bichromate de potassium 37 "
Arséniate de sodium secondaire 25
Dinitrophénol la " Lorsque l'eau a accès , ce mélange, celui-si donne d'abord naissance à une solution saturée qui contient du fluorure , du bichromate et de l'arséniate approximativement dans les proportions relatives de 0,36 : 1 : 2. alors que le rapport théoriquement nécessaire est approximativement 0,7 : 1 : 0,68.
Il existe donc trop peu de fluor et trop d'arséniate par rapport au bichromate- Par conséquent, tout le chrome est utilisé par l'arsenic pour précipiter l'arséniate de chrome, et le fluor s'écoule à vide. Au cours de la continuation de l'admission d'eau, toutefois, le rapport entre le chrome et l'arsenic s'améliore, mais la quantité de fluor existante est encore beaucoup trop faible-
Dans un tel mélange de sels,.on remplace de préference à la fois une partie du fluorure de sodium par du fluorure de potassium et une partie du bichromate par le chromate neutre, plus facilement soluble.
On obtient par exemple de bons résultats avec la composition suivante :
Fluorure de potassium, KF 14 parties
Fluorure de sodium, NaF 16 "
Chromate de potassium, K2CrO4 26 "
Bichromate de potassium, K2Cr2O7 17 "
Arséniate de sodium, Na2HAsO4 25 "
Dinitrophénol la " A partir d'un mélange de sels de ce genre, il se forme, lors de l'admission d'eau, une solution saturée qui contient les composants fluor, chrome et arsenic, calculés sous forme de fluorure de sodium, de bichromate de potassium et d'arséniate de sodium secondaire, approximativement dans le rapport de 0,45 : 1 : 0,7,c'est-à-dire dans un rapport qui est assez
<Desc/Clms Page number 9>
voisin du rapport théorique 0,7 : 1 : 0,68.
Ceci assure une, utilisation de beaucoup meilleure dans le sens d'une formation de cryolite de chrome et d'arséniate de chrome difficilement solubles, à l'intérieur du bois-
Dans de nombreux cas, il est préférable ou même nécessaire d'éviter une humidification ou liquéfaction exageree, ainsi @une agglomération du mélange de sels, qui est susceptible de se produire en raison de la présence de composants des sels relativement facilement solubles. Ce résultat est assuré d'une manière simple par l'addition, au mélange de sels, d'une matière poreuse, inerte, très absorbante, telle que le kieselguhr, l'acide'silicique précipité de grande porosité, etc..., la prop ortion de matière ainsi ajoutée pouvant, par exemple, être de 10-50%.
Il est en outre recommandable de prendre des précautions pour que la réaction du composant acide chromique dans le bois soit d'abord ralentie le plus possible, afin que le dit composant pénètre aussi profondément que possible à l'intérieur du bois avec les autres composants des sels, c'est-à-dire d'éviter qu'il se produise, dans les couches les plus extérieures du bois, une accumulation par trop prononcée de cryolite de chrome ou d'arséniate de chrome difficilement soluble., Ce résultat peut déjà. être assuré dans une mesure importante en utilisant, au moins partiellement, l'acide chromique sous forme de ahromàte neutre, ainsi que cela a déjà.
,été indiqué'dans les exemples précédents- Le chromate neutre se convertit, à l'intérieur du bois, en composés du chrome beaucoup plus lentement que le bichromate. On peut encore effectuer un ralentissement supplémentaire en ajoutant au mélange. de sels de faibles quantités (par exemple 1-2%) de substances à action oxydante, telle qu'un chlorate alcalin.
L'addition de substances de ce genre a déjà été proposée pour imprégner le bois de "sels U" dans le procédé habituel du vide
<Desc/Clms Page number 10>
et de la pression, afin d'éviter une formation de boue dans la solution d'imprégnation. Au contraire, dans le cas présent, l'addition de substances oxydantes a pour but de capter par- tiellement les constituants à forte action réductrice du bois que rencontre d'abord la solution saturée de sels, lors de sa pénétration dans le bois, en particulier dans le cas de l'osmose de bois verts, et d'éviter ainsi une précipitation immédiate de composant acide chromique dans les couches de bois situées le plus à l'extérieur.
Finalement, il peut souvent être recommandable de mainte- nir à une valeur aussi faible que possible, au moins initiale- ment, la concentration des cations ou'anions qui prennent directement part à la réaction en vue de l'obtention de com- posés difficilement solubles dans la solution pénétrant dans le bois, afin d'éviter une surcharge des zones exterieures du bois au commencement de l'opération de diffusion.
Conformément à l'invention, on réalise ce résultat en ajoutant en outre au . mélange de sels un sel facilement soluble qui possède, en commun avec les composants existants des sels, au moins un ion qui ne participe pas directement à la conversion en composés difficilement solubles- Si l'on ajoute, par exemple, à un mélange de sels composé de fluorure de sodium, de fluorure de potassium et de bichromate de potassium des quantités appro- priées (par exemple 20-405 de chlorure de potassium, la con- centration du fluorure de potassium et du bichromate de po- tassium dans la solution saturée qui a pris naissance lors de l'admission d'eau s'abaisse.
Il est facile de déterminer par des séries d'essais appropriés la composition générale des mélanges de sels qui doit être choisie pour assurer les pro- portions relatives nécessaires de fluor et de chrome dans la solution saturée obtenue. D'ailleurs, l'addition de chlorure de potassium n'est pas en soi sans utilité, étant donné que ce sel se comporte éventuellement comme un agent de protection
<Desc/Clms Page number 11>
contre l'incendie.
Les compositions précédemment indiquées des mélanges de sels conformes à l'invention ne doivent être considérées que comme des exemples servant à faire comprendre l'objet de l'invention. D'ailleurs, il va de soi qu'on peut non seulement réaliser l'invention sur des mélanges de sels composés de fluorures, de chromates et d'arséniates, mais aussi l'appli- quer à tous les autres mélanges de'sels dans lesquels les divers composants ne doivent réagir entre eux, pour donner naissance à des composés d'un autre genre, qu'après qu'ils ont quitté la surface extérieure du bois ou, par exemple, des trous forés dans le bois, pour pénétrer à l'intérieur de celui-ci.