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Composition destinée à être eploye dpns les travaux de construc- tion et procède pour sa fabricrtion.
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Cette invention se rapporte à un procède de fpbrication ainsi -oulâ la composition d'un matériau perfectionna destina à être e'ploy6 dans toutes les constructions légères ou l'isolation therr]j[1ue est requise, mis surtout dans l'industrie du bâtiment
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On snit que des compositions de faible densité prsen-
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tnnt des caractéristiques d'isolement ther'!'i0l1e ont 4t.f rrf.T'.'1.res au ''''07pn de combinaisons de bois, sciures et ptes à panier. Les proportions des constituants eriploy's et les propritns du pro- duit, final n'ont toutefois prs été clpirc,-ent définies. L'effi- c2cit( gn'"'rale de ces re8trlux était f-tible., pqrtict1lireent en ce qui concerne leurs propripts ncr'nicues et leurs ouali- tis d'isolation therraiClue, ce qui r restreint l'emploi de ces
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produits.
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En procédant suivant la présente invention, on fait usage de boiset de papier comme matières constitutives. Le bois est de prfrence du déchet à l'état divis', tel que des co- peaux et/ou de la sciure. Le papier employa peut être de la pâte à papier, du papier industriel de différentes sortes, ou des déchets de papier.
Par le choix de ces matières on doit viser à obtenir une combinaison finale de Quantités suffisantes de cellulose, y compris la semi-cellulose et la cellulose hydratée, conjointe- ment avec l'alpha cellulose et la beta cellulose, par rapport à la lignine. En général, la proportion de papier ou'on propose d'employer varie de 10 à 30%, calculé sur le poids sec des deux constituants, les proportions réelles employées dans chaque cas particulier étant déterminées de manière à produire un certain équilibre entre les proportions de cellulose et de lignine qui se trouvent réellement dans le bois.
C'est la proportion de celluLose par.rapport à la lignine, de même que le uantité de cellulose hydratée qui est importante et ou'il faut viser déterminer, plutôt qu'un composé de bois et de papier de propor- tions empiriques.
Pour préparer la matière suivant l'invention, on em- ploie du papier, de préférence à l'état de pâte, et on le tri- ture jusqu'à obtention d'un degré suffisant de désintégration et de séparation des fibres pour assurer une résistance méca- nique suffisante au produit final, les fibres du papier sont brisées et écrasées, et les transformations chiminues telles que celles qui se produisent-dans la préparation de la pâte hydratée dans la fabrication du papier se produisent aussi, les proportions respectives d'alpha et de beta cellulose peuvent être modifiées et de la cellulose hydratée devient disponible, le papier ainsi traité étant mélangé dans la proportion voulue avec le bois pulvérise,
soit directement soit après traitement chimique approprié.
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On ne doit pas nécessairement se limiter à la seule action mécanique de la trituration pour assurer une séparation des fibres du papier à un degré suffisant d'"affranchissement" mais en vue d'obtenir les résultats voulus d'une manière pra- tioue, on peut en outre traiter le papier chimiquement dans des réservoirs ouverts, à la température atmosphérique, avant ou pendant la trituration, en le soumettant soit à l'action d'aci- des dilués, soit à l'action d'alcalis de faibles concentrations,
tels que la chaux ou le carbonate de sodium.Le traitement n'est donc pas semblable à la digestion normale de la pâte qui s'effec- tue dans la fabrication du papier où elle se fait à des tempé- rotures élevées et sous pression, car dans le cas particulier considéré il peut se produire un degré suffisant de désintégra- tion et de transformation chimique dans la fibre sans qu'on doive recourir à des températures ou des pressions élevées.
La quantité du produit chimique dilué employée n'est pas suffisante pour qu'il soit indispensable de laver la pâte après le traitement chimique, bien que si l'on désire accélérer l'opération, on puisse employer un excès de produit chimique dilué et laver la pâte subséquemment.
En ce oui concerne le bois, celui-Ci ,peut être traita chimiquement de la même manière que le papier ou d'une manière analogue, avant ou pendant son mélange au papier.
On mélange la pâte à papier triturée eu bois dans un mélangeur et on transfère le mélange à une presse ou autre engin mécanique, pour en former des plaques ou des corps d'une autre forme suivant les besoins.
A n'importe quel stade de la fabrication, avant de lui donner forme, on peut ajouter au mélange un colloïde stabilisé (qui peut être à l'état d'écume), ou un agent de for- mation d'écume tel qu'un liouide à tension superficielle le- vée, pour assurer la présence d'un grand nombre de cavités mi- nuscules dans le corps formé, de manière à favoriser la produc-
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ti.on d'une texture ouverte et à augmenter ainsi les proprl.('-tr's d'isoLement thermique. Ce colloïde stabilisa peut être consti- tué par un mélange d'amidon et de saponine, de colles de kéra- tine et autres substances semblables.
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On peut aussi pendant le u1Flange ou avant lp mise en for"1e, introduire dans le mélange un dhsif. de nature appropriée.
Apres la mise sous forme, on sèche la matière dans une
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mesure suffisante pour que l'pvaporation de l'eau dans le corps forwr détermine les nombreuses cavités d'ptr à l'intrrje1Jr du corns, assurant un coefficient élevf d'isolement thermioue.
Si on le désire, le mélange peut, nvnnt ou nprhs la mise en forme et avnnt ou nprès dessiccation, être trit chi- *,-niriii(,,,,,nt pour augmenter ses propri0ts d'incomhustibilit6 ou sp rststnnce à l'attaaue des chvmpignons et des bctries, ou les deux.
En appliquant les procédés décrits on arrive à obtenir pour le corps dans sa farine finale un coefficient d'isolement
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thernique k = 0,F'5 environ, tandis ave la densité de la matière peut être voisine de 10 à 17 livres par pied cube. Le coefficient d'iolement rel dans un cas particulier Quelconque est fonction de la densité, mais il ne peut être auestion d'exclure un coef-
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fichent drôlement plus 0levÓ ou plus faible pour une densité d0terinée quelconque entre ces limites, ,,pourvu que le Coefficient d'isolement pour une densité quelconque ne soit pas inférieur à oy45 I.T.tT, par pied carrp, par degré F et par pouce d'épais- seur.
Dans de tels cas, le module de cisaillement, qui est une propriété importante du produit final, est de l'ordre de 600 livres par pouce carré, ce uqui constitue une constante donnant une valeur mécanique pratique au produit final, le mo- dule de cisaillement ôtant l'effort de cisaillement exprimé en livres par pouce carré, divisé, par l'allongement de cisaillement exprimé en radians.
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Pour les essais de cisaillement, il convient de
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prendre aufltre éprouvettes mesurant chacune?" x 2" x 1" et de le disposer par paires, l'un des échantillons de chaque paire
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étant superposé à l'autre de la même paire, et les paires ratant placées bout à bout.
Les surfaces supérieures de( paires sont
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réunies entre elles par du bois contrepIRqué fixé aux éprouvet- tes au moyen d'un adhésif approprié, et les surfaces inférieures des paires d'échantillons sont réunies entre elles d'une manière
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se,ibl-ble, tandis que du contreplaqué est intPrcalô entre les cprwvettes supérieure et inférieure de chaque paire et est aussi fixé au moyen d'un adhpsif appropria aux deux ("protivettes svperposées, l'une des extrÓmitf.s de chenue morceau de contre- plaqué d{p8ssant les extrérlit6s extérieures des éprouvettes entre lesquelles il est intercalé et formant un ancrage pour le
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chrrGe qui est appliquée extérieurement dns le plan du contre- plaqué.
La limite élastique de cisaillement est normalement de
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l'ordre de C livres/pouce carré ou davantage suivant les 1'1'01'1'18-. tes particulières d-sires, 1- limite élastique de ctsq-illerlent étant lr charge en livre par pouce carré de la surface soumise au cisaillement, à laquelle la limite élastique est atteinte et
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laquelle le graphique des efforts de cisaillement, portés en fonction des allongements, cesse d'être une ligne droite, mon- trant ainsi une augmentation rapide de la déformation ou de
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l'nl1 on:e^ent.
Ln résistance à la compression du produit doit être
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telLe que qu'md une charge de 25 livres/pouce carré est appli- qu'ée au produit sous forme de dalle, l'épaisseur de celle-ci ne devient pas Inférieure à 95% de l'épaisseur initiale. La valeur du module de Young pour la. compression n'est pas moins de 500 livres.
La résistance à la traction est fonction de la résis- tance au cisaillement et ne doit normalement pas tomber consi-
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dor,blement en-dessous de 9 livres/pouce earr4.
Trois exemples de constitution typioues du nlt(rif1t1 suivant l'invention seront décrits ci-ayrès.
D.'1l1S le premier, où l'on a vis4 obtenir un module de ci.,,r,illement levé, les directives suivantes ont suivies: P^te de papier au. sulfite - 20y en poids; bois sous forne de particules ou morceaux passent tous à tnnvers un tniiis ?.12 8.;. - 80:: en poids; D,ins cet exemple on contnence par triturer le papier pen1-i,.t 8 à 12' heures en présence d'eu, ln t:t1r-1ntitr d'eau emj->Inj%4e ?tent suffisante pour permettre la trituration et ln tr<,j1;forr;ntion rC!uise de 1^ cellulose.
Le pppier ninsi trnitf est ....lors ;m<<1r>ng<' pu ro3 r avec ..c!(li1.jon d.'wie novelle (rL1ntit{ c3'e^u. Cette OI'0rntJ,on noiit iivr,iit,,Cei-se7,ent se frire dnns un mélrngeur m^cnir.ue qui sert sit"plecnt à mrlingér les 'lr,-,tents constitutifs unif0r,,,/'pent..
L qU1ntit précise d'eau ejout'e au cours de 1- SCC01lrlr' pl1t'se n'a pas une grande 1 iport;.nce, ln ql1"ntitf choisie ntrnt suffisante pour obtenir une nirsse. facile a travailler.
Le rflnne r.sultnt de 1^ seconde phrse est ^lors p1^a 3nns un moule pour lui. donner la forme, particulière vou- lue, puis le produit moul est séch6.
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Le produit obtenu suivant les directives oui viennent
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présente un module de cisaillement dont lé va- leur drp8sS0 600 livres/pouce carre pour une valeur de k comprise entre 04 et 0,40. Le àensit6 est de 11 Il 15 livres/
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pied cube.
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Pour le second exemple 01) l'on a en vue d'obtenir un produit présentant un coefficient k de valeur ôlevôe, les
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directives suivpntes sont applicables;
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drchets de papier sélectionn4s 15','O en poids;
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<tb> bois <SEP> sous <SEP> forme <SEP> de <SEP> particules <SEP> ou
<tb>
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àe morceaux passant à travers un tamis de 3/16 de pouce 85% en poids.
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Comme pour le premier exemple, et dans le même but, le papier est trituré en présence d'eu, mais cette fois pendant une durée de 4 à 8 heures.
Les phases subséquentes sont les mêmes que celles dé- crites dans le premier exemple.
Dnns ce casla valeur du coefficient du produit sec
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est de l'ordre de 0.Z,C à 0.l'5 avec une d=nsit6 variant de 9 à in livres par 1>ied cube, tnndisqueiavaleur du module de cisaille- ment ne dépasse pas 300 à 500 livres.
Dans le troisième exemple, un colloïde stabilisa est introduit pour donner une faible densité jointe à un coefficient de résistance élevé. Les directives suivantes sont observées dans ce cas. pâte de papier au sulfite........ 20% en poids bois sous forme de particules ou de morceaux passant tous à travers
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un taris ?.13 B.S............... 80% en poids Le papier est triture en présence d'epu'comme dans le prp icr exemple et on ajoute au papier trituré le bois en même tel'Il's, si c'est nécessaires qu'une nouvelle C1u:ntit0 d'eau, de mr'nÍore à obtenir un J11nhnge papier-bois-eau renfermant 10f de Daticrps solides en volurte.
On ajoute à ce mélange aqueux un colloïde stabilisa dans la proportion de1 livre decolloïde'pour 13 livres de
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papier sec et de bois, ensernble, en agitant énergiquement/ de mélIÜc'rc à produire des bulles d'air. Au lieu d'un colloïde stabilisa on peut employer des agents générateurs de gaz appro- prias ou a jouter le gaz lui-même.
La masse ainsi préparée est mise dans des moules pour recevoir la forme voulue et est ensuite séchée.
Le produit résultant présente une valeur k comprise
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approxirintivement entre 0.2' et O.Z5 et un module de cisaillement de 300 livres/pouce carré.
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Cornue exemples (.^le colloïdes stabilisas appropria on peut mentionner un acide gras sulfonst susceptible d'être
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battu à 1'/trt d'écvme; ou une solution djlure de colle de k!'r,t.1nü ou d'amidon niôlrng6e avec de la poudre d'aluminium et
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un alcali; ou un carbonate en présence d'un acideß.
Lors de l'application du colloïde stabilisa, on doit
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chercher à employer un liquide à tension superficielle fleure de Tanière à retarder 1'<'chappement de l'air ou des bulles de En?' torsculon mélange le colloïde à d'rutres ingrrdicnt; et pef1rh'Tlt nv'on riovle le 111/1p.nge, le rôsvltat ltnnt nue le produit sfc" est plus léger et de plus poreux nu'jl ne le serp-it srns cette addition.
On reconnaîtra nve dans les trois exemples indtnvfs lui (lur('e de trituration du papier peut vnrier suivant la n- turc et la construction de lerpppreil de trituration employa.
Dnns les trois exemples donnes, un rdh6sif convennble tel nue de la pôte d'nmidon, de le colle nimn7¯e, ou une mstiè- re bit'l1:1.neusp. sous forte d'une ét-ulsion ou sutre etnt, peut t-%trc 3jout pendant qu'on effectue le m7¯^nge. L'Ad0sif peut être ejovt au papier pendnnt son trDit0pnt inttiel ou être .i0nt0 acec le bois. Lorsou'il est ±rnployp.,¯1':'1oh0sif est bi- t:i t.ucJ¯7¯em::nt dans une proportion pouvant attoindre 5% du poids totr1 des 1*tiéres , solides.
L'addition d'un sdhosif n pour effet d'améliorer les pro,-ri,'te's m'cninues de la ,;iat3ère finie.
Le matnrieu exécuté suivant l'invention présente cor"'ll(' propriàtô repiarouable un coefficient d'isolement thermi- rue {.levf; combine à une résistance m0cvnique à de faibles den- situés sur une gamme étendue de terrpfrotures et, tandis flue cer- tainés matériaux mauvais conducteurs de la chaleur, de grande efficacité mais de composition différente, nue l'on n proposes pr(c{de!11ment, tendent à perdre leur efficacité aux tempéra-
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tures plèvres, le matériau ici décrit peut résister efficacement
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à ces températures pouvant atteindra 150 C.
Une autre propriété importante inhérente à ce matériau est son élasticité qui le rend particulièrement propre à être employé dans des constructions spéciales, telles que des plan-
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cbcrx et :TJurs "flottants" ou "fluides", possédant. des carac- térLsti0ues d'isolement acoustique de degré élevp. Cette propri- té est, particulièrement importante lorsr,u'elle est lire à un bon 101e"'cnt thermique, co'!!"'e il a t dit précédemment. Sous ce rapport, le matériau est prÓféré'1Üe zou caoutchouc que l'on a employé précédemnwnt pour ce genre de construction, car si le caoutchouc assurait l'élasticité nécessaire pour l'isolermnt du son, il ôtait absolument insuffisant au point de vue des pro- priétés thermo-isolantes, alors que le matériau actuell.ement propose réunit les deux avantages.
REVENDICATIONS ---------------------------
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1) Procrdr de fabrication d'un p.triau de construction coi,pren ,nt essentieller1cnt du papier et du bois, caractérise en ce r;v'on triture du papier jusnu'à obtenir un degrp de drsintp- gr^t3on et de séparation des fibres suffisant pour assurer une rEsistance rlécf1niue suffisante au produit final, et de manière que les fibres du papier soient brisées et-crases et qu'il se produise les mêmes transformations chimiques que dans la -
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préparatipn en papeterie de le. pâte hydratée et qu'en même temps : on puisse faire varier les proportions d'alpha et de beta cel- lulose, le papier ainsi traita étant mélangé dans la proportion
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voulue avec du bois divisé, traité ou non, et le mlange ré- sultr.nt f tcIlt s6ch.