<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé d'imprégnation du bois au moyen de préparation so- lubles à base d'arsenic".
Pour l'imprégnation et la conservation du bois, on emploie divers procédés et agents, parmi les plus anciens et les -plus efficaces desquels il faut mentionner le chlorure mercurique HgCl, Cet agent a toutefois plusieurs inconvénients, il attaque fortement les appareils, il est très toxique, de sorte que son emploi est dangereux pour les ouvriers et, en outre,
<Desc/Clms Page number 2>
il est entraîné hors du bois, assez facilement par lixiviation.
Toutefois, le -principal inconvénient du chlorure mercurique est son prix élevé.
Parmi les autres sels employés pour la conservation du bois, le chlorure de zinc ZnC12 a acquis une certaine importance; malgré son peu d'efficacité, sa grande solubilité dans l'eau, et la facilité d'expulsion par lixiviation qui en résulte ce sel est encore employé aujourd'hui, malgré son autre inconvénient, qui est la corrosion importante des appareils par l'acide chlor- hydrique dégagé par hydrolyse et exerçant aussi son action des- tructrice sur le bois. On acherché à plusieurs reprises à accroî- tre l'efficacité du chlorure de zinc par différentes additions, telles que des chromates alcalins ou des huiles de goudron, mais généralement avec peu de succès.
L'imprégnation du bois par des sels de cuivre, par exemple de sulfate de cuivre, ne s'est pas très développée non plus, bien que les sels de cuivre soient des agents de destruc- tion très efficaces des organismes inférieures, tels que les champignons.', les moisissures et les algues. L'obstacle le plus important est l'instabilité des solutions de sels de cuivre au contact du fer et par suite la corrosion des aropareils en fer.
L'imprégnation au moyen de sels ferreux, tels que le sulfate ferreux, n'a jamais acquis une grande importance, à cause de son peu d'efficacité. En omtre, les solutions de sulfate fer- reux s'oxydent facilement en libérant éventuellement de l'acide qui attaque les appareils, ainsi que la structure du bois.
Les fluorures, tels que le fluorure de sodium, sont de bons agents d'imprégnation. Leurs solutions ont une réaction alcaline ; elles n'attaquent pas les appareils et leur emploi n'est accompagné d'aucun danger grave pour les ouvriers qui doi- vent l'employer. Les fluorures sont ordinairement employés mé- langés à du dinitrophénol ou à des chromates alcalins. Ces mélan- ges sont plus efficaces que les fluorures seuls, mais leur emploi - entraîne des risques plus importants pour les ouvriers. Les
<Desc/Clms Page number 3>
fluorures ont l'inconvénient d'être coûteux et d'être facilement entraînés par l'eau. Les fluorosilicates ne peuvent pas rempla- cer les fluorures ; sont très peu coûteux mais ils sont peu solubles et, en outre, leurs solutions ont une réaction forte- ment acide.
Depuis quelque temps, les composés de l'arsenic, notam- ment l'arsénite de sodium, qui ne s'emploie que mélangé à du dini- trophénol et du fluorure de sodium, ont acquis une certaine impor- tance pour l'imprégnation du bois. Ces mélanges sont indiscutable- ment efficaces, mais coûteux; en outre le fluorure et l'arsénite de sodium sont facilement entraînés par l'eau. Le travail exige de très grandes précautions, à cause de l'action toxique prononcée de l'arsénite pour l'organisme humain.
Enfin, on a proposé d'imprégner le bois par des solutions de sels insecticides et fungicides, solubles dans l'eau et conte- nant du sulfate de zinc, de l'arséniate de sodium, d.e l'acide arsé- nique libre et du bichromate de sodium dans le rapport moléculaire
EMI3.1
3504Zn: 2 .s04 Ma2 : 3 As04 : 0 Or 2 071la2 les sels de zinc pouvant être remplacés par des sels solubles de cuivre, de cadnium ou d'aluminium. Une réaction qui se produit dans le bois entre les matières d'imprégnation, donne naissance à des composés insolubles tels que AsO.Zn et AsO4Cr qui sont très stables, qui ne sont en- traînés hors du bois par lixiviation, même après plusieurs années, et qui protègent le bois suffisamment contre la putréfaction et les insectes.
Ce procédé d'imprégnation est simple et sans danger* mais il a l'inconvénient que la consommation est considérable et que le prix des matières d'imprégnation est relativement élevé,
On comprend donc que l'on emploie actuellement, pour l'imprégnation du bois, principalement des huiles de goudron qui ont plusieurs avantage s: elles ont une bonne action conservatrice, elles ne sont pas entraînées par l'eau ; elles sont relativement peu coûteuses et, en outre, leur emploi n'est accompagné d.'aucun danger d'intoxication. Toutefois, la quantité d'huiles de goudron que l'on peut trouver sur le marché, est limitée et, à l'avenir,
<Desc/Clms Page number 4>
on ne pourra peut être plus s'en procurer qu'en quantités de plus en plus petites, parce qu'on les emploie à d'autres usages.
C'est pourquoi, il est devenu indispensable de chercher d'autres agents d'imprégnation et de conservation, dont la fabrica- tion n'exige que des matières premières faciles à obtenir, Il faut qu'une matière d'imprégnation ait une bonne efficacité, qu'elle soit peu coûteuse et stable ; ne doit pas être entraînée par l'eau, elle ne doit pas attaquer les appareils et, enfin, il faut que son emploi présente le minimum de danger pour la -oersonne qui l'utilise.
Vis-à-vis de ces procédés connus, l'invention concerne un procédé d'imprégnation du bois par des préparations solubles à base d'arsenic, caractérisé en ce qu'on soumet le bois à l'action d'une solution à 1% au moins de sulfo-arsénites alcalinoterreux de formule générale x MeS. y As2S3, où x et y sont de petits nombres entiers et Me du calcium, du strontium, du baryum ou du magnésium, ou de mélanges de tels sulfo-arsénites, l'imprégnation étant ef- fectuée de manière usuelle dans un vide partiel et/ ou sous pres- sion, oiu par enduction, après quoi on laisse le bois imprégné sécher à l'air.
Conformément à un mode de réalisation, on remplace les sulfo-arsénites alcalinoterreux par des composés ou des mélan- ges de composés dans lesquels le soufreest remplacé en partie par de l'oxygène, c'est-à-dire des composés de formule générale x MeO. y As2S3. y As2O3 où x et y sont de petits nombres entiers et Me est du calcium, du strontium, du baryum ou du magnésium.
Toutes les exigences précitées sont satisfaites par le procédé d'imprégnation conforme à l'invention. Les sulfoar- sénites alcalinoterreux ont généralement une composition indiquée par la formule Me3 (AsS3)2 (ou 3 MeS.As2S3)' Me étant un métal bivalent tel que Ca,Sr,Ba,Mg. On atteint aussi le même but au moyen de solutions dans lesquelles le rapport moléculaires des éléments constitutifs MeS et As2S3 diffère de 3 : 1 et dans les-
<Desc/Clms Page number 5>
- quelles une partie du soufre est remplacéepar de l'oxygène. Des composés de ce genre peuvent être exprimés généralement par les formules x.MeO.y As2S3 ou x MeS.y As2O3 (x) et (y) étant de pe- tits nombres entiers. On peut évidemment employer aussi des mé- langes de ces matières.
Des composés de ce type peuvent être obtenus de di- verses manières à l'état d'une solution colloïdale épaissie d'une densité de 1,16 à 1,20 avec une teneur de sulfo-arsénite pouvant atteindre 20%. Les composés obtenusà l'état solide ne peuvent pas être employés pour l'imprégnation du bois, parce qu'ils sont insolubles dans l'eau dès qu'ils ont été précipités à l'état solide.
Cette dernière propriété, qui entraîne une grande efficacité et une longue durée du bois imprégné, est précisément ce qui fait la valeur pratique de ces agent s.
Pour l'imprégnation proprement dite du bois, on em- ploie des solutions très diluées, ayant une teneur de 1 à 3% de sulfo-arsénites. Ces solutions sont relativement peu toxiques et suffisamment inoffensives pour le personnel appelé à les employer, bien que l'anhydride arsénieux de départ (As203) soit très toxique.
La matière efficace de la solution d'imprégnation est précipitée après le séchage dans la fibre du bois, sous l'action de l'atmos- phère, à l'état de produit insoluble ne pouvant pas être entrainé par l'eau et elle conserve néanmoins sa grande efficacité contre les champignons nuisibles au bois.
On prépare les solutions d'imprégnation par dissolu- tion de trisulfure d'arsenic fraîchement précipité dans une solu- tion de sulfure ou de sulfhydrate de métal alcalinoterreux, suivie d'un épaississement de la solution.
On peut aussi obtenir des solutions de composition analogue en faisant dissoudre de l'anhydride arsénieux dans des sulfures ou des sulfhydrates de métaux alcalinoterreux avec barbo- tage d'hydrogène sulfuré ou, inversement en faisant dissoudre du
<Desc/Clms Page number 6>
trisulfure d'arsenic dans des hydroxydes alcalinoterreux ou enfin de l'anhydride aréénieux des hydroxydes de métaux alcalinoterreux avec barbotage d'hydrogène sulfuré. On obtient ainsi des solutions de sulfo-arsénites de métaux alcalinoterreux de composition varia- ble suivant les conditions de la réaction, une partie du soufre pouvant être remplacée par de l'oxygène dans les formules ci-dessus
Les solutions de sulfo-arsénites obtenues de densité 1,20 et contenant environ 20 de matière active se conservant à l'abri de l'air sans se décomposer.
A l'air, ces solutions se dé- composent lentement sous l'action de l'oxygène et de l'anhydride carbonique et il se forme un précipité cristallin, difficilement soluble.
En pratique, pour l'imprégnation du bois, on procède de la manière suivante. On introduit le bois décortiqué dans des cuves en acier dans lesquelles on maintient un vide de 100 à 150 mm de Hg pendant quelque temps, puis on fait arriver dans ces cuves la solution d'imprégnation ayant une teneur en sulfo-arsé- nite de 1,5 à 3,0 % et l'on soumet le contenu de la cuve à l'action d'une pression de 5 à 10 atm, jusqu'à ce que le bois soit complè- tement imbibé de liquide d'imprégnation. Après avoir supprimé la pression, on fait écouler la solution d'imprégnation, on laisse égoutter le liquide du bois, on retire le bois de la cuve et on le laisse sécher à l'air -pendant un mois. Le bois imprègne est alors prêt à l'emploi.
On peut aussi imprégner le bois superficiellement par enduction. On emploie, à cet effet, une solution épaissie de sul- fo-arsénite qu'on laisse ensuite sécher à l'air, On répète l'ap- plication de l'enduit une ou deux fois suivant les besoins et on laisse ensuite le bois bien sécher à l'air pendant un mois.
Exemples de réalisation.
Pour essayer les nouvelles préparations et les com- parer aux agents d'imprégnation connus, on a fait des essais d'imprégnation de petites bûches de bois que l'on a soumises, en
<Desc/Clms Page number 7>
partie après l'imprégnation même et en partie après l'imprégnation suivie d'une lixiviation par de l'eau, à l'action de champignons nuisibles pour le bois, afin de constater l'efficacité, ainsi que la stabilité de l'agent d'imprégnation.
Les matières d'im-orégnation conformes à l'invention soumises à l'essai ont été des solutions de sulfo-arsénites de baryum et de calcium, et les matières de comparaison employées ont été des solutions de Ba C12, Znc12, Hg ci 2* La solution de départ de sulfo-arsénite de baryum avait une densité de 1,105 à 20 C et elle contenait 71, 4g d'As2S3 et 57,7 g d.e BaS, soit en tout 130,7 g de substance sèche, c'est-à-dire qu'il s'agissait d'une solution à 12 % environ ; le rapport molé- culaire était 1 As2O3: 1, 17 BaS.
En diluant la solution de départ, on a préparé les solutions d'imprégnation proprement dites contenant 1,5 et 3,0 % de matière d'imprégnation dissoute. On a préparé des solutions de même concentration avec BaCl, ZnClp et HgC12.
Les essais comparatifs d'imprégnation ont été effectués sur de petites bûches de bois de pin sylvestre. Avec les solutions mentionnées, on a imprégné de netites bûches de bois sèches sous un vide de 110-160 mm de Hg et on a constaté l'augmentation de leur poids, ainsi que la quantité d'agent d'imprégnation absorbée par le bois. ensuite on a laissé les petites bûches de bois sécher à l'air pendant un mois, puis on les a soumises à l'action des champignons suivants, nuisibles pour le bois: Coniophora cerebella, Polyporus vaporarius, Merulius lacrymans. Ces essais ont duré quatre mois, pendant lesquels on a maintenu une température d'environ 30 C et une humidité relative de l'air de 60 à 70 avec une obscurité partielle.
A l'expiration de la période d'essais on a débarassé les petites bûches des champignons qui s'y étaient développés, on les a séchées, pesées, et on a mesuré la diminution de poids produite par la croissance des champignons. La différence entre le oids initial corrigé et le -poids final détermine la perte de poids, qui est exprimée en % du poids primitif des bûchettes.Une perte de
<Desc/Clms Page number 8>
@ poids atteignant 5% n'est pas considérée comme étant une détério- ration du bois par les champignons. Les résultats des essais sont indiqués dans le tableau 1.
Tableau 1.
EMI8.1
<tb>
Agent <SEP> d'imprégnation <SEP> Teneur <SEP> moyenne <SEP> de <SEP> la <SEP> Perte <SEP> de <SEP> poids <SEP> moyenne
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> et <SEP> sa <SEP> concentration <SEP> matière <SEP> d'imprégnation <SEP> par <SEP> l'action <SEP> de <SEP> champi-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> dans <SEP> la <SEP> solution <SEP> dans <SEP> le <SEP> bois <SEP> en <SEP> kg/m3 <SEP> gnons <SEP> nuisibles <SEP> pour
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> employée <SEP> le <SEP> bois <SEP> en <SEP> % <SEP> pour <SEP> les
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> bûchettes
<tb>
<tb>
<tb> imprégnées <SEP> imprégnées
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> et <SEP> après <SEP> entraî-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> nement <SEP> à <SEP> l'eau
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> BaAs2S4 <SEP> 1,5% <SEP> 6, <SEP> 2 <SEP> 0,3 <SEP> x
<tb>
EMI8.2
BaAs 2s 4 3; 0 ;;
11,6 0, 3 0, 0
EMI8.3
<tb> Non <SEP> impré- <SEP> 0,0 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP> 24,9 <SEP> 39,0
<tb>
<tb> gné
<tb>
<tb>
<tb> BaCl2 <SEP> 1,5 <SEP> % <SEP> 6,5 <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> x
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> BaC12 <SEP> 3,0 <SEP> % <SEP> lits <SEP> 10,4 <SEP> x
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Non <SEP> impré- <SEP> 0,0 <SEP> % <SEP> 0,0 <SEP> 28,3 <SEP> x
<tb>
<tb> gné
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ZnCl2 <SEP> 1,5% <SEP> 6,5 <SEP> 1,4 <SEP> x
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ZnCl2 <SEP> 3,0 <SEP> % <SEP> 13,6 <SEP> 1,1 <SEP> x
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Non <SEP> impré- <SEP> 0,0 <SEP> 0,0 <SEP> 19,4 <SEP> x
<tb>
<tb> gné
<tb>
<tb>
<tb> HgCl2 <SEP> 1,5 <SEP> % <SEP> 6,5 <SEP> 0,9 <SEP> x
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> HgCl2 <SEP> 3,0% <SEP> 12,7 <SEP> 0,4 <SEP> x
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> non <SEP> imprégné <SEP> 0,0 <SEP> 0,0 <SEP> 34,7 <SEP> x
<tb>
x non examiné.
Il résulte de ces essais que l'emploi d'une solution à 1,5% de l'agent d'imprégnation conforme à l'invention assure déjà une protection parfaite contre les champignons nuisibles pour le bois; l'action est au moins égale à celle des solutions de ZnC12 et de HgCl
On a fait, en outre, des essais pour déterminer la pos- sibilité d'entrainement des agents d'imprégnation par lixiviation;
à cet effet, on a employé du sulfo-arsénite de calcium d'une compo- sition approximative de Ca (AsS3)2, du sulfo-arsénite de baryum
EMI8.4
d'une composition approximative de BaAs2S4' ainsi que BaC12' ZnOl2
<Desc/Clms Page number 9>
.et HgC12, Pour l'imprégnation, on a employé des solutions d'une densité de 1,023 et d'une concentration d'environ 2,5 'le. Les bû- chettes ont été imprégnées par ces solutions dans un vide partiel, après quoi on a déterminé la quantité de matière d'imprégnation contenue dans le bois, puis on a soumis le bois après un séchage à l'air d'un mois, à une extraction continue par de l'eau pendant une durée totale de 95 heures.
La capacité d'élimination de l'agent par lixiviation est indiquée en .pourcentage par le rapport entre la quantité d'agent d'imprégnation restée dans le bois et la quan- tité primitivement incorporée au bois.
Les résultats de l'essai de lixiviation sont indiqués dans le tableau Il.
Tableau Il.
EMI9.1
Matière d'imprégnation CaZ/AsS3/2 BaAs2S4 Ba012 2n012 XgCl
EMI9.2
<tb> Teneur <SEP> du <SEP> bois <SEP> en <SEP> ma- <SEP> 20,5 <SEP> 11,0 <SEP> 16,5 <SEP> 17,0 <SEP> 16,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tière <SEP> d'imprégnation
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> kg/m3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Capacité <SEP> d'élimination <SEP> 45, <SEP> 6 <SEP> 27,4 <SEP> 87,2 <SEP> 97,5 <SEP> 69,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> lixiviation <SEP> en <SEP>
<tb>
On voit par ce tableau que la capacité d'entraînement par lixiviation des nouveaux agents d'imprégnation est sensiblement plus petite que celle des agents employés jusqu'ici ;
il se forme donc effectivement dans le bois, après l'imprégnation, des composés insolubles qui conservent toutefois leur efficacité contre les champignons nuisibles -nour le bois et qui augmentent ainsi la durée de celui-ci.