Procédé de fabrication de panneaux minéraux améliorés et
produit ainsi obtenu.
La présente invention concerne des panneaux minéraux et un procédé pour les fabriquer. Plus particulièrement,
elle se rapporte à des panneaux comprenant un liant résineux
et jusqu'à 95% en poids de perlite. Ces panneaux: peuvent
comprendre jusqu'à 25% en poids d'autres constituants comme
des fibres minérales, des vieux papier journal, du plâtre, des
fibres de verre, etc.
Dans les procédés classiques de fabrication de pan- <EMI ID=1.1>
consomme une quantité considérable d'eau. Cette eau est nécessaire pour une bonne formation de la nappe, de même que pour l'hydratation et l'application du liant amylacé. La formation de la nappe humide est une opération classique couramment exécutée sur une machine Fourdrinier suivant les techniques convenant pour cette dernière. Les procédés au cours desquels on forme une suspension ou une nappp humide consomment beaucoup d'énergie pour l'égouttage et le séchage. Normalement, pour fabriquer un panneau minéral par voie humide suivant un procédé Fourdrinier, il faut former une suspension constituée habituellement pour moins de 5% en poids par les solides dispersés. Une fraction
<EMI ID=2.1>
tage lorsque la nappe humide est formée, mais cette der-
<EMI ID=3.1>
poids à l'entrée du séchoir et à l'énergie déjà consommée pour l'égouttage de la suspension s'ajoute l'énergie considérable nécessaire pour sécher la nappe humide qui contient le liant.
De plus, les panneaux minéraux classiques comprennent habituellement en proportion sensible des fibres relativement onéreuses comme des fibres minérales, des fibres de verre et d'autres fibres semblables ainsi que du vieux papier journal conférant de la cohésion à ces panneaux. Il est généralement admis qu'il convient de ne pas utiliser plus d'en-
<EMI ID=4.1>
normal de fabrication de panneaux minéraux. On a déjà fabriqué des panneaux minéraux contenant jusqu'à 75% de perlite,
<EMI ID=5.1>
sensiblement à des propriétés telles que la solidité et l'amortissement acoustique et à augmenter le dégagement de poussières par les ? amie aux achevés.
L'invention a pour objet un produit minéral qui est avantageusement un panneau offrant des supériorités sensibles sur les panneaux minéraux fabriqués par voie humide décrits ci-dessus. Le produit minéral de l'invention
<EMI ID=6.1>
et d'un liant résineux pour la perlite. Bien que la chose
ne soit nullement nécessaire, d'autres constituants comme des fibres minérales, des fibres de verre, du vieux papier journal, etc. peuvent être ajoutés en proportion atteignant
25% en poids. L'apport de ces constituants supplémentaires peut parfois améliorer les propriétés du produit fini. La perlite du panneau minéral est écrasée lorsque le produit est amené à sa forme finale, mais avant la prise du liant, entraînant ainsi une augmentation sensible de la solidité du produit fini.
La perlite forme 50 à 95% en poids de la composition totale du panneau, tandis que le liant résineux en forme environ 50 à 5% en poids. Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, la combinaison de perlite et de liant résineux forme jusqu'à 95% .du panneau. Dans la forme de réalisation spécialement préférée, la combinaison de perlite et de liant résineux forme sensiblement tout le panneau, c'est-à-dire que les quantités des autres constituants sont tout au plus nominales.
Comme on le sait, la perlite utilisée dans les panneaux est l'agrégat léger formé par chauffage de la perlite native qui est un verre volcanique siliceux naturel contenant de l'eau combinée qui,lors d'un chauffage à une température élevée, provoque une expansion sensible des particules jusqu'à environ 4 à 20 fois leur volume initial. Comme on le sait aussi, la perlite native se répartit en deux catégories dont l'une comprend la perlite active ou vivante et; l'autre la perlite inactive ou morte. Cette distinction est fondée notamment sur le point de ramollissement, la teneur en eau
et l'aptitude à l'expansion et les différences même non exactement définies sont reconnues et admises dans l'industrie. La perlite expansée qui est normalement utilisée dans les pan-
<EMI ID=7.1>
moins d'environ 0,160 g/cm<3>. Ce poids spécifique apparent est appe-
<EMI ID=8.1>
la perlite.' Après expansion, les perlites actives ont généralement
<EMI ID=9.1>
perlites inactives expansées ont généralement un poids spécifique
<EMI ID=10.1>
le sait, la différence entre la perlite active et la perlite inactive ne tient pas uniquement au poids spécifique. Par
<EMI ID=11.1>
est beaucoup plus importante que la différence de résistance des parois entre deux perlites actives, dont l'une est expansée
<EMI ID=12.1>
Il est à prévoir que des perlites synthétiques et autres matières analogues deviennent disponibles dans un certain temps et l'invention est également applicable à ces produits synthétiques ayant les mêmes propriétés que les perlites.
<EMI ID=13.1> <EMI ID=14.1>
ples typiques de liants résineux convenables sont les résines thermoplastiques, comme les latex, le poly(acétate de vinyle) et les résines acrylique s, et les résines thermodur-
<EMI ID=15.1>
époxyde, les résines de mélamine.. les résines phénoliques et les polyesters. Les résines urée-formaldéhyde sont les résines de loin préférées. Il en est ainsi parce qu'elles .-donnent un produit excellent, même pour une teneur très élevée en perlite. Les panneaux produits au moyen d'une résine uréeformaldéhyde ont.d'excellentes propriétés mécaniques et d'amortissement acoustique, une bonne résistance à l'eau, une excellente tenue, au feu et une tendance encore acceptable à dégager des poussières. Les résines urée-formaldéhyde sont spécialement intéressantes parce qu'elles sont relativement faciles à disperser, très peu onéreuses, non toxiques et sensiblement inertes à l'égard de l'humidité normalement atteinte en cours de.service et ont une excellente résistance au feu.
Lorsque le liant est une résine urée-formaldéhyde, d'autres liants comme de l'amidon, des résines phénoliques, des résines époxyde etc. peuvent être ajoutés aussi à condition que la quantité minimale de combinaison de perlite et de liant résineux soit respectée.
Lorsque le liant est une résine urée-formaldéhyde,
il est préférable que la composition pour le panneau comprenne un catalyseur. La Demanderesse a observé que le dihydrogé-
<EMI ID=16.1>
que de l'acide phosphorique en quantité pouvant atteindre environ 1% peut être utilisé avec le dihydrogénophosphate d'ammonium. Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, le système catalytique comprend 0,01 à 0,6% dé dihydrogéno- <EMI ID=17.1>
Les meilleurs résultats sont obtenus au moyen d'un système catalytique comprenant environ 0,4-% en poids de dihydrogéno-
<EMI ID=18.1>
phorique.
Il est avantageux d'utiliser dans un panneau minéral
<EMI ID=19.1>
plus du système catalytique aussi un silane améliorant l'adhérence. Une addition d'environ 0,01 à 0,1% et de préférence
<EMI ID=20.1>
rence, permet de rendre certaines propriétés physiques beaucoup meilleures, spécialement la solidité du panneau et sa résistance à l'eau.. En fait, l'addition des silanes améliorant l'adhérence a même permis d'utiliser les panneaux conformes à l'invention en plein air, alors que les panneaux minéraux d'usage courant pour les plafonds et fabriqués de la façon classique sont généralement considérés comme ne convenant que pour les travaux intérieurs et même dans ce cas, en général dans des endroits où l'humidité est relativement faible. Un silane améliorant l'adhérence qui est préféré aux fins de l'invention est un aminosilane vendu sous l'indice Z-6020 par la Société Dow Corning.
Comme déjà indiqué, la quantité' de liant résineux
<EMI ID=21.1>
perlite et de liant résineux. Plus particulièrement, lorsque
<EMI ID=22.1>
ve, la quantité de liant peut être d'environ 5 à 50%,tandis
<EMI ID=23.1>
sée est préparée au départ d'une perlite inactive. Dans un cas comme dans l'autre, le minimum préféré est d'au moins environ 10% de liant et le maximum préféré, même lorsque la perlite expansée est. préparée au départ d'une perlite active, est d'environ 40%, les meilleurs résultats étant obtenus avec une
<EMI ID=24.1>
Pour la fabrication de panneaux de plafond ou carreaux, il est préférable que la quantité de résine
<EMI ID=25.1>
quelle que soit la nature de la perlite expansée. Une telle quantité établit un compromis entre le prix et les propriétés physiques. En augmentant la teneur en résine urée-formaldéhyde jusqu' à un optimum qui est apparemment d'environ 35%,
<EMI ID=26.1>
physiques se traduisant par une valeur plus favorable du module de rupture, mais le prix d'un tel produit dont le module de rupture est élevé n'est généralement pas justifié pour la réalisation des plafonds. Une teneur en résine urée-formal-
<EMI ID=27.1>
des applications comme plafonds pour ce qui est du rapport entre le prix de revient et la résistance.
Il est généralement considéré comme indésirable d'exécuter une opération plus énergique qu'un mélange ménagé
et bref de la perlite expansée avec le liant, parce que la perlite expansée est très friable et tend à s'effriter lorsqu'elle est mélangée trop longtemps. En règle générale, la perlite
est mélangée pendant un maximum d'environ 3 minutes sous agitation très modérée.
La Demanderesse a découvert que la fragmentation
de la perlite à un moment particulier du procédé peut en
fait conduire à un panneau minéral ayant de meilleures propriétés et spécialement une meilleure solidité.- La Demanderesse a découvert que pour améliorer les propriétés par fragmentation de la perlite, il est absolument nécessaire de fragmen-
<EMI ID=28.1>
et avant la prise du liant. Par l'expression "lorsque le pro-duit est amené à sa forme finale", il convient d'entendre
que l'écrasement de la perlite confère sa forme finale au produit. Par exemple, pour la fabrication d'un panneau,
le mélange de perlite et de liant est avantageusement coulé en nappe sur une bande de façonnage. A ce moment, le mélange présente la forme du panneau qui est le produit fabriqué,mais son épaisseur va nécessairement diminuer lorsque le panneau sera soumis à la pression qui écrase la perlite et au terme
de cet écrasement, il présente la forme finale. De même lorsque la forme finale est celle d'une coquille moulée, comme un plat de service, le produit est amené à sa forme finale, suivant la terminologie de l'invention, dans le moule après que son épaisseur a été diminuée" par l'écrasement dans le moule pour la fragmentation de la perlite.
Cette distinction est établie parce qu'il est absolument essentiel que l'écrasement soit exécuté pour amener le produit à sa forme finale. D'écrasement de la perlite avant le mélange à sec ou à l'état de suspension est considéré comme indésirable parce que les avantages offerts par
la perlite expansée sont perdus pour beaucoup. De plus, il n'en résulterait fréquemment aucun avantage, parce que parfois cet écrasement préal&ble n'apporte même pas les avantages de l'écrasement amenant le produit à sa forme finale. En ou-
<EMI ID=29.1>
antérieur, par exemple le mélange par voie sèche, le procédé de l'invention améliore encore sensiblement la solidité du produit.
Il est nécessaire aussi que la perlite soit écrasée avant la prise du liant. Du fait que le liant résineux utilisé suivant la forme de réalisation préférée de l'invention est une résine thermodurcie et plus spécialement une résine urée-formaldéhyde, il est nécessaire que la perlite soit écra-sée avant l'achèvement; du durcissement du liant. Il en va
de même pour les autres liants. Toutefois, il convient de noter que dans le cas d'un liant thermoplastique, comme le poly(acétate de vinyle),qui peut être réactivé par chauffage, il est possible de laisser prendre le liant sans écraser la perlite,puis de chauffer le produit pour réactiver le liant
et d'écraser alors la perlite avant de laisser le liant prendre à nouveau. Ce procédé pourrait être avantageux lorsqu'il est intéressant de fabriquer un grand nombre d'ébauches de la forme finale en une opération,puis de réactiver le liant et d'écraser les ébauches.
Suivant l'invention, le volume apparent de la perlite est diminué au cours de l'écrasement d'un facteur qui dépend de la nature de la perlite et de la quantité de résine dans
le produit. Le but de l'écrasement de la perlite est d'améliorer les propriétés physiques du produit fini et en particulier son module de rupture. La Demanderesse a découvert que lorsque le pourcentage de liant diminue, il est nécessaire d'augmenter l'écrasement pour atteindre un accroissement acceptable du module de rupture. Ainsi, elle a découvert que
le facteur d'écrasement minimal approximatif peut être déduit des trois relations suivantes:
<EMI ID=30.1>
où x représente le pourcentage pondéral de liant dans la combinaison de perlite et de liant et y représente le facteur d'écrasement.
Dans les. trois cas, les valeurs de y sont arrondies
à un dixième près pour l'établissement du facteur d'écrase-
<EMI ID=31.1>
La relation (1) est applicable lorsque la perlite expansée provient d'une perlite active et que la teneur en liant <EMI ID=32.1>
La relation (2) est applicable lorsque la perlite expansée provient d'une perlite active et que la teneur en lias.1
<EMI ID=33.1>
La relation (3) est applicable lorsque la perlite expansée provient d'une perlite inactive et que la teneur en
<EMI ID=34.1>
Dans chaque cas, le poids spécifique apparent moyen initial de la perlite est arrondi par tranches de 0,016 g/cm3 pour le choix-de la relation convenable.
Dès lors, les relations ci-dessus peuvent être transcrites de la façon suivante:
lorsque la perlite expansée provient d'une perlite active:
(1) y = 6,5 - 0,26x avec x ayant une valeur d'environ 5 à 15
<EMI ID=35.1>
lorsque la perlite expansée provient d'une perlite inactive:
<EMI ID=36.1>
étant entendu que dans les relations (1), (2) et (3), y représente le facteur d'écrasement et x le pourcentage pondéral de liant dans la combinaison de perlite et de liant.
Par conséquent, lorsque le liant forme 20% du poids d'une combinaison de perlite et de liant et que la perlite expansée provient d'une perlite inactive, un facteur d'écra-
<EMI ID=37.1>
que le liant forme 10% du poids de la combinaison de perlite et de liant et que la perlite expansée provient d'une perlite
<EMI ID=38.1>
Bien que les valeurs ci-dessus soient les valeurs minimales pour l'écrasement, on bénéficie d'un avantage sensible lorsque les écrasements sont encore plus élevés,comme il ressort des exemples ci-après. Suivant la forme de réalisation préférée de l'invention, le facteur d'écrasement est d'au moins 3 pour <EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1>
perlites expansées provenant de perlites inactives. Il est encore davantage préféré que le facteur d'écrasement minimal
<EMI ID=41.1>
et de la teneur en liant. Des facteurs d'écrasement de 5 à
10 se sont révèles conduire à d'excellents résultats.
Ces aspects et d'autres de l'invention sont davantage illustrés avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 portant en ordonnées le module de rupture en kg/cm<2> et lb/in<2> et en abscisses le pourcentage pondéral de résine urée-formaldéhyde dans une combinaison de perlite et de résine uréeformaldéhyde montre l'effet exercé sur la résistance mécanique par l'augmentation du pourcentage de liant, toutes les compo-. -
<EMI ID=42.1>
naison de perlite et de résine urée-formaldéhyde et la perlite
<EMI ID=43.1>
Les courbes sont relatives à des produits ayant après durcissement les différents poids spécifiques indiqués dans la légende, Fig. 2 portant en ordonnées le poids spécifique théorique des combinaisons compactées de perlite non écrasée et de résine urée-formaldéhyde en g/cm<3> et lb/ft<3> et en abscisses le pourcentage pondéral de résine urée-formaldéhyde dans les combinai- <EMI ID=44.1>
non écrasée et de résine urée-formaldéhyde en fonction de la teneur en résine pour différentes valeurs indiquées dans la légende du poids spécifique apparent effectif de la perlite; <EMI ID=45.1> tant d'exécuter l'invention et <EMI ID=46.1> kg/cm<2> et lb/in<2> et en abscisses le pourcentage d'eau, sur la base
<EMI ID=47.1>
perlite dont le poids spécifique apparent moyen initial est
<EMI ID=48.1>
dans la légende.
Le facteur d'écrasement de la perlite est déterminé par le poids spécifique mesuré du produit final rapporté à
son poids spécifique théorique. Le résultat traduit la réduction du volume occupé par la perlite et donc le facteur d'écrasement. Un mode de ^détermination du facteur d'écrasement
est décrit ci-après à propos de la Fig. 2.
La Fig. 2- est un diagramme du poids spécifique théorique -de la combinaison de perlite et de liant en fonction du pourcentage pondéral de liant. Le poids spécifique théorique est calculé suivant la règle des mélanges. Suivant cette dernière,,' tous les constituants sont tassés jusqu au degré le plus élevé-possible en vue de supprimer les espaces libres
<EMI ID=49.1>
évident que le spécialiste peut tracer des courbes supplémentaires pour d'autres poids spécifiques de la perlite et
<EMI ID=50.1> <EMI ID=51.1>
par écrasement conformément à l'invention. On fait en outre l'hypothèse que le poids spécifique apparent du produit final après l'écrasement et le durcissement du liant est de
<EMI ID=52.1>
urée-formaldéhyde est nul ou négligeable, le diagramme montre nettement que le poids spécifique apparent de la perlite est de 0,384- g/cm<3> (à lire à nouveau pour une teneur nulle en
<EMI ID=53.1>
un poids spécifique de la combinaison de 0,64-0 g/cm<3>) . Une
<EMI ID=54.1>
ment dont le facteur est .de 4.
La difficulté d'écrasement d'une perlite expansée particulière dépend de la nature de la perlite de départ et du poids spécifique apparent moyen initial. De manière générale, les perlites expansées obtenues au départ de perlites actives sont beaucoup plus faciles à écraser que celles obtenues au départ de perlites inactives. De manière générale aussi, la pression nécessaire pour une réduction semblable
du volume de la perlite augmente à mesure que le poids spécifique apparent moyen initial s'élève. Une réduction de volume de la perlite inactive expansée est possible,mais il est préférable que la perlite expansée soit du type actif et ait
un poids spécifique apparent moyen initial avant écrasement
<EMI ID=55.1>
'beaucoup plus aisément tout en donnant de façon générale un panneau de perlite aussi bon sinon meilleur que celui obtenu
<EMI ID=56.1> <EMI ID=57.1>
<EMI ID=58.1>
maldéhyde sous une pression qui est d'à peine Il-,2 kg/cm .
Pour la fabrication d'un panneau conforme à l'invention au moyen de l'appareil illustré à la Fig. 3, les constituants secs sont d'abord mélangés (détail non indiqué), Les constituants secs sont la perlite ainsi que les autres constituants éventuels tels que les fibres minérales, les fibres de verre, le papier journal, le gypse, la silice etc. Ensuite, le liant est dispersé au moyen d'un mélangeur 10
dans le mélange sec introduit à l'endroit indiqué par la flèche. Il est habituellement désirable d'utiliser un véhicule tel
que l'eau pour disperser le liant dans le mélange sec. Il convient de noter que la quantité d'eau utilisée peut être relativement faible en comparaison de celle utilisée dans
un procédé humide habituel de fabrication des panneaux. Plus particulièrement, la quantité d'eau peut atteindre à peine
20% du poids de la composition complète, sinon moins. Une quantité d'eau aussi faible consomme pour le séchage be.aucoup moins
<EMI ID=59.1>
tient encore normalement 60% en poids ou davantage d'eau à l'entrée
-du séchoir malgré l'évacuation d'une fraction sensible de l'eau par égouttage libre, dépression ou pressage.
La Demanderesse a néanmoins découvert que jusqu'à
un certain point, une augmentation de la quantité d'eau peut augmenter la résistance pour certains liants dispersables
dans l'eau, comme les résines urée-formaldéhyde. Cette particularité ressort de la Fig. 4 indiquant l'évolution du mo-
<EMI ID=60.1>
<EMI ID=61.1>
<EMI ID=62.1>
module de rupture beaucoup plus élevé lorsque sa teneur en
<EMI ID=63.1>
<EMI ID=64.1>
la résistance. En fait, cette augmentation de la teneur en eau pourrait être nuisible parce' qu'elle provoquerait la déstratification du panneau au cours du séchage et de la cuisson en raison d'une pression trop importante exercée par la vapeur d'eau. On peut observer aussi que le panneau comprenant
20% de résine urée-formaldéhyde a une plus grande résistance
<EMI ID=65.1>
l'augmentation de résistance n'étant ensuite plus très importante. Aux teneurs supérieures en résine urée-formaldéhyde
<EMI ID=66.1>
<EMI ID=67.1>
Bien que la résistance du produit puisse augmenter avec la teneur en eau, il faut choisir un compromis entre la dépense d'énergie et le gain de résistance, compte tenu d'un risque de déstratificati on pendant le séchage et la cuisson. Tous ces facteurs entrant en ligne de compte, la Demanderesse
<EMI ID=68.1>
damment du pourcentage de résine urée-formaldéhyde et plus
<EMI ID=69.1>
Après que la dispersion comprenant la perlite et. le liant.résineux a été préparée, elle est façonnée à la forme finale, puis le liant est amené à prendre. Pour la fabrication d'une feuille plane, il est avantageux de couler la dispersion 17.. sur une courroie continue 15 au départ d'une chambre
<EMI ID=70.1>
primer à l'aida d'une courroie sans fin 16 qui est avantageusement une .toile circulant sur des rouleaux 18. Le pan- <EMI ID=71.1>
sion du panneau est choisie pour qu'il s'adapte entre 1 es plateaux 28 de la presse hydraulique 22. Le panneau est alors écrasé dans la presse en un produit d'une épaisseur d'environ
<EMI ID=72.1>
<EMI ID=73.1>
<EMI ID=74.1>
Le panneau est alors rogné dans la rogneuse 24,si la chose est désirée. Indépendamment du fait qu'il est rogné ou non, le panneau est alors mis à durcir, avantageusement dans un séchoir à courroie transporteuse 26. Il convient de noter qu'en fonction de la nature du liant choisi, le séchoir peut parfois être omis.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le produit est une feuille plane, mais il est évident que la dispersion permet également de fabriquer des produits moulés autres que des feuilles planes. Des produits moulés peuvent
<EMI ID=75.1>
tion. Par exemple, la composition peut être déposée dans la partie inférieure d'un moule dont la partie supérieure peut être alors mise en place pour exercer la compression qui écrase la perlite et la fait diminuer de volume, après quoi le liant peut être durci tandis que le produit moulé est encore contenu dans le moule. En variante, le produit moulé ainsi écrasé peut être retiré du moule après durcissement partiel dans le moule, si nécessaire, puis déposé sur un support après quoi le liant peut'être mis à durcir. En variante encore, le produit moulé ainsi écrasé peut être. retiré du moule et déposé sans support sur un tamis, après quoi le liant peut être mis à durcir.
Il est évident que le procédé choisi en particulier dépend pour beaucoup de la consistance de la composition subis-sant le moulage, de la forme du produit moulé, du temps de séjour dans le moule et de divers autres facteurs semblables.
Tl convient de rappeler que le moulage peut également être appliqué pour la formation de feuilles. Par exemple, pour la .fabrication d'un panneau à bords biseautés dans une presse à plateaux, le plateau supérieur peut comprendre un organe de moulage qui est le négatif du panneau fini et peut façonner ainsi le bord biseauté pendant l'écrasement
de la perlite.- La nécessité d'une opération distincte, par exemple à la rogneuse 24)pour former le bord biseauté est ainsi supprimée. De plus, comme le bord biseauté est plus mince que le reste du panneau, la pression nécessaire pour l'amincissement du bord est plus importante que celle exercée dans l'ensemble du panneau et il en résulte un plus grand écrasement de la perlite au bord et un accroissement correspondant de résistance. Ce résultat est fort avantageux parce que la résistance devient maximale au bord exactement à l'endroit où elle est nécessaire.
<EMI ID=76.1>
épaisseur désirée. Toutefois, le degré d'écrasement de la perlite nécessaire aux fins de l'invention est également applicable à des produits moulés et à des feuilles, de sorte que les produits moulés ont de manière générale le même poids spécifique que les feuilles.
Une autre particularité du moulage est que des motifs superficiels peuvent être formés par gaufrage pendant l'écrasement des feuilles et produits moulés. Le négatif
<EMI ID=77.1>
de la presse 22 et imprimé pendant la compression. La restitution du motif' s'est révélée excellente, même avec un temps de pressage fort bref. Plus particulièrement, les produits conformes à l'invention se sont révélés manifester très peu de reprise, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de maintenir le produit en compression pendant tout le durcissement. En fait, pour les feuilles, un temps de séjour en presse de moins de 1 seconde s'est révélé suffisant pour un bon état de surface.
Indépendamment du fait qu'il s'agit d'un panneau
ou d'un produit moulé, il est évidemment nécessaire de faire durcir le liant après l'écrasement de la perlite. Le mode
de durcissement dépend de la nature du liant. Certains liants exigent un chauffage,tandis que d'autres peuvent être durcis
à la température ambiante. Lorsque le liant est une résine urée-formaldéhyde, celle-ci est de préférence durcie par chauffage, avantageusement à une température d'environ 170 à
<EMI ID=78.1>
de noter que ces durées et températures ne sont nullement critiques et qu'il suffit de choisir une température et une durée assurant le séchage du panneau et le durcissement du liant au point que le panneau ait suffisamment de tenue pour se passer de support. Il convient de rappeler que le de= ¯= de séchage et le degré de durcissement ont des effets différents sur la solidité du panneau. Lorsque le liant est une résine urée-formaldéhyde, une réduction de la teneur en eau
<EMI ID=79.1>
durcissement théorique confèrent.au panneau suffisamment de solidité pour qu'il se passe de -support. Suivant le procédé préféré de l'invention, la teneur en humidité est abaissée au-dessous de 5% et la résine urée-formaldéhyde est durcie
en substance, complètement aux températures .indiquées ci-dessus.
Les panneaux minéraux dont le liant est une résine urée-formaldéhyde se sont révélés aptes à un usinage, un sciage et un toupillage aisés et propres. De plus, ces produits ont une tenue au feu acceptable, une bonne résistance à l'eau, un <EMI ID=80.1>
bilité dimensionnelle même en milieu très humide, un pouvoir bactéricide naturel, une bonne cohésion et une bonne résistance au choc.
Les produits conformes à l'invention qui contien-
<EMI ID=81.1>
efficient d'amortissement acoustique d'au moins 20 et fréquemment de plus de 30. Des coefficients d'amortissement acoustique atteignant 50 ont été atteints et il est probable que des valeurs plus élevées sont possibles. On sait dans l'industrie des panneaux minéraux que le coefficient d'amortissement acoustique varie beaucoup avec différents facteurs comme les conditions opératoires-, l'état de finition du produit,
la présence ou l'absence d'orifices acoustiques dans le panneau etc. et les mêmes facteurs exercent leurs effets sur le coefficient d'amortissement acoustique des produits de l'invention.
La résistance mécanique ou solidité du produit est généralement appréciée dans l'industrie par mesure du module de rupture. Le module de rupture des panneaux conformes à l'invention a une valeur très favorable. Lorsque le liant est une résine urée-formaldéhyde, le module de rupture garde une valeur favorable même en milieu très humide ou en immersion complète dans l'eau. La résistance des produits peut être
<EMI ID=82.1>
ces du produit fini ou sur les deux. Des strates typiques utiles à cette fin sont formées de papier, de matière textile, de clinquant métallique, de nappe tissée en fibres de verre, de stratifiés fortement ou faiblement comprimés etc.
Les différentes particularités de l'invention sont illustrées par divers exemples qui, sauf indication contraire, sont semblables sous les rapports suivants. Les constituants <EMI ID=83.1>
papier journal, les fibres de verre, le mica etc. sont mélangés à sec, puis une solution aqueuse d'une résine urée-formaldéhyde additionnée d'un catalyseur est ajoutée et incorporée
à ce mélange sec. La perlite a un poids spécifique apparent
<EMI ID=84.1>
départ de perlite active. Lorsque la perlite a un poids spé-
<EMI ID=85.1>
provient d'une perlite inactive. La quantité d'eau est d'en-
<EMI ID=86.1>
de la perlite puis séché et durci à une température d'environ
<EMI ID=87.1>
essais. Le poids spécifique et le module de jeupture des panneaux sont mesurés de manière classique. La dureté est déterminée le cas échéant par mesure de la- différence de pé-
<EMI ID=88.1> une dureté de 2,3 mm. Ce panneau est un produit obtenu
<EMI ID=89.1>
<EMI ID=90.1>
<EMI ID=91.1>
<EMI ID=92.1>
On produit conformément à l'invention un panneau
<EMI ID=93.1>
<EMI ID=94.1>
hyde. On mesure les propriétés du panneau achevé, c.' est-àdire durci, qui se révèle avoir un poids spécifique de
<EMI ID=95.1>
<EMI ID=96.1>
<EMI ID=97.1>
durci a un poids spécifique de 0,279 g/cm<3>, un module de rupture de 18,21 kg/cm et une dureté de 0,76 mm.
<EMI ID=98.1>
On abaisse à nouveau la teneur en fibres 'cellulosiques de façon que le panneau comprenne 80% de perlite, 5% de
<EMI ID=99.1>
<EMI ID=100.1>
module de rupture de 18,98 kg/cm et une dureté de 0,76 mm.
<EMI ID=101.1>
<EMI ID=102.1> <EMI ID=103.1>
Laboratory qu'il passe avec la note SE-O.
Les exemples ci-dessus prouvent que l'addition des
<EMI ID=104.1>
d'effet avantageux sur les produits de l'invention et qu'en fait, une réduction de la quantité de papier journal porte au maximum le module de rupture des produits obtenus.
<EMI ID=105.1>
<EMI ID=106.1>
<EMI ID=107.1>
d'une longueur moyenne d'environ 6,35 mm. Ces fibres de verre sont celles normalement utilisées pour le renforcement des matières plastiques. Le p.anneau fini a un poids spécifique de 0,272 g/cm<3> et un module' de rupture de 15,26 kg/cm .
EXEMPLE 7 -
Cn répète les opérations de l'exemple 6, mais avec du mica au lieu de fibres de verre et avec une addition de
<EMI ID=108.1>
sous l'indice Z-6020. Le panneau fini a un poids spécifique de 0,271 g/cm<3> et un module de rupture de 13,36 kg/cm .
'Une comparaison des exemples 6 et 7 à l'exem-
<EMI ID=109.1>
méliorent pas le module de rupture des produits de l'invention,même lorsqu'elles sont prises en quantité relativement . élevées.
<EMI ID=110.1>
cellulosiques et 5% de' résine urée-formaldéhyde. Le panneau
<EMI ID=111.1> cellulosiques et 20% de résine urée-formaldéhyde. Le panneau
<EMI ID=112.1>
<EMI ID=113.1>
EXEMPLE 10 -
<EMI ID=114.1>
On répète les opérations de l'exemple 10, mais en portant la quantité de résine urée-formaldéhyde au double, le panneau comprenant ainsi 18% de résine urée-formaldéhyde et 82% de perlite. Le panneau fini a. un poids spécifique de 0,256 g/cm<3> et un module de rupture de 19,33 kg/cm . EXEMPLE 12 -
On répète les opérations de l'exemple 10,mais en
<EMI ID=115.1>
<EMI ID=116.1>
<EMI ID=117.1>
<EMI ID=118.1>
<EMI ID=119.1>
On répète les opérations de l'exemple 10,mais en
<EMI ID=120.1>
ramenant la quantité de perlite à 50%. Le panneau fini a un poids spécifique de 0,256 g/cm<3> et un module de rupture de
19,68 kg/cm<2>.
Les exemples 8 à 13 démontrent que le module de rupture est beaucoup influencé par la quantité de résine
<EMI ID=121.1>
teneur en résine urée -formaldéhyde excède 3^", le module de .
<EMI ID=122.1>
<EMI ID=123.1>
<EMI ID=124.1>
finition un poids spécifique de 0,256 g/cm<3>. Il convient d'observer aussi parmi les exemples 8 à 13 la différence de module de rupture entre les produits des exemples 9 et 11, bien que la quantité de résine urée-formaldéhyde soit la même. Cette différence est attribuable au fait que dans l'exemple 9, le degré d'écrasement est plus important, comme l'indique le poids spécifique plus élevé.
<EMI ID=125.1>
<EMI ID=126.1>
<EMI ID=127.1>
La résine urée-formaldéhyde est la résine vendue sous le nom de Parez 615 par la Société -American Cyanamid plutôt qu'une résine Foramine. La résine Parez 615 est une résine uréeformaldéhyde cationique. Le panneau fini a un poids spécifi--
<EMI ID=128.1>
<EMI ID=129.1>
<EMI ID=130.1>
çant la résine Parez 615 par une résine urée-formaldéhyde produite par la Demanderesse. Cette résine préparée de manière classique présente un rapport du formaldéhyde à 1 'urée de 2,0. Le panneau fini a un poids spécifique de 0,266 g/cm<3>
<EMI ID=131.1>
<EMI ID=132.1>
sines urée-formaldéhyde permettent de fabriquer les produits de l'invention.
EXEMPLE 16 -
On répète les opérations de l'exemple 5, mais en
<EMI ID=133.1> déhyde 0,02% en poids d'un agent d'adhérence de la classe des silanes vendu sous l'indice Z-6020. Le panneau fini a un
<EMI ID=134.1>
exemples 1 et 5 dans de l'eau pour une durée de 24 heures
au terme desquelles on mesure à nouveau le module de rupture. Le module de rupture prend une valeur de 0,63 kg/cm<2> à peine
<EMI ID=135.1>
duit de l'exemple 5, mais de 18,1�- kg/cm<2> pour le produit du présent exemple.
L'expérience de l'exemple 16 démontre que le panneau conforme à l'invention a une bonne résistance à l'eau et que l'addition d'un agent d'adhérence de la classe des silanes peut augmenter sensiblement la résistance à l'eau du panneau faisant l'objet de l'invention.
<EMI ID=136.1>
On examine également la tendance à dégager des poussières que manifestent les trois panneaux essayés dans l'exemple 16. L'essai est exécuté dans un local fermé et conçu pour simuler la manipulation normale des panneaux,
du fait que la tendance au dégagement des poussières est généralement considérée comme étant une particularité de manipulation indésirable. On détermine la quantité de poussières dégagéespar un panneau en mesurant le poids du panneau avant et après l'essai de manière à pouvoir connaître la
<EMI ID=137.1>
<EMI ID=138.1>
<EMI ID=139.1>
ple 16.
L'essai de l'exemple 17 prouve que l'agent d'adhé- rence de la classe des silanes est favorable pour atténuer ' la tendance des produits de l'invention à dégager des poussières.
EXEMPLE 18 -
<EMI ID=140.1>
cas, on écrase le panneau lors du façonnage suffisamment pour faire diminuer d'un facteur d'environ 9,3 le volume occupé par la perlite. Le produit fini a un poids spécifique de
<EMI ID=141.1>
suré à l'aide d'une machine d'essai Riehle ordinaire est de <EMI ID=142.1>
EXEMPLE 19 -
On répète les opérations de l'exemple 18,mais en
<EMI ID=143.1>
dans ce cas un poids spécifique de 0,553 g/cm<3>, un module de rupture de 68,89 kg/cm<2>, une dureté de 0,076 mm et un module d'élasticité de 19.970 kg/cm<2>.
Les exemples 18 et 19 prouvent que l'addition d'un. agent d'adhérence de la classe des silanes augmente le module de rupture du produit fini, de même que sa rési.stance è l'eau et fait baisser sa tendance au dégagement des poussières, comme il ressort des exemples 16 et 17.
EXEMPLE 20 -
<EMI ID=144.1>
On fait diminuer d'un facteur de 2,3 le volume occupé par la perlite en écrasant le panneau pour sa mise en forme finale. On calcule la réduction du volume occupé par la perlite d'après le poids spécifique mesuré du produit fini durci
qui est de 0,128 g/cm<3> alors que le poids spécifique théorique sans écrasement de la perlite est de 0,056 g/cm<3>. Le panneau fini a un module de rupture n'atteignant que 1,76 kg/cm .
<EMI ID=145.1>
du panneau fini qui est de 0,202 g/cm<3>. L'augmentation du facteur d'écrasement fait s'élever le module de rupture jusqu'à 5,27 kg/cm<2>.
EXEMPLE 22 -
On répète à nouveau l'exemple 20, mais en portant
<EMI ID=146.1>
<EMI ID=147.1>
<EMI ID=148.1>
On répète une fois encore l'exemple 20 en portant
<EMI ID=149.1>
<EMI ID=150.1>
Les exemples 20 à 23 montrent que l'augmentation du facteur d'écrasement de la perlite pendant le façonnage du produit à sa forme finale augmente sensiblement le module de rupture du produit fini. Toutefois, il existe une valeur
<EMI ID=151.1>
rieur pour que le produit de l'invention ait un module de rupture acceptable. Lorsque la perlite n'est pas écrasée conformément à l'invention pendant le façonnage du produit à sa forme finale, les panneaux formés de perlite et de résine urée-formaldéhyde ont un module de rupture sensiblement inférieur à celui des produits de l'invention. Lorsque la combinaison comprend une perlite expansée provenant d'une
<EMI ID=152.1>
teur d'écrasement minimal approximatif conforme à l'invention à déduire de la relation (1) ci-dessus est de 3,9. Comme le montre l'exemple 20, un facteur d'écrasement de 2,3 donne
un produit dont le module de rupture n'est que de 1,76 kg/cm<2>, alors qu'une augmentation du facteur d'écrasement jusqu'à 3,7 conduit à un produit dont le module de rupture est de
<EMI ID=153.1>
On répète l'exemple 20, mais en réduisant la quan-
<EMI ID=154.1>
<EMI ID=155.1>
exercée est juste suffisante pour assurer la compacité du
<EMI ID=156.1>
d'un panneau n'ayant pas subi d'écrasement,comme il ressort de là Fig. 2. Le module de rupture du panneau ainsi rendu compact et durci mais sans écrasement est de 2,11 kg/cm . EXEMPLE 25 -
On répète l'exemple 24-)mais en portant le facteur d'écrasement à 2,7 comme l'indique le poids spécifique du panneau fini qui est de 0,165 g/cm<3>. Suivant les relations
(1) et (2) ci-dessus, le facteur d'écrasement minimal approximatif pour ce mélange particulier est de 2,6,de sorte qu'un:'facteur d'écrasement de 2,7 devrait donner un panneau
<EMI ID=157.1>
ble que celui d'un panneau n'ayant pas subi l'écrasement. En l'occurrence, le module de rupture est augmenté jusqu'à 7,03 kg/cm�.
<EMI ID=158.1>
On répète l'exemple 24-)mais en portant le facteur
<EMI ID=159.1>
résultant est de 17,22 kg/cm .
<EMI ID=160.1>
le facteur d'écrasement à 8,2. Le module de rupture est ainsi porté à 5b, 62 kg/cm .
<EMI ID=161.1>
<EMI ID=162.1>
facteur d'écrasement à 11,2. Le module de rupture du panneau fini est alors de 101,9 kg/cm.
<EMI ID=163.1>
20 à 23 puisqu'à nouveau une augmentation du facteur d'écrasement fait s'élever la résistance du panneau comme l'indique son module de rupture. L'exemple 24 offre un intérêt particulier du fait qu'il montre qu'en l'absence d'écrasement de la perlite, le module de rupture reste très faible. EXEMPLE 29 .On répète l'exemple 20, mais en réduisant la quantité <EMI ID=164.1>
<EMI ID=165.1>
nus à divers facteurs d'écrasement sont les suivantes:
<EMI ID=166.1>
<EMI ID=167.1>
On répète à nouveau l'exemple 20, mais en 'abaissant
<EMI ID=168.1>
pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivantes:
<EMI ID=169.1>
<EMI ID=170.1>
<EMI ID=171.1>
On répète une fois encore l'exemple 20, mais avec <EMI ID=172.1> sultats relevés pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=173.1>
Les exemples 29 à 31 et les exemples 20 à
28 font ressortir qu'une augmentation du module de rupture résulte d'une augmentation du facteur d'écrasement pour toutes les teneurs en résine urée-formaldéhyde entrant dans le cadre de l'invention. Les facteurs d'écrasement marqués d'un * sont ceux tombant au-dessous du minimum. acceptable pour les relations indiquées précédemment.
Ces exemples démontrent également que des mélanges à teneur croissante en résine urée-formaldéhyde requièrent des facteurs d'écrasement décroissants pour conduire au module de rupture désiré minimal. Dans l'exemple 20, un facteur d'écrasement de 2,3 conduit à un module de rupture
<EMI ID=174.1>
même facteur d'écrasement conduit à un module de rupture de
<EMI ID=175.1>
ce de teneur en résine urée-formaldéhyde dans les deux exemples.
<EMI ID=176.1>
<EMI ID=177.1>
acrylique comme lirait En particulier, le liant est une so-
<EMI ID=178.1>
soluble vendue sous le nom de Carboset 531 par la Société B.F. Goodrich. Lors du façonnage du panneau à sa forme fi-
<EMI ID=179.1>
duit ayant ainsi un poids spécifique de 0,255 kg/cm<3> et un module de rupture de 8,01 kg/cm .
<EMI ID=180.1>
On répète l'exemple 32,mais au moyen d'une résine époxyde au lieu de la résine acrylique. La résine époxyde est celle vendue sous le nom d'Epon 828 par la Société Shell Chemical Company. Le panneau résultant a un poids spécifique de 0,300 g/cm<3> et un module de rupture de 19,26 kg/cm<2>.
Les exemples 32 et 33 montrent que des liants autres que les résines urée-formaldéhyde peuvent être utilisés aux fins de l'invention. Le liant Carboset 531 est thermo-
<EMI ID=181.1>
<EMI ID=182.1>
On fabrique un panneau comprenant 85% de perlite
<EMI ID=183.1>
Z6020. La perlite expansée provient d'une perlite inactive ayant un poids spécifique apparent moyen initial d'environ 0,080 g/cm<3>. Les propriétés' du produit relevées pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivantes:
<EMI ID=184.1>
<EMI ID=185.1>
<EMI ID=186.1>
<EMI ID=187.1>
différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=188.1>
<EMI ID=189.1>
On répète à nouveau l'exemple 34,mais avec une perlite ayant un poids spécifique apparent moyen initial d'environ 0,112 g/cm<3> au'lieu d'une perlite d'un poids spécifique apparent moyen initial d'environ 0,080 g/cm<3>. La perlite
de départ est également une perlite inactive. Les résultats des essais pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=190.1>
<EMI ID=191.1>
On répète à nouveau l'exemple 35 avec une perlite ayant un poids spécifique apparent moyen initial d'environ 0,112 g/cm<3> au lieu d'une perlite d'un poids spécifique apparent moyen initial d'environ 0,080 g/cm<3>. Les résultats des essais pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=192.1>
<EMI ID=193.1>
applicable à des perlites expansées provenant tant de perlites inactives que de perlites actives. Les facteurs d'écrasement marqués d'un * sont inférieurs au minimum approximatif défini par la relation (3). Comme la p.erlite expansée provenant d'une perlite active, la perlite expansée provenant d'une perlite inactive conduit à un accroissement du module de rupture lorsque le facteur d'écrasement s'élève.
EXEMPLE 38 -
On répète l'exemple 34,mais avec une perlite écrasée avant sa combinaison avec le liant. Le facteur d'écrasement préalable de cette perlite est de 1,9 soit l'équivalent du facteur d'écrasement minimal approximatif pour une perli-
<EMI ID=194.1>
<EMI ID=195.1>
sur base pondérale. L'écrasement préalable de la perlite
<EMI ID=196.1>
est alors mélangée avec la résine urée-formaldéhyde. Le pan-
<EMI ID=197.1>
taire l'amenant à sa forme finale. Cet écrasement est évidement l'opération conforme à l'invention. Les résultats des essais pour diverses valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=198.1>
EXEMPLE 39 -
On répète l'exemple 38, mais en augmentant la te--
<EMI ID=199.1>
<EMI ID=200.1>
d'écrasement préalable de 1,9 pour la perlite. Les résultats des essais pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=201.1>
<EMI ID=202.1>
On répète à nouveau l'exemple 38,mais au moyen d'une perlite d'un poids spécifique apparent moyen initiad'environ 0,112 g/cm<3> au lieu d'une perlite d'un poids spé-
<EMI ID=203.1>
résultats des essais pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=204.1>
<EMI ID=205.1>
On répète l'exemple 39 avec une perlite d'un poids spécifique apparent moyen initial d'environ 0,112 g/cm<3> au lieu d'une perlite d'un poids spécifique apparent moyen initial d'environ 0,080 g/cm<3>. Les résultats des essais pour différentes valeurs du facteur d'écrasement sont les suivants:
<EMI ID=206.1>
<EMI ID=207.1>
ment de la perlite au moment où le panneau est amené à sa'
forme finale qui augmente réellement la résistance du panneau et qu'un écrasement préalable de la perlite ne suffit pas. Comme dans les exemples précédents, les facteurs d'écrasement marqués d'un * sont inférieurs au minimum approximatif conforme à la relation (3). Il convient de noter que même
un facteur d'écrasement préalable de 1, 9 auquel succède un facteur d'écrasement de 1,7 lors du façonnage final dans l'exemple 38 ne conduit encore qu'à un très faible module de rupture.
Ces exemples démontrent aussi que l'écrasement de
la perlite pendant le façonnage final du panneau permet d'augmenter le module de rupture même lorsque la perlite a subi
un écrasement préalable.
Bien que divers modes et détails de réalisation
aient été décrits pour illustrer l'invention, il va. de soi
que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre.