EP0639995A1 - Compositions utiles a la prevention et/ou a la lutte contre le feu - Google Patents

Compositions utiles a la prevention et/ou a la lutte contre le feu

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Publication number
EP0639995A1
EP0639995A1 EP93911824A EP93911824A EP0639995A1 EP 0639995 A1 EP0639995 A1 EP 0639995A1 EP 93911824 A EP93911824 A EP 93911824A EP 93911824 A EP93911824 A EP 93911824A EP 0639995 A1 EP0639995 A1 EP 0639995A1
Authority
EP
European Patent Office
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composition according
weight
fibers
clay
compositions
Prior art date
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Ceased
Application number
EP93911824A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jacques Baudouin
Eric Issartel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lafarge Nouveaux Materiaux SA
Original Assignee
Lafarge Nouveaux Materiaux SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Lafarge Nouveaux Materiaux SA filed Critical Lafarge Nouveaux Materiaux SA
Publication of EP0639995A1 publication Critical patent/EP0639995A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0064—Gels; Film-forming compositions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0028—Liquid extinguishing substances
    • A62D1/005—Dispersions; Emulsions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00—Fireproofing materials
    • C09K21/14—Macromolecular materials

Definitions

  • the present invention relates to compositions useful for preventing and / or fighting fire.
  • the invention also relates to the application of said compositions to the prevention and / or the fight against fire.
  • an aqueous composition for delaying pyrolysis and / or combustion which can be used during air drops in order to establish fire barriers.
  • Said composition contains a thickening agent capable of increasing the viscosity of water and which is a sodium bentonite clay pre-hydrated at a rate of 1 to 9% by weight (relative to water), and a retarding salt such monoammonium phosphate, diammonium phosphate and ammonium sulfate in an amount of 10 to 25% by weight relative to water.
  • the maximum viscosity of the composition should not hinder pumping thereof. It has also been proposed in US Patent 3,409,550 a retardant aqueous composition usable during air drops; said composition contains water, a water-miscible thickening agent, diammonium phosphate and ammonium sulfate dissolved, in proportions otherwise specified, in water; it is in the form of an aqueous gel whose pH is between 6.5 and 7.5 and whose viscosity is at least 1000 centipoise.
  • compositions in question may be present in various corrosion reducing agents. If various thickening agents are mentioned, the use of carboxymethylcellulose for this purpose is recommended. On the other hand, a minimum content of about 120 g of ammonium salts per liter of solution is recommended (1 pound per gallon).
  • composition in question also contains a retarding salt chosen from ammonium phosphate, ammonium polyphosphates and ammonium sulfate, a thickener based on guar gum and an aqueous liquid carrier.
  • a retarding salt chosen from ammonium phosphate, ammonium polyphosphates and ammonium sulfate, a thickener based on guar gum and an aqueous liquid carrier.
  • the present invention relates to a composition useful for preventing and / or fighting fire, the effectiveness of which is sensitive even to very low solids contents (less than or equal to 6% by weight) in an aqueous vector.
  • the subject of the invention is a concentrated composition, useful after dilution and dissolution or dispersion in an essentially aqueous medium, for preventing and / or fighting against fire, comprising a clay, where appropriate, a retarding agent, one or more corrosion inhibitor (s), an anticryptogamic agent and / or a dye, characterized in that a) it contains fibers of plant origin comprising a majority of natural cellulose fibers and b) the quantity of said fibers relative to the whole (fibers + clay) is between 10 and 90% (by weight).
  • fibers of plant origin comprising a majority of natural cellulose fibers.
  • fibers of vegetable origin comprising a majority of natural cellulose fibers means mixtures of fibers comprising at least 50% (by weight) of cellulose fibers, treated by physical disintegration processes, thermomechanical or chemical processes.
  • the precise nature of the cellulose fibers is not critical.
  • the fibers in question may come from various sources, such as papermaking, including the recovery of old paper or newsprint and various plant species, in particular wood shavings of resinous or leafy species, and may occur in a more or less refined form, i.e. freed beforehand of all or part of the lignin which they contain in the raw state.
  • fibers originating from leafy, delignified and weakly refined species capable of offering better swelling of the water.
  • the average size of the fibers can vary within wide limits, it is preferable to use fibers of which less than 5% have a length greater than or equal to 3 mm, longer fibers having a tendency to form lumps and to get wet when they are found in an aqueous vector.
  • the presence of a large proportion (greater than 50%) of fibers that are too short (less than 500 microns) leads to too rapid sedimentation of the diluted compositions, which does not seem desirable during their use.
  • fibers are used, at least 50% of which have a length between .200 and 1500 microns and which preferably have an L / D ratio greater than or equal to 10.
  • compositions based on "pure” cellulose fibers sold by the company CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK under the names “TECHNOCEL 200C” or “TECHNOCEL 400C” are more particularly preferred.
  • compositions according to the present invention also contain at least one clay.
  • clays which may be suitable for the preparation of said compositions include: clay, lamellar or phyllitic materials, such as montmorillonite, bentonite, kaolinite, illite and beidelite and clays, with sheets discontinuous or fibrous, such as attapulgite and sepiolite, and mixtures thereof, ⁇ is preferable for the clays used to be free from abrasive materials; it is desirable that their silica content is less than 0.5% by weight. It is advantageous to use clays known to have a high swelling rate in water and / or exhibit a thixotropic behavior with a flow threshold in the presence of water, such as attapulgite and sepiolite and, preferably, to the sepiolite. Another essential characteristic of the present invention resides in the precise quantity of the cellulose fibers present in relation to the whole (fibers + clay).
  • this quantity must be between 10 and 90% by weight. This amount is advantageously between 20 and 80% by weight.
  • compositions according to the present invention may contain a retarding agent.
  • retarding agent are compounds well known to those skilled in the art who may refer for more information about them to the work "The Chemistry & Uses of Fire Retardants" by JW Lyons (in particular, pp. 149- 156).
  • examples of such compounds include mono- and diammonic phosphates, ammonium polyphosphates, ammonium sulfate, borax, sulfamic acid and its derivatives such as ammonium sulfamate, and mixtures thereof .
  • this quantity is greater than or equal to 30% (by weight) relative to that of the fibers .
  • compositions according to the present invention ready for use, resides in the fact that the content of retarding agent can then be less than or equal to 5% by weight; an amount greater than or equal to 0.5% by weight may be recommended. Preferably, this amount is between 0.5 and 2% (by weight).
  • compositions according to the present invention can of course be in various forms being recalled here, for the sake of clarity, that at the time of their application to the prevention and / or fight against fire and in particular, against the fire of forest, they will be in the form of an aqueous dispersion, water representing the major part in this form of presentation ready for use.
  • compositions in question before their use, may be in the mass form of blocks of pasty consistency (such as that of a mastic), compacted briquettes, platelets or sheets, or in particulate form such as powders, flakes, granules, pellets, more or less hardened rods, for example by drying, or in the form of a more or less viscous gel, a dispersion or a concentrated solution, water representing the major part in these presentations and the dry extract representing only a minor part by weight, but essential for the proper functioning of the fire prevention and / or fire fighting process.
  • An advantage of the compositions according to the invention which are in bulk or particulate form lies in the fact that they are easily dispersible or even disintegrable in an aqueous liquid carrier.
  • compositions from 80 to 99% and, preferably, from 90 to 98% by weight of water.
  • Such compositions can be easily diluted, if necessary, in an aqueous vector; dilution can be done with great precision.
  • the ready-to-use compositions have a viscosity measured with a Brookfield RTND viscometer (mobile body no. 3, speed of rotation: 10 revolutions / minute) of between 500 and 3000 mPa.s and, preferably, between 1500 and 2500 mPa.s.
  • a Brookfield RTND viscometer mobile body no. 3, speed of rotation: 10 revolutions / minute
  • compositions have the additional advantage of being pumpable, which makes their use all the more easy with pre-existing equipment.
  • compositions according to the present invention in other forms mentioned above will be brought in the form of an aqueous dispersion, at the time of their application to the prevention and / or fight against fire and in particular, against forest fire, water then representing the major part in this ready-to-use form of presentation, the dry extract content then representing from 1 to 20 and, preferably from 2 to 10% by weight.
  • compositions have a dry extract content of less than or equal to 6% by weight.
  • compositions according to the present invention may of course contain minor amounts of other additives such as, one or more corrosion inhibitors, a dye, an anticryptogamic agent, as the case may be, a foaming agent or an anti-foaming agent.
  • additives such as, one or more corrosion inhibitors, a dye, an anticryptogamic agent, as the case may be, a foaming agent or an anti-foaming agent.
  • the total amount of these various additives will not normally exceed 1% by weight of the ready-to-use composition.
  • compositions in question contain few phosphates, they have, in the presence of water, a neutral or slightly basic pH, of the order of 7 to 8. Therefore, when they are brought into contact with ferrous metals, they do not cause visible corrosion of the latter. Furthermore, in the range of pH values indicated, the aluminum is stable even in the presence of strong electrolytes.
  • compositions are compatible with the retarding compositions conventionally used in this application and with the wetting agents and the foaming agents which it may be desirable to use in certain cases.
  • the aqueous vector used to dilute the compositions according to the present invention before their use can be substantially pure water, such as it is present on a distribution network or on an industrial site, or water containing a or several additives of varied nature ensuring, for example, at least one of the following traditional functions: limiting or preventing the development of microorganisms such as bacteria, fungi and yeasts, promoting or limiting the appearance of a foam, materialize the treated area by coloring it and, if necessary, inhibit corrosion of the metal parts in contact with the composition. If necessary, it is possible to use sea water, the compositions according to the invention being compatible with this aqueous medium.
  • compositions in question can be prepared in a simple manner, for example by mixing the various components (clay, cellulose fibers, if necessary retardant and other additives) which are in the form of particles or brought to the state of almost dry powders (containing maximum 10% water).
  • the mixture of dry powders is swollen naturally due to the presence of the cellulose fibers which are relatively light and give the whole an apparent density of the order of 500 g / l.
  • the mixture thus operated can either be compacted and, if necessary, bagged for example, or be granulated in a manner known per se, in the presence of water.
  • compositions in question can also be prepared wet from a paper pulp containing on the order of 3 to 10% by weight of fibers.
  • the invention also relates to the application of the compositions which have just been described for the prevention and / or the fight against fire.
  • the application of said compositions to the prevention and / or the fight against dry fires is more particularly envisaged.
  • the sites around which and / or on which it is particularly appropriate to project the ready-to-use compositions, in the sense specified above, may be areas of vegetation (forests, coppice, brush, scrubland, ... ), residential areas, industrial equipment such as warehouses, or mixed areas, comprising plants and / or cellulosic materials or of cellulose origin, likely to generate dry fires.
  • the projection of the ready-to-use compositions around and / or on the sites in question will be carried out both from the ground and by air.
  • the water was removed followed by drying in an oven (40 ° C) of the residual material in order to determine the behavior of the latter once it has been diluted in water. The same results were obtained.
  • a rectangular poplar wood plate (10 cm x 3.5 cm x 0.2 cm) is brought to 35 ° C for 24 hours. It is weighed and then immersed in a vertical position for 30 seconds in the composition under consideration. After immersion, the plate is re-weighed.
  • the deposit yield (RT) is defined by the following relationship: mass of the wafer after immersion x QQ mass of the wafer before immersion
  • the procedure is similar, except that the second weighing is carried out after the immersed wafer has dried under otherwise specified conditions.
  • the yield is then defined by a relationship similar to the previous one, in which the mass in numerator is that of the immersed wafer and then dried.
  • the fire test is carried out on a batch of wafers treated as indicated above.
  • a device is used to generate a pilot flame (of the CAMPING GAZ R / SOUDO-GAZ R type ) which is substantially planar and horizontal and, on the other hand, an epiradiator (power 500 watts, RC2 model sold by the company PROLABO) fitted with a circular grid support 11 cm in diameter.
  • a circular grid, made of steel and square mesh (W x L cm) is positioned 1 cm away from the focal point of the Epirator.
  • the assembly (grid and grid support) is inclined 30 degrees from the horizontal. The whole is brought to a temperature of the order of 600 to 700 ° C., for approximately 30 minutes.
  • the pilot flame generator device (burner) is positioned so that the end of the burner is located 3 cm from the upper part of the plate which will later be positioned on the grate of the epiradiator.
  • the burner is then lit (temperature reached approx. 1650 ° C). Then, simultaneously, we place the plate on the grid and start the stopwatch. With the burner still in operation, note the time required for the first flames to appear on the wooden plate. This time, which is 15 to 16 seconds for an untreated wood chip, called the flammability time is designated by TI in the following.
  • Suspensions with a total volume of 1 liter are prepared, the dry extract content, the nature of the ingredients and their proportions being indicated elsewhere. Closed test pieces are left to stand at room temperature. The volume of supernatant liquid in each of the test pieces is determined after a time t of rest.
  • This volume is expressed as a% of the total volume as well as the height of the sediment.
  • compositions are prepared as indicated above from "pure” cellulose fibers sold by the company CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK under the name “TECHNOCEL 200C” and sepiolite clay (sold by the company OMYA SA under the name PANGEL HV) and where appropriate, various delaying agents.
  • K2HPO4 Di-potassium phosphate
  • the control test (a) gives the results of the fire tests of the untreated wood chip.
  • control test (b) gives the results obtained on a wafer treated with water alone.
  • control test (c) was carried out on a wafer treated with a composition not falling within the scope of the present invention comprising di-ammonium phosphate and tragacanth.
  • control test (d) was carried out on a wafer treated with a composition not falling within the scope of the present invention comprising ammonium polyphosphate and attapulgite; composition sold by BIOGEMA under the name Fire Troll R 931.
  • control test (e) was carried out on a wafer treated with a composition not falling within the scope of the present invention comprising only cellulose fibers in its dry extract.
  • control test (f) was carried out on a wafer treated with a composition not falling within the scope of the present invention comprising only sepiolite in its dry extract.
  • TABLE 1 FIRE BEHAVIOR
  • compositions are prepared as indicated above, except that the retarding agent which is di-ammonium phosphate, is introduced directly into the water, in an amount of 1% by weight of the total solution, before the tests with fire, and that the cellulose fibers and the clay used can be of various natures.
  • the retarding agent which is di-ammonium phosphate
  • the “short” fibers are “TECHNOCEL 200C” fibers sold by the company CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK.
  • the “long” fibers are "TECHNOCEL 400C” fibers sold by the company CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK.
  • the clay can be sepiolite (PANGEL HV sold by the company OMYA S.A.) or attapulgite (ATTAGEL 30 sold by the company ENGELHARDT).
  • the viscosity is measured before addition of the retarding agent.
  • the deposition yield is the subject of two determinations: one before drying (initial deposition yield) and the other after 1 h 30 of drying at 40 ° C.
  • NB The complement to 100% of the dry extract is obtained by the addition of DAP.
  • the ordinates show the viscosity values expressed in centipoise, a graduation representing 500 centipoise.
  • the clay concentrations explored are between 1 and 4% by weight; the viscosities measured range from a few tens of centipoises to around 5500 centipoises.
  • Curve 1 gives the profile obtained for attapulgite taken in isolation (control test E).
  • Curve 2 gives the profile obtained for sepiolite taken in isolation (control test F)
  • Curve 3 gives the profile obtained for the mixture of sepiolite and cellulose fibers (example 19).

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Abstract

La présente invention concerne des compositions utiles à la prévention et/ou à la lutte contre le feu. L'invention a également trait à l'application desdites compositions à la prévention et/ou à la lutte contre le feu. Il est proposé une composition concentrée, utile après dilution et dissolution ou dispersion dans un milieu essentiellement aqueux à la prévention et/ou à la lutte contre le feu, comprenant une argile, le cas échéant, un agent retardant, un ou plusieurs inhibiteur(s) de corrosion, un agent anticryptogamique et/ou un colorant, caractérisée en ce que: a) elle renferme des fibres d'origine végétale comportant une majorité de fibres de cellulose naturelle et b) la quantité desdites fibres par rapport à l'ensemble (fibres + argile) est comprise entre 10 et 90 % (en poids).

Description

COMPOSITIONS UTILES A LA PREVENTION ET/OU A LA LUTTE CONTRE LE FEU
La présente invention concerne des compositions utiles à la prévention et/ou à la lutte contre le feu.
L'invention a également trait à l'application desdites compositions à la prévention et/ou à la lutte contre le feu.
Le caractère dévastateur, tant pour l'environnement et l'économie en général, du feu non contrôlé et, en particulier des incendies de forêts, de taillis, de broussailles et de garrigues reste toujours une préoccupation majeure dont le risque pour les personnes vivant, séjournant ou intervenant dans ces zones n'est plus à démontrer. II est bien connu du public, et ce depuis longtemps, qu'il est parfois possible d'arrêter ou d'empêcher le développement d'un tel sinistre, soit en refroidissant la matière combustible se trouvant sur le site, soit en la coupant de toute source de comburant favorisant sa combustion, soit en conjuguant les deux types d'interventions. II est ainsi tout à fait usuel de mettre en oeuvre, sur les sites en feu, de l'eau dont les principales fonctions bien connues sont les suivantes :
- refroidir le milieu traité ;
- procurer un effet d'isolement localisé du site en flamme en le coupant, au moins temporairement, de sa source de comburant dès lors qu'elle est vaporisée, en chassant l'air présent par le volume gazeux ainsi développé et en empêchant, au moins momentanément, l'air de se renouveler.
Bien que l'eau reste le moyen privilégié pour combattre le feu, de nombreuses propositions antérieures ont visé à renforcer ses effets ignifugeants par introduction de divers agents ou ingrédients susceptibles d'induire l'un et/ou l'autre des processus ci-après :
- favoriser la pénétration de l'eau dans les matériaux combustibles à protéger,
- favoriser la formation de couches d'eau plus importantes sur les surfaces à protéger,
- retarder la pyrolyse et la combustion des matériaux combustibles, - éventuellement, réduire la corrosion des équipements de stockage, de transport et/ou de manutention desdites compositions. Ainsi dans le brevet US 3,334,045 il a été proposé une composition aqueuse retardatrice de pyrolyse et/ou de combustion utilisable lors des largages aériens en vue d'établir des barrières anti-feu. Ladite composition renferme un agent épaississant capable d'augmenter la viscosité de l'eau et qui est une argile bentonite de sodium pré-hydratée à raison de 1 à 9% en poids (par rapport à l'eau), et un sel retardant tels le phosphate de monoammonium, le phosphate de diammonium et le sulfate d'ammonium à raison de 10 à 25 % en poids par rapport à l'eau.
La viscosité maximale de la composition ne doit pas gêner le pompage de celle-ci. II a également été proposé dans le brevet US 3,409,550 une composition aqueuse retardante utilisable lors des largages aériens ; ladite composition renferme de l'eau, un agent épaississant miscible à l'eau, du phosphate de diammonium et du sulfate d'ammonium dissous, en proportions par ailleurs précisées, dans l'eau ; elle se présente sous forme d'un gel aqueux dont le pH est compris entre 6,5 et 7,5 et dont la viscosité est d'au moins 1000 centipoises.
Divers agents réducteurs de corrosion peuvent être présents dans la composition en cause. Si divers agents épaississants sont mentionnés, l'utilisation à cette fin de carboxyméthylcellulose y est préconisée. D'autre part, une teneur minimale de l'ordre de 120 g de sels d'ammonium par litre de solution y est recommandée (1 livre par gallon).
Plus récemment, il a été proposé (cf US 4,822,524) d'incorporer à une composition retardante spécialement adaptée pour l'application aérienne une quantité mineure (de l'ordre de 0,008 à 0,1 % en poids) de gomme xanthane pour en améliorer la stabilité à long terme et les caractéristiques d'adhésion à la surface de la végétation. La composition en cause renferme par ailleurs un sel retardant choisi parmi le phosphate d'ammonium, les polyphosphates d'ammonium et le sulfate d'ammonium, un épaississant à base de gomme de guar et un vecteur liquide aqueux. Compte tenu de la teneur en sels d'ammonium (phosphate et/ou sulfate) des compositions concentrées et des taux de dilution pr&onisés avant usage, la mise en oeuvre de ces compositions, dont l'intérêt de principe n'est pas contesté, se traduit en pratique par des difficultés, voire par des impossibilités, à concilier une viscosité satisfaisant à la nécessité de pompabilité, un rendement de dépôt optimal sur la végétation, un effet d'ignifugation de la végétation sans déverser des quantités abusives de phosphates susceptibles de nuire à l'environnement ainsi traité. En parallèle, de nombreux travaux antérieurs ont porté sur l'inhibition de la corrosion induite par ce type de compositions et ont proposé à cette fin divers additifs (cf US 3,223,649 ; US 3,275,566 ; US 3,338,829 ; US 3,350,305 ; US 3,364,149 et US 4,176,071). D' autres travaux antérieurs ont tenté de modifier la viscosité de compositions retardantes par adjonction de composés polymériques de synthèse (cf. US 4,101,485).
Malgré les recherches extensives qui ont pu être conduites depuis de très nombreuses années dans le domaine des compositions utiles à la prévention et/ou à la lutte contre le feu, le problème de la lutte en cause avec le moins possible de composés organiques et/ou minéraux étrangers ou exogènes à l'eau n'a pas, à la connaissance de la demanderesse, été encore formulé et il ne semble pas que des solutions aient pu être antérieurement proposées. La présente invention concerne une composition utile à la prévention et/ou à la lutte contre le feu dont l'efficacité est sensible même à des teneurs en extrait sec très faibles (inférieures ou égales à 6 % en poids) dans un vecteur aqueux.
De ce fait, il devient possible de mettre en oeuvre des compositions retordantes dans lès processus de lutte au sol, sans risquer de nuire abusivement à l'environnement en y déversant de fortes quantités de composés chimiques, la concentration effectivement utile d'agent retardant pouvant être très faible dans les compositions selon l'invention.
Prise dans son premier aspect, l'invention a pour objet une composition concentrée, utile après dilution et dissolution ou dispersion dans un milieu essentiellement aqueux, à la prévention et/ou à la lutte contre le feu, comprenant une argile, le cas échéant, un agent retardant, un ou plusieurs inhibiteur(s) de corrosion , un agent anticryptogamique et/ou un colorant, caractérisée en ce que a) elle renferme des fibres d'origine végétale comportant une majorité de fibres de cellulose naturelle et b) la quantité desdites fibres par rapport à l'ensemble (fibres + argile) est comprise entre 10 et 90% (en poids).
Une caractéristique essentielle de la présente invention réside dans la présence de fibres d'origine végétale comportant une majorité de fibres de cellulose naturelle. On entend par fibres d'origine végétale comportant une majorité de fibres de cellulose naturelle, des mélanges de fibres comportant au moins 50% (en poids) de fibres de cellulose, traitées par des procédés physiques de délitage, des procédés thermomécaniques ou chimiques.
La nature précise des fibres de cellulose n'est pas critique. Ainsi les fibres en cause peuvent provenir de sources diverses, telles les fabrications papetières, y compris de la récupération de vieux papiers ou papiers journaux et d'espèces végétales diverses, en particulier de copeaux de bois d'espèces résineuses ou feuillues, et se présenter sous une forme plus ou moins raffinée, c'est à dire débarrassées au préalable de tout ou partie de la lignine qu'elles renferment à l'état brut.
On préfère recourir à des fibres provenant d'espèces feuillues, délignifiées et faiblement raffinées susceptibles d'offrir un meilleur gonflement d^s l'eau.
Si la dimension moyenne des fibres peut varier dans de larges limites, on préfère recourir à des fibres dont moins de 5% ont une longueur supérieure ou égale à 3 mm, des fibres plus longues ayant tendance à former des amas et à se démouiller lorsqu'elles se trouvent dans un vecteur aqueux. En outre, la présence d'une proportion importante (supérieure à 50%) de fibres trop courtes (inférieures à 500 microns) conduit à une sédimentation trop rapide des compositions diluées ce qui ne paraît pas souhaitable lors de leur utilisation.
Selon une variante avantageuse, on utilise des fibres dont au moins 50% ont une longueur comprise entre .200 et 1500 microns et qui présentent, de préférence, un rapport L/D supérieur ou égal à 10.
A titre d'exemples de fibres susceptibles de convenir à la préparation des compositions selon l'invention, on peut citer les fibres de cellulose commercialisées par la société CELLULOSE DU PIN sous l'appellation "FLUFFOSE HD" , celles commercialisées par la société SADLAT sous l'appellation "SADLAFLOC- S20" et celles commercialisées par la société C-E-LLULOSE-FULSTOFF-FABRIK sous les dénominations "TECHNOCEL 200C" et "TECHNOCÇL 400C".
Les compositions à base de fibres de cellulose "pure" commercialisées par la société CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK sous les dénominations "TECHNOCEL 200C" ou "TECHNOCEL 400C" sont plus particulièrement préférées.
Les compositions selon la présente invention renferment également au moins une argile.
A titre d'exemples d'argiles susceptibles de convenir à la préparation desdites compositions on peut citer : des matériaux argileux , lamellaires ou phylliteux , tels la montmorillonite, la bentonite, la kaolinite, l'illite et la beidelite et des argiles, à feuillets discontinus ou fibreuses, telles l'attapulgite et la sépiolite, et leurs mélanges, π est préférable que les argiles utilisées soient exemptes de matières abrasives ; il est souhaitable que leur teneur en silice soit inférieure à 0.5% en poids. On recourt avantageusement aux argiles connues pour avoir un fort taux de gonflement dans l'eau et/ou présenter un comportement thixotrope avec un seuil d'écoulement en présence d'eau, telles l'attapulgite et la sépiolite et, de préférence, à la sépiolite. Une autre caractéristique essentielle de la présente invention réside dans la quantité précise des fibres de cellulose présentes par rapport à l'ensemble (fibres + argile).
Comme indiqué en tête du présent mémoire, cette quantité doit être comprise entre 10 et 90% en poids. Cette quantité est avantageusement comprise entre 20 et 80% en poids.
Les compositions selon la présente invention peuvent renfermer un agent retardant. Ces agents sont des composés bien connus de l'homme de l'art qui pourra se référer pour plus amples informations à leur sujet à l'ouvrage "The Chemistry & Uses of Fire Retardants" de J. W. Lyons (en particulier, pp. 149-156). A titre d'exemples de tels composés on peut citer les phosphates mono- et diammoniques, les polyphosphates d'ammonium, le sulfate d'ammonium, le borax, l'acide sulfamique et ses dérivés tel le sulfamate d'ammonium, et leurs mélanges.
Si la quantité précise d'agent retardant n'est pas critique lors de la mise en oeuvre des compositions, il est avantageux que dans les compositions en cause cette quantité soit supérieure ou égale à 30% (en poids) par rapport à celle des fibres.
Comme indiqué en tête du présent mémoire, un avantage présenté par les compositions selon la présente invention, prêtes à l'emploi, réside dans le fait que la teneur en agent retardant peut être alors inférieure ou égale à 5% en poids ; une quantité supérieure ou égale à 0,5 % en poids peut çtre préconisée. De préférence, cette quantité est comprise entre 0,5 et 2% ( en poids).
Les compositions selon la présente invention peuvent bien entendu se présenter sous diverses formes étant rappelé ici, par souci de clarté, qu'au moment de leur application à la prévention et/ou la lutte contre le feu et en particulier, contre l'incendie de forêt, elles se trouveront sous forme d'une dispersion aqueuse, l'eau représentant la majeure partie dans cette forme de présentation prête à l'emploi.
Les compositions en cause, avant leur utilisation, peuvent se présenter sous forme massique de blocs de consistance pâteuse (telle celle d'un mastic), de briquettes compactées, de plaquettes ou feuilles, ou sous forme particulaire telle des poudres, des flocons, des granules, des pastilles, des joncs plus ou moins durcis, par exemple par séchage, ou sous forme d'un gel plus ou moins visqueux, d'une dispersion ou d'une solution concentrée, l'eau représentant la majeure partie dans ces présentations et l'extrait sec ne représentant qu'une partie mineure en poids, mais essentielle à la bonne marche du procédé de prévention et/ou de lutte contre l'incendie. Un avantage des compositions selon l'invention se présentant sous forme massique ou particulaire réside dans le fait qu'elles sont aisément dispersables, voire délitables dans un vecteur liquide aqueux.
' Une catégorie particulièrement avantageuse de compositions selon l'invention est constituée par celles qui renferment :
- de 1 à 20% et, de préférence, de 2 à 10% en poids (compté en extrait sec, mesuré après séchage à 40°C environ) d'une composition dont l'extrait sec vient d'être décrit et
- de 80 à 99% et, de préférence, de 90 à 98% en poids d'eau. De telles compositions (spécialités ou compositions prêtes à l'emploi) sont facilement diluables, si besoin en est, dans un vecteur aqueux ; la dilution peut en être faite avec une grande précision.
De préférence, les compositions prêtes à l'emploi présentent une viscosité mesurée au viscosimètre Brookfîeld RTND (corps mobile n°3, vitesse de rotation : 10 tours/minute) comprise entre 500 et 3 000 mPa.s et, de préférence, entre 1500 et 2500 mPa.s.
En effet de telles compositions présentent l'avantage supplémentaire d'être pompables, ce qui rend leur emploi d'autant plus aisé avec les équipements préexistants.
Des compositions selon la présente invention se présentant sous d'autres formes évoquées ci-avant seront amenées sous forme d'une dispersion aqueuse, au moment de leur application à la prévention et/ou la lutte contre le feu et en particulier, contre l'incendie de forêt, l'eau représentant alors la majeure partie dans cette forme de présentation prête à l'emploi, la teneur en extrait sec représentant alors de 1 à 20 et , de préférence de 2 à 10% en poids.
Dans une forme prête à l'emploi et particulièrement avantageuse, les compositions présentent une teneur en extrait sec inférieure ou égale à 6% en poids.
Les compositions selon la présente invention peuvent bien entendu renfermer des quantités mineures d'autres additifs tels que, un ou plusieurs inhibiteurs) de corrosion, un colorant, un agent anticryptogamique, selon le cas, un agent moussant ou un agent antimousse. La quantité totale de ces divers additifs n'excédera pas normalement 1 % en poids de la composition prête à l'emploi.
Bien entendu, la présence de ces divers additifs reste facultative et leur incorporation peut être accomplie à divers stades, soit dans la partie constituant l'extrait sec, soit dans l'eau avec laquelle l'extrait sec ou une composition concentrée sera dilué. En effet, comme les compositions en cause renferment peu de phosphates, elles présentent, en présence d'eau, un pH neutre ou légèrement basique, de l'ordre de 7 à 8. De ce fait, lorsqu'elles sont mises en contact avec des métaux ferreux, elles ne provoquent pas de corrosion visible de ces derniers. Par ailleurs dans la zone de valeurs de pH indiquée, l'aluminium est stable même en présence d'électrolytes forts.
Ceci constitue un avantage important au plan pratique des compositions selon la présente invention.
Un autre avantage desdites compositions réside dans le fait qu'elles sont compatibles avec les compositions retardantes classiquement utilisées dans cette application et avec les agents mouillants et les agents moussants auxquels il peut être souhaitable de recourir dans certains cas.
Ainsi, le vecteur aqueux servant à diluer les compositions selon la présente invention avant leur utilisation, peut être de l'eau sensiblement pure, telle qu'elle se présente sur un réseau de distribution ou sur un site industriel ou de l'eau renfermant un ou plusieurs additifs de nature variée assurant par exemple, au moins l'une des fonctions traditionnelles suivantes : limiter ou empêcher le développement de micro-organismes tels les bactéries, les champignons et les levures, favoriser ou limiter l'apparition d'une mousse, matérialiser la zone traitée en la colorant et, inhiber, si besoin en est encore, la corrosion des parties métalliques en contact avec la composition. Si besoin est, il est possible d'utiliser de l'eau de mer, les compositions selon l'invention étant compatibles avec ce milieu aqueux.
Les compositions en cause peuvent être préparées de manière simple par exemple par mélange des divers composants (argile, fibres de cellulose, le cas échéant retardant et autres additifs) se présentant sous forme de particules ou amenés à l'état de poudres quasiment sèches (renfermant au maximum 10% d'eau).
Dans un premier temps, le mélange de poudres sèches est gonflé naturellement par suite de la présence des fibres de cellulose qui sont relativement légères et confèrent à l'ensemble une masse volumique apparente de l'ordre de 500 g/1.
Dans un second temps, le mélange ainsi opéré pourra être soit compacté et, le cas échéant, ensaché par exemple, soit être granulé de manière connue en soi, en présence d'eau.
Les compositions en cause peuvent être également préparées par voie humide à partir d'une pulpe papetière renfermant de l'ordre de 3 à 10% en poids de fibres.
Dans le cadre de ce procédé, on ajoute à la pulpe, l'argile et, le cas échéant, l'agent retardant dans les proportions souhaitées. On filtre alors l'ensemble et on porte le gâteau ainsi obtenu au degré de siccité souhaité. Comme indiqué en tête du présent mémoire, l'invention a également pour objet l'application des compositions qui viennent d'être décrites à la prévention et/ou à la lutte contre le feu.
L'application desdites compositions à la prévention et/ou la lutte contre les feux secs est plus particulièrement envisagée. Les sites autour desquels et/ou sur lesquels il s'avère particulièrement approprié de projeter les compositions prêtes à l'emploi, au sens précisé ci-avant, peuvent être des zones de végétation (forêts, taillis, broussailles, garrigues, ...), des zones d'habitation, des équipements industriels tels des entrepôts, ou des zones mixtes, comportant des végétaux et/ou des matériaux cellulosiques ou d'origine cellulosique, susceptibles de générer des feux secs. Bien entendu, la projection des compositions prêtes à l'emploi autour et/ou sur les sites en question sera réalisée aussi bien depuis le sol que par voie aérienne.
Les exemples ci-après illustrent la présente invention.
EXEMPLES
Mode général de préparation des compositions selon l'invention.
Dans un déliteur Cellier, on introduit de l'eau et une argile. L'ensemble est mélangé à vitesse 2. Une fois le mélange épaissi, on ajoute les quantités respectivement voulues de fibres et d'agent retardant.
La nature précise des divers ingrédients, leur proportion et la teneur en extrait sec (E.S.) de la composition sont indiqués dans les tableaux (I) à (IV) ci-après.
Pour certaines de ces compositions, on a procédé à l'élimination de l'eau suivie du séchage à l'étuve (40°C) de la matière résiduaire afin de déterminer le comportement de celle-ci une fois rediluée dans l'eau. On a obtenu sensiblement les mêmes résultats.
Conditions de tests des diverses compositions diluées dans l'eau
- Détermination du rendement de dépôt initial :
Une plaquette rectangulaire en bois de peuplier (10 cm x 3,5 cm x 0,2 cm) est portée à 35 °C pendant 24 heures. Elle est pesée puis immergée en position verticale pendant 30 secondes dans la composition considérée. Après immersion, la plaquette est repesée. Le rendement de dépôt (RT) est défini par la relation suivante : masse de la plaquette après immersion x QQ masse de la plaquette avant immersion
- Rendement de dépôt après séchage
On procède de manière similaire, à ceci près que la seconde pesée est réalisée après séchage de la plaquette immergée dans des conditions par ailleurs précisées. Le rendement est alors défini par une relation similaire à la précédente, dans laquelle la masse en numérateur est celle de la plaquette immergée puis séchée.
- Tests au feu
Le test au feu est réalisé sur un lot de plaquettes traitées comme indiqué ci- avant. On utilise pour ce faire d'une part, un dispositif générateur d'une flamme pilote (du type CAMPING GAZR / SOUDO-GAZR) sensiblement plane et horizontale et d'autre part, un epiradiateur (puissance 500 watts, Modèle RC2 commercialisé par la société PROLABO) muni d'un support de grille circulaire de 11 cm de diamètre.
Une grille circulaire, en acier et de maille carrée (l x l cm) est positionnée à 1 cm de distance du foyer de l'épiradiateur. L'ensemble (grille et support de grille) est incliné de 30 degrés par rapport à l'horizontale. On porte l'ensemble à une température de l'ordre de 600 à 700°C, pendant 30 minutes environ.
On positionne le dispositif générateur de flamme pilote (brûleur) de telle sorte que l'extrémité du brûleur soit située à 3 cm de la partie haute de la plaquette qui sera ultérieurement positionnée sur la grille de l'épiradiateur.
On allume alors le brûleur (température atteinte env. 1650°C). Puis, simultanément, on positionne la plaquette sur la grille et on déclenche le chronomètre. Le brûleur étant toujours en fonctionnement, on note le temps nécessaire à l'apparition des premières flammes sur la plaquette de bois. Ce temps qui est de 15 à 16 secondes pour une plaquette de bois non traitée, appelé temps d'inflammabilité est désigné par TI dans ce qui suit.
On détermine alors, le cas échéant, la masse de résidus après disparition des flammes.
- Stabilité des suspensions :
On prépare des suspensions d'un volume total de 1 litre dont la teneur en extrait sec, la nature des ingrédients et leurs proportions sont indiquées par ailleurs. Des éprouvettes fermées sont mises au repos à température ambiante. On détermine au bout d'un temps t de repos le volume de liquide surnageant dans chacune des éprouvettes.
Ce volume est exprimé en % du volume total ainsi que la hauteur de sédiment.
Exemples 1 à 7 - Essais témoins (a) à ff)
On prépare 7 compositions comme indiqué ci-avant à partir de fibres de cellulose "pure" commercialisées par la société CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK sous la dénomination "TECHNOCEL 200C" et d'argile sépiolite (commercialisée par la société OMYA S.A. sous la dénomination PANGEL HV) et le cas échéant, de divers agents retardants.
Les teneurs respectives en extrait sec, la composition de chaque extrait sec et les résultats obtenus figurent dans le tableau (I) ci-après. Les conventions suivantes y sont utilisées :
E.S. : Extrait sec DAP : Phosphate di-ammonique
K2HPO4 : Phosphate di-potassique
Sθ4(NH4)2 : Sulfate d'ammonium SUÇA : Sulfamate de calcium
SUNH : Sulfamate d'ammonium PPA : Polyphosphate d'ammonium
L'essai témoin (a) donne les résultats des tests au feu de la plaquette de bois non traitée.
L'essai témoin (b) donne les résultats obtenus sur une plaquette traitée à l'eau seule.
L'essai témoin (c) a été réalisé sur une plaquette traitée avec une composition n'entrant pas dans le cadre de la présente invention comprenant du phosphate di- ammonique et de la gomme adragante.
L'essai témoin (d) a été réalisé sur une plaquette traitée avec une composition n'entrant pas dans le cadre de la présente invention comprenant du polyphosphate d'ammonium et de l'attapulgite ; composition commercialisée par la société BIOGEMA sous la dénomination Fire TrollR 931.
L'essai témoin (e) a été réalisé sur une plaquette traitée avec une composition n'entrant pas dans le cadre de la présente invention ne comprenant que des fibres de cellulose dans son extrait sec.
L'essai témoin (f) a été réalisé sur une plaquette traitée avec une composition n'entrant pas dans le cadre de la présente invention ne comprenant que de la sépiolite dans son extrait sec. TABLEAU 1 = COMPORTEMENT AU FEU
N.D. = non déterminé
TABLEAU II = SEDIMENTATION
Exemples 8 à 17
On prépare 10 compositions comme indiqué ci-avant, à ceci près que l'agent retardant qui est du phosphate di-ammonique, est introduit directement dans l'eau, à raison de 1 % en poids de la solution totale, avant les tests au feu, et que les fibres de cellulose et l'argile utilisées peuvent être de natures diverses.
Les fibres "courtes" sont des fibres "TECHNOCEL 200C" commercialisées par la Société CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK. Les fibres "longues" sont des fibres "TECHNOCEL 400C" commercialisées par la Société CELLULOSE-FULSTOFF-FABRIK.
L'argile peut être de la sépiolite (PANGEL HV commercialisée par la société OMYA S.A.) ou de l'attapulgite (ATTAGEL 30 commercialisée par la société ENGELHARDT).
Les conditions particulières, ainsi que les résultats obtenus figurent dans le tableau (lu) ci-après.
La viscosité est mesurée avant addition de l'agent retardant. Le rendement de dépôt est l'objet de deux déterminations : l'une avant séchage (rendement de dépôt initial) et l'autre après 1 h 30 de séchage à 40°C.
TABLEAU III
(*) mobile 2
N.B. : Le complément à 100 % de l'extrait sec est obtenu par l'ajout du DAP.
Exemple 18 - Essais témoins (A) à (D)
Dans ces exemples, on détermine la stabilité au bout de 24 heures de diverses suspensions, exemptes d'agent retardant ; la composition de ces suspensions renfermant soit de la sépiolite, soit des fibres de cellulose (Type : TECHNOCEL 200C) soit un mélange des deux, ainsi que les résultats obtenus figurent au tableau IV ci-après.
TABLEAU IV
La stabilité de la suspension (exemple 18) est clairement mise en évidence.
Exemple 19 - Essais témoins (E) et (F)
Dans ces exemples, on examine l'évolution de la viscosité des diverses suspensions, exemptes d'agent retardant, renfermant soit de l'attapulgite seule en concentration variable (essai témoin E), soit de la sépiolite seule en concentration variable (essai témoin F), soit un mélange de fibres de cellulose (2% en poids,
TECHNOCEL 200 C) et de sépiolite en concentration variable (exemple 19).
Les profils de viscosité obtenus dans les trois exemples sont reportés sur la figure unique annexée. Sur cette figure sont portées en abscisses les concentrations en argile exprimées en % poids, une graduation représentant 0,5 % poids.
En ordonnées sont portées les valeurs de viscosité exprimées en centipoises, une graduation représentant 500 centipoises. Les concentrations en argile explorées sont comprises entre 1 et 4 % en poids ; les viscosités mesurées s'échelonnent entre quelques dizaines de centipoises et environ 5500 centipoises.
La courbe 1 donne le profil obtenu pour l'attapulgite prise isolément (essai témoin E).
La courbe 2 donne le profil obtenu pour la sépiolite prise isolément (essai témoin F)
La courbe 3 donne le profil obtenu pour le mélange de sépiolite et de fibres de cellulose (exemple 19).

Claims

REVENDICATIONS
1) Une composition concentrée, utile après dilution et dissolution ou dispersion dans un milieu essentiellement aqueux à la prévention et/ou à la lutte contre le feu, comprenant une argile, le cas échéant, un agent retardant, un ou plusieurs inhibiteur(s) de corrosion, un agent anticryptogamique et/ou un colorant, caractérisée en ce que : a) elle renferme des fibres d'origine végétale comportant une majorité de fibres de cellulose naturelle et b) la quantité desdites fibres par rapport à l'ensemble (fibres + argile) est comprise entre 10 et 90% (en poids).
2) Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la quantité des fibres par rapport à l'ensemble (fibres +argile) est comprise entre 20 et 80%
(en poids).
3) Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les fibres de cellulose sont choisies parmi celles provenant d'espèces feuillues, délignifiées et faiblement raffinées.
4) Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres de cellulose sont choisies parmi celles dont moins de 5% ont une longueur supérieure ou égale à 3 mm.
5) Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres de cellulose sont choisies parmi celles dont la longueur moyenne est comprise entre 200 et 1 500 microns et qui présentent, de préférence un rapport L/D supérieur ou égal à 10.
6) Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'argile est choisie dans le groupe constitué par la bentonite, l'attapulgite, la sépiolite et leurs mélanges.
7) Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'argile utilisée est de la sépiolite.
8) Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle renferme un agent retardant, la quantité de l'agent retardant par rapport à celle des fibres étant supérieure ou égale à 30% (en poids).
9) Une composition aqueuse , prête à l'emploi dans la prévention et/ou la lutte contre le feu, caractérisée en ce qu'elle renferme :
- de 1 à 20% et, de préférence, de 2 à 10% en poids (compté en extrait sec, mesuré après séchage à 40°C environ) d'une composition selon l'une quelconque des revendications précédentes et
- de 80 à 99% et, de préférence, de 90 à 98% en poids d'eau.
10) Une composition selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle présente une viscosité mesurée au viscosimètre Brookfield RTND ( corps mobile n°3, vitesse de rotation : 10 tours/minute ) comprise entre 500 et 3 000 mPa.s (centipoises) et, de préférence, entre 1 500 et 2500 mPa.s (centipoises).
11) Une composition selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que sa teneur en extrait sec est comprise entre 2 et 6% en poids.
12) Une composition selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que sa teneur en agent retardant est comprise entre 0,5 et 5 % en poids.
13) Une composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que sa teneur en agent retardant est comprise entre 0,5 et 2 % ( en poids) .
14) Procédé de prévention et/ou de lutte contre le feu comprenant la projection autour et/ou sur un site, d'une composition aqueuse selon l'une quelconque des revendications 9 à 13.
15) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le site comporte des végétaux et/ou des matériaux susceptibles de générer des feux secs.
16) Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la projection est réalisée depuis le sol.
17) Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la projection est réalisée par voie aérienne.
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