FR2700970A1 - Solution d'un soluté inorganique dans un solvant aqueux, procédé d'obtention et applications au traitement du bois. - Google Patents

Abstract

La présente invention propose un procédé de préparation d'une solution sursaturée d'un soluté inorganique dans un solvant aqueux, de telles solutions et un procédé de traitement du bois par imprégnation avec lesdites solutions. Le procédé de préparation de la solution consiste à mélanger un solvant aqueux et un soluté de sel avec un agent de dopage inorganique comprenant un émulsifiant et une huile ou une cire, de manière que la solution finale comprenne une phase aqueuse dans laquelle le soluté est dissous, les proportions des constituants étant sélectionnées de sorte que la phase aqueuse soit une solution sursaturée du soluté de sel inorganique dans le solvant.

Description

i La présente invention concerne la préparation de solutions sursaturées

Plus particulièrement, la présente invention concerne

un procédé de préparation d'une solution sursaturée, et une solu-

tion sursaturée préparée selon le procédé, le procédé étant adapté à la préparation d'une solution sursaturée d'un soluté de sel inor-

ganique dans un solvant aqueux, servant par exemple à l'impré-

gnation de bois; et la présente invention concerne également un

procédé d'imprégnation de bois en utilisant une telle solution.

Selon un aspect de la présente invention est proposé un pro-

cédé de préparation d'une solution d'un soluté de sel inorganique dans un solvant aqueux qui est sursaturée à des températures ambiantes inférieures à 30 'C par rapport audit soluté, le procédé comprenant une phase de mélange de sorte qu'un solvant aqueux, un soluté de sel inorganique et un agent de dopage inorganique comprenant à la fois un émulsifiant et un constituant sélectionnés parmi le groupe consistant en huiles, cires et mélanges de ceux-ci soient mélangés afin de produire un mélange comprenant une émulsion comportant une phase aqueuse avec le soluté dissous en

son sein, les proportions des constituants du mélange étant sé-

lectionnées de manière que le rapport de masse soluté dissous:eau

dans la phase aqueuse soit plus grand que dans une solution sa-

turée dudit soluté dans ladite phase aqueuse à la même tempé-

rature. Par solution sursaturée, qui peut être également envisagée comme une solution surfondue, est entendue une solution qui, à la température à laquelle elle est considérée, comprend un solvant comportant, dissous en son sein, une proportion d'un soluté qui est supérieure à la proportion dudit soluté qui serait dissoute dans ledit solvant dans une solution saturée dudit soluté sous forme pure dans ledit solvant sous forme pure, à la température en question. Lorsque l'agent de dopage est une cire ou une huile, la phase de mélange peut comprendre une phase d'émulsionnement; et la phase d'émulsionnement peut comprendre l'utilisation d'un émulsifiant

organique pour faciliter l'émulsionnement.

Autrement dit, la phase de mélange peut consister à mélanger le solvant et le soluté avec ledit agent de dopage qui comprend à

la fois un émulsifiant organique et un constituant organique sé-

lectionnés parmi le groupe consistant en huiles, cires et mélanges

de ceux-ci, le mélange obtenu par la phase de mélange se présen-

tant sous la forme d'une émulsion comprenant ladite phase aqueu-

se émulsionnée avec une phase organique.

L'émulsifiant est donc de manière appropriée un émulsifiant adapté à émulsionner un mélange d'une phase liquide aqueuse et d'une phase liquide organique, par exemple un mélange d'eau et d'huile ou de cire fondue L'émulsifiant peut être un émulsifiant

d'huile dans l'eau, c'est-à-dire un émulsifiant adapté à la prépa-

ration d'une émulsion d'huile dans l'eau, dans laquelle la phase

organique constitue la phase discontinue sous la forme de gout-

telettes dispersées dans la phase aqueuse, qui est continue; ou

l'émulsifiant peut être un émulsifiant d'eau dans l'huile, c'est-à-

dire un émulsifiant adapté à la préparation d'une émulsion d'eau

dans l'huile.

De manière appropriée, l'émulsifiant est un émulsifiant d'eau dans l'huile, l'émulsionnement comprenant la dispersion de la phase aqueuse dans le constituant organique pour former une émulsion d'eau dans l'huile dans laquelle la phase aqueuse est discontinue et la phase organique est continue. Le procédé peut comprendre une phase de mélange initial de manière que l'agent de dopage soit mélangé avec le solvant aqueux pour former un mélange initial comprenant ladite phase aqueuse émulsionnée avec l'agent de dopage, suivie d'une autre phase de mélange de manière que le soluté soit mélangé avec le mélange

initial, pour former ledit mélange comprenant la solution sursa-

turée.

La phase de mélange initial peut être effectuée à une tempé-

rature élevée, supérieure à 30 C, de préférence supérieure à 500 C, par exemple de 70 C, à laquelle tous les constituants du mélange initial sont liquides; et l'autre phase de mélange peut avoir lieu à

température ambiante et inférieure à 30 .

Le mélange peut être tel que le rapport de masse entre l'eau

dans la phase aqueuse et l'agent de dopage soit de 40:60-80:20.

Selon un autre aspect de la présente invention est proposée une solution d'un soluté inorganique dans un solvant aqueux, la solution étant sursaturée à des températures inférieures à 30 C, le solvant comprenant une phase aqueuse comportant, dispersé en son sein, un agent de dopage organique comprenant à la fois un

émulsifiant et un constituant sélectionnés parmi le groupe con-

sistant en huiles, cires et mélanges de ceux-ci, et le rapport de masse entre l'eau dans la phase aqueuse et l'agent de dopage étant

de 40:60-80:20.

L'agent de dopage peut être émulsionné avec la phase aqueuse.

Dans ce cas, l'émulsifiant peut être un émulsifiant d'eau dans l'huile, l'agent de dopage et la phase aqueuse formant une émul-

sion d'eau dans l'huile.

L'agent de dopage peut comprendre une cire qui est sélection-

née parmi le groupe consistant en cire d'abeille, cires de paraffine

chlorées, cires de polyéthylène et mélanges de celles-ci.

Tandis que la cire peut être une cire naturelle, par exemple de la cire d'abeille, des cires synthétiques telles que des cires de paraffine chlorées, des cires de polyéthylène et analogues sont préférées Plus particulièrement, la cire peut être une paraffine

molle ou un gatsch de paraffine, ou peut être un mélange de pa-

raffine molle et de gatsch de paraffine, avec au moins une cire

oxydée dure ou à point de fusion élevé.

Une paraffine molle ou un gatsch de paraffine est une cire

huileuse, c'est-à-dire une cire avec un point de congélation re-

lativement bas, généralement d'environ 15 à 500 C, avec une teneur en cire type de 75 à 90, par exemple de 80 à 85 % en masse Un exemple d'une telle cire est la cire commercialisée en Afrique du Sud par Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited sous la marque WAKSOL A, qui a un point de congélation de 29 à 330 C, généralement de 30 'C Les cires oxydées dures ou à point de fusion

élevé ont généralement un point de congélation plus élevé d'envi-

ron 70 à 90 'C Un exemple d'une telle cire dure est la cire com-

mercialisée en Afrique du Sud par Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited sous la marque SASOLWAKS A 6, qui a un point de congélation de 75 à 800 C, généralement d'environ 780 C. Des cires supplémentaires qui peuvent être employées sont la cire

commercialisée en Afrique du Sud par Engen Limited sous la mar-

que ENGEN SLACKWAX 150, un gatsch de paraffine, et la cire commercialisée en Afrique du Sud par la Division NCP de Sentrachem

Limited sous la marque PLASTICLOR, une cire de paraffine chlorée.

Bien évidemment, plutôt que d'utiliser une cire telle que dé-

crite ci-dessus, il est possible d'employer un mélange de paraf-

fine molle ou de gatsch de paraffine avec une cire huileuse, ou

encore une cire huileuse peut être utilisée seule.

Les cires huileuses ont généralement une teneur en cire de 5 à

% en masse Des cires huileuses appropriées sont celles com-

mercialisées en Afrique du Sud par Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited sous la marque WAKSOL F. Pour une utilisation avec des cires de paraffine non chlorées et/ou des huiles, l'émulsifiant peut être un acide gras en chaîne

longue avec une longueur de chaîne de carbone d'au moins 12 ato-

mes de carbone, par exemple de 16 à 20 atomes de carbone, par exemple un acide oléique ou un acide stéarique L'acide gras en chaîne longue peut être présent en une quantité comprise entre 0,5 et 1,5 % en masse de la cire et/ou de l'huile L'émulsifiant peut être plutôt un éther de glycol de polyéthylène d'alkyle Un éther de glycol de polyéthylène d'alkyle approprié est celui commercialisé par Huis AG (Afrique du Sud) (Proprietary) Limited sous la marque MARLOWET PW L'émulsifiant d'éther de glycol de polyéthylène d'alkyle peut être utilisé dans des proportions similaires à celles mentionnées ci-dessus pour les émulsifiants d'acide gras en

chaîne longue.

Pour une utilisation avec des cires chlorées et/ou des huiles,

l'émulsifiant peut être un polyéther nonyle-phényle Un émul-

sifiant approprié de ce type est celui commercialisé sous la marque EMULSIFIER 2757 par Hoechst (Proprietary) Limited Cet émulsifiant peut également être employé dans des proportions

atteignant de 0,5 à 1,5 % en masse de la cire et/ou de l'huile as-

sociée. De préférence, le rapport eau:agent de dopage se situe dans la

plage 54:46-70:30; et dans l'application particulière de la pré-

sente invention à l'imprégnation de bois décrite ci-après on uti-

lisera la plage 55:45-67:33, de préférence 60:40-65:35.

Tandis que l'idée générale de la présente invention telle que

décrite ci-dessus peut être appliquée, en principe, à l'augmenta-

tion de la solubilité d'un quelconque soluté de sel inorganique dans un solvant aqueux, une application particulière de la présente invention est la préparation de solutions sursaturées selon la

présente invention pour l'imprégnation de bois par des sels inor-

ganiques utilisés dans le traitement du bois De tels sels inorga-

niques comprennent des sels de conservation du bois et/ou de

retard de combustion, qui peuvent être utilisés seuls ou combinés.

Des exemples sont le phosphate de diammonium, le phosphate de monoammonium, le chlorure d'ammonium, le sulfate d'ammonium, le borax, le chlorure de zinc, l'acide orthophosphorique, l'acide borique, le sulfamate d'ammonium, l'hydrate d'oxyfluoroborate de sodium, le chlorure de zinc basique ammoniacal, le tétrahydrate d'octaborate de disodium, le biborate d'ammonium, le pentaborate

d'ammonium et des mélanges de deux de ces sels ou davantage.

La solution peut donc constituer une composition de traite-

ment de bois pour l'imprégnation de bois, le soluté inorganique étant sélectionné parmi le groupe consistant en sels de conserva-

tion de bois et sels de retard de combustion consistant en phos-

phate de diammonium, phosphate de mono-ammonium, chlorure d'ammonium, sulfate d'ammonium, borax, chlorure de zinc, acide orthophosphorique, acide borique, sulfamate d'ammonium, hydrate d'oxyfluoroborate de sodium, chlorure de zinc basique ammoniacal,

octaborate de zinc, tétra-hydrate d'octaborate de disodium, bi-

borate d'ammonium, pentaborate d'ammonium et des mélanges de

deux de ces sels ou davantage.

Les sels de conservation et/ou de retard de combustion de bois préférés comprennent le phosphate d'ammonium, le tétrahydrate d'octaborate de disodium, l'acide borique, les mélanges d'acide borique et de borax, les mélanges de phosphate d'ammonium et de sulfate d'ammonium, les mélanges de phosphate d'ammonium, de

sulfate d'ammonium et d'un ou plusieurs des composés de bore ci-

dessus.

Lorsqu'ils sont utilisés ensemble, le rapport de masse préféré

d'acide borique au borax est de 2:3 Lorsqu'ils sont utilisés en-

semble, le rapport de masse préféré du phosphate d'ammonium au

sulfate d'ammonium est de 8:2-3:7, et est, de préférence, d'envi-

ron 1:1; et, lorsqu'ils sont utilisés ensemble, le rapport de masse préféré du phosphate d'ammonium, du sulfate d'ammonium et d'un

ou plusieurs composés de bore est de 1:1:1.

Naturellement, dans la préparation d'une solution sursaturée

dans le but d'imprégner du bois comme décrit ci-dessous, la pro-

portion du sel inorganique dissous dans la phase de solvant aqueux

est généralement la plus élevée possible, c'est-à-dire est sensi-

blement sursaturée, et au moins supérieure à la proportion dudit sel sous forme pure dissous dans de l'eau pure pour former une

solution saturée.

La présente invention s'étend à une solution sursaturée telle que décrite ci-dessus, qui a été préparée selon le procédé de la

présente invention tel que décrit ci-dessus.

La solution sursaturée selon la présente invention contenant un sel inorganique est généralement employée pour le traitement par immersion du bois, par exemple du bois scié en panneaux ou en planches Dans un traitement de ce type, le bois se présente sous la forme de bois vert de construction, saturé de sève et le sel ou

les sels de traitement du bois sont appliqués sur le bois par im-

mersion, pour former une couche ou un revêtement sur le bois de la solution sursaturée qui fait partie d'une émulsion selon la présente invention Les sels inorganiques dans la phase aqueuse de l'émulsion se diffusent alors à l'intérieur du bois via la sève du bois.

La présente invention s'étend également à un procédé de trai-

tement du bois en faisant pénétrer un sel de traitement du bois inorganique dans le bois, le procédé comprenant les opérations consistant à revêtir le bois vert d'une solution sursaturée telle que décrite ci-dessus, afin de former une couche de la solution sursaturée sur une surface externe du bois, et à laisser le sel de

traitement du bois inorganique dissous dans la solution se dif-

fuser à l'intérieur du bois.

De manière appropriée, le bois est scié lisse, le revêtement se faisant par immersion du bois dans la solution avec la solution à température ambiante Par bois vert est entendu un bois qui est non durci et non séché, et est suffisamment fraîchement coupé

pour que l'eau en son sein représente au moins 50 % de sa masse.

Le procédé peut inclure la phase, après l'immersion, d'empi-

lage du bois pour former une pile ouverte renfermant des espaces

d'air, le procédé consistant à laisser le bois dans ladite pile du-

rant ladite diffusion du sel de traitement du bois dans le bois, avec le bois exposé à l'air ambiant, afin de permettre au bois de

sécher simultanément.

Comme indiqué ci-dessus, le bois vert peut, avant l'im-

mersion, être tout d'abord scié lisse, par contraste avec du bois scié rugueux En outre, l'immersion peut se faire avec la solution à

température ambiante.

Le traitement du bois de la présente invention peut en outre comprendre la phase, après l'immersion, d'empilage "sticker" (en

étiquettes) ou d'empilage "fillet" (en palettes) du bois, de maniè-

re qu'une pile ouverte de planches ou de panneaux du bois soit for-

mée avec des espaces d'air entre eux, le procédé impliquant que le bois est laissé en ladite pile durant la diffusion décrite ci-dessus

du sel de traitement du bois dans le bois, de préférence afin d'ob-

tenir une complète pénétration de la solution dans le bois, et, en

outre, de permettre un séchage ultérieur du bois Une caractéris-

tique spécifique de la présente invention est que la pile peut être laissée ouverte et exposée à l'air ambiant pendant toute sa durée, c'està-dire depuis le moment de l'immersion jusqu'à ce que le bois soit sec. Bien que le procédé soit décrit ci-dessus relativement au traitement de bois de construction scié lisse ou calibré, il peut

bien évidemment s'appliquer à du bois de construction scié ru-

gueux. La présente invention, lorsqu'elle est appliquée au traitement du bois, présente un certain nombre d'avantages spécifiques, avec

référence particulière à l'exemple tel que décrit ci-dessous.

Le présent demandeur traite le bois par immersion en le plongeant, généralement sous la forme de panneaux ou de planches, dans des solutions aqueuses de sels de traitement de bois, le bois étant du bois vert de construction Dans un tel traitement, le bois est dans une pile fermée, avec les panneaux ou les planches butant face contre face et bord contre bord, et la pile ainsi formée est généralement enveloppée dans une gaine imperméable, afin de maintenir une teneur en eau élevée dans le bois durant la diffusion

du sel de traitement dans le bois, depuis une couche ou un revê-

tement de surface de la solution dans laquelle le bois a été plongé, sur la surface externe du bois Généralement, la gaine est une matière plastique appropriée, par exemple en polyéthylène, et la pile est gardée enveloppée suffisamment longtemps pour qu'une diffusion complète, ou au moins adéquate, du sel de traitement dans le bois ait lieu, généralement en 2 à 6 semaines, selon la teneur en eau du bois, la perméabilité du bois et la température 1 1 ambiante Lorsque la diffusion est considérée comme suffisante

ou terminée, la pile est déballée et défaite, puis le bois de cons-

truction est ensuite généralement mis en une pile "sticker" ou une

pile "fillet" pour lui permettre de sécher En outre, dans ce pro-

cédé d'immersion préalable, pour obtenir des charges de surface élevées de solution d'immersion sur le bois qui est immergé, il est courant d'utiliser du bois de construction scié rugueux, afin d'augmenter la superficie du bois de construction et d'obtenir donc le plus possible de sel de traitement de bois sous la forme

d'une couche ou d'un revêtement sur le bois de construction im-

mergé Pour la même raison, des solutions saturées de sels de

traitement de bois, à des températures élevées, sont générale-

ment employées.

La concentration de la solution aqueuse des sels de traitement de bois qui est utilisée pour former l'émulsion, c'est-à-dire la masse totale de sel inorganique par litre de solution, peut être d'environ 200 g/l à 500 g/l ou davantage, et est de préférence la

plus élevée possible.

La solution de traitement du bois peut comprendre un disper-

sant de sel Un dispersant de sel approprié est commercialisé en Afrique du Sud par American Cyanamid Company (USA) sous la

marque AEROSOL 22 Le dispersant comprend du tétrasodium-N-

1,2-dicarboxyéthyl-N-octyldécyl-sulfosuccinamate Le dispersant

de sel peut constituer de 0,5 à 4 % en masse de l'émulsion.

Les sels de traitement du bois peuvent également comprendre une petite quantité d'un alcali ou d'une base Par exemple, une petite quantité d'hydroxyde de potassium peut être ajoutée à des fins de saponification du mélange Généralement, la base peut être ajoutée en une quantité atteignant environ 0,03 à 0,07 % en masse

de l'émulsion.

Les sels de conservation du bois, tels que mentionnés ci-

dessus, peuvent être sélectionnés parmi le groupe consistant en composés de bore solubles dans l'eau comprenant l'acide borique,

l'oxyde borique, le borax, le pentahydrate de borax tel que com-

mercialisé en Afrique du Sud par Borax Consolidated Limited sous la marque NEOBOR, le borax anhydre tel que commercialisé en Afrique du Sud par Borax Consolidated Limited sous la marque

DEHYBOR, le tétrahydrate d'octaborate de disodium tel que com-

mercialisé en Afrique du Sud par Borax Consolidated Limited sous

les marques POLYBOR, SOLUBOR OU TIMBOR, le biborate d'am-

monium, le pentaborate d'ammonium et des mélanges de deux

d'entre eux ou davantage.

Les sels de conservation du bois sont, de préférence, sélec-

tionnés parmi le groupe consistant en POLYBOR, SOLUBOR OU

TIMBOR, acide borique, mélanges d'acide borique et borax.

Le rapport de masse de l'acide borique au borax dans le mé-

lange d'acide borique et de borax, comme précité, est, de préfé-

rence, d'environ 2:3.

Le rapport de masse de l'équivalent d'acide borique à la cire peut se situer dans la plage 1:1-1:5 Le rapport de masse préféré est d'environ 1:1,5 Par équivalent d'acide borique est entendue la

masse d'acide borique dissous qui fournit la même quantité d'ato-

mes de bore dans la solution que le composé de bore dissous.

Le niveau de rétention de l'équivalent d'acide borique, c'est-à-

dire la masse d'équivalent d'acide borique par volume de bois pour une conservation adéquate est généralement comprise entre 2 et

kg/m 3 selon les conditions auxquelles le bois traité est expo-

sé Par exemple, un niveau de rétention plus élevé peut générale-

ment être nécessaire si le bois traité est exposé à de fortes in-

tempéries, par exemple si le bois traité est périodiquement en contact avec de l'eau non combinée Le niveau préféré, dans ce cas, peut être d'environ 6 à 10 kg/m 3 Le niveau de rétention préféré dans le cas de bois qui est exposé à des conditions climatiques et des environnements moins hostiles, par exemple protégés ou

semi-protégés, peut être d'environ 2 à 5 kg/m 3.

Le niveau de rétention de la cire peut être d'environ 9 à kg/m 3 dans le cas de fortes intempéries et d'environ 3 à

7,5 kg/m 3 dans le cas de moins grandes intempéries.

La masse de sels de conservation du bois dissoute dans la solution aqueuse qui est utilisée pour former une émulsion peut

atteindre, sur la base d'une masse sèche, de 50 à 400 g/l d'équi-

valent d'acide borique, de préférence de 150 à 300 g/l d'équiva-

lent d'acide borique, de l'émulsion.

L'émulsion peut, bien évidemment, comprendre une substance avec des pigments, par exemple un oxyde de fer ou un colorant

approprié pour donner une couleur au bois traité En outre, l'émul-

sion peut naturellement contenir des composés de traitement de bois supplémentaires, par exemple des composés anti-taches de

l'aubier, des composés anti-moisissure, des composés anti-

fongiques, des composés insecticides, ou analogues, pour amélio-

rer son éventail d'activités en tant que composition de traitement

du bois.

La présente invention s'étend également au bois dès qu'il est imprégné d'un sel de traitement de bois inorganique par un procédé

tel que décrit ci-dessus.

La présente invention est maintenant décrite, à titre d'il-

lustration non limitative, avec référence aux Exemples qui sui-

vent, et avec référence au dessin annexé, qui est un graphique de la concentration d'octaborate de disodium dans diverses solutions d'imprégnation de bois selon la présente invention par rapport à l'octaborate de disodium imprégné dans des spécimens de bois

plongés dans lesdites solutions et mis à sécher.

EXEMPLE 1

Dans cet exemple, des essais sont effectués sur des échantil-

lons de Pinus Patula humide, vert, d'une dimension nominale de mm x 1 14 mm x 38 mm Ces échantillons sont étanchés aux extrémités avec une résine époxy pour empêcher l'absorption aux extrémités de la solution de traitement du bois, afin de simuler un traitement de planches d'une longueur complète En tout neuf échantillons sont traités, trois selon la présente invention et six échantillons témoins Une solution de POLYBOR est employée, le

POLYBOR étant du tétrahydrate d'octaborate de disodium, la con-

centration comprenant un équivalent d'acide borique de 25 % m/m, c'est-à-dire que la concentration de borate fournit un nombre d'anions de borate dans la solution équivalent à celui obtenu dans

une solution d'acide borique dans laquelle l'acide borique consti-

tue 25 % en masse de la solution.

Les échantillons témoins sont plongés dans la solution de POLYBOR, tandis que pour une solution d'immersion pour les échantillons selon la présente invention ladite solution de POLYBOR est émulsionnée avec de la cire, afin d'obtenir une émulsion de cire concentrée finale d'une teneur en cire de 37,5 % en masse, l'émulsion contenant suffisamment de borate de sodium pour obtenir une concentration de celui- ci de 1 partie en masse

d'équivalent d'acide borique pour 1,5 parties en masse de cire.

Pour cela, la cire est émulsionnée avec de l'eau à 70 'C avec la cire fondue, afin d'obtenir une émulsion d'eau dans l'huile (d'eau dans la cire) Dans cette émulsion d'eau dans l'huile une solution sursaturée de borate de sodium dans la phase aqueuse est obtenue

par dissolution de borate de sodium dans la phase aqueuse à 20 C.

La cire employée est de la cire ENGEN SLACKWAX 150, et un émulsifiant MARLOWET PW est utilisé dans une proportion de 0,7 % en masse La solution sursaturée finale de borate de sodium dans la phase aqueuse renferme 19,3 % en masse d'équivalent

d'acide borique dans la phase aqueuse.

Six des échantillons (échantillons témoins) sont traités par immersion dans la solution de POLYBOR concentrée, qui a été

préchauffée à 500 C pour dissoudre le borate de sodium supplémen-

taire, afin d'obtenir un niveau de rétention de borate moyen, par exemple d'acide borique, d'environ 5 kg/m 3 A cet égard, il faut

noter que les niveaux de rétention tels qu'utilisés dans les Exem-

ples, concernent la concentration de borate, par exemple d'acide borique, dans le bois séché au four, séché jusqu'à une masse constante Trois des échantillons sont mis en une pile fermée et

enveloppés dans une gaine en polyéthylène pour simuler un trai-

tement de bois classique de cette manière, et les trois échantil-

lons restants sont mis en une pile "sticker" et laissés non enve-

loppés et exposés à l'air ambiant Les trois échantillons selon la

présente invention sont traités par immersion de manière simi-

laire à 20 environ (température ambiante), mais dans l'émulsion de cire concentrée décrite ci-dessus, et sont ensuite mis en une

pile "sticker" et laissés non enveloppés et exposés à l'air am-

biant A cet égard, il faut noter que la concentration de borate de sodium dans l'émulsion est également sélectionnée pour obtenir

un niveau de rétention d'acide borique moyen d'environ 5 kg/m 3.

Après trois semaines, tous les échantillons sont coupés trans-

versalement et arrosés par pulvérisation de curcumine indicatrice pour déterminer le degré de diffusion de bore, en mesurant la profondeur de pénétration de borate de sodium Les résultats sont

indiqués dans la Table 1 ci-dessous.

TABLE 1

LIQUIDE

D'IM-

MERSION

Solution de borate de sodium

CONDITIONS

DE DIFFUSION

Pile fermée et enveloppée

RETENTION

MOYENNE (kg/m 3) en tant que équivalent d'acide borique

PROFONDEUR

MOYENNE

DE PENETRATION DE BORATE

* (mm) Complète Solution Empilage 'sticker" de borate et non enveloppé de sodium en tant que équivalent d'acide borique Emulsion Empilage "sticker" (solution et non enveloppé de borate de sodium et cire) en tant que équivalent d'acide borique (et 7,5 de cire) Par comparaison avec les échantillons témoins enveloppés en

une pile fermée qui permettent une pénétration de borate complè-

te au bout de trois semaines, les échantillons témoins qui sont mis en une pile "sticker" et non enveloppés pour être exposés à

l'air ambiant ne permettent pas une pénétration de bore impor-

tante au bout de trois semaines, la pénétration n'étant que de

4 mm environ.

Par contraste, les échantillons plongés dans une émulsion de borate de sodium aqueux/cire selon la présente invention permet-

tent une pénétration de borate complète au bout de trois semaines lorsqu'ils sont mis en une pile "sticker" et non enveloppés pour

être exposés à l'air ambiant.

4 mm Complète Par conséquent, les échantillons traités selon la présente invention permettent le même degré de pénétration lorsqu'ils sont mis en une pile "sticker" et non enveloppés que les échantillons témoins qui sont en une pile fermée et enveloppée Pour permettre un séchage ultérieur, les échantillons selon la présente invention peuvent, en principe, être laissés en une pile "sticker" jusqu'à ce qu'ils soient secs, tandis que les échantillons témoins en la pile fermée doivent être déballés, défaits de la pile puis mis en une pile "sticker", pour qu'un séchage puisse avoir lieu Etant donné que les échantillons selon la présente invention permettent une pénétration complète lorsqu'ils sont mis en une pile 'sticker" et

non enveloppés, les échantillons peuvent être employés, im-

médiatement après immersion, à des fins de construction, la pé-

nétration et le séchage ultérieur se faisant in situ.

EXEMPLE 2

Dans cet exemple, des essais sont effectués pour évaluer la

capacité de la présente invention à ne perdre qu'une faible quan-

tité de bore depuis le bois de construction traité lorsqu'il est

exposé aux conditions ambiantes précitées dans un essai de sou-

mission à des chutes de pluie accélérées, simulées.

Une formulation selon la présente invention est préparée en

mélangeant les constituants ci-dessous dans les proportions sui-

vantes: Constituant Proportion (parties en masse)

TIMBOR 23,0

MOBILCER 246 56,5

Eau 20,0

AEROSOL 22 0,5

TIMBOR est de la poudre de tétrahydrate d'octaborate de di-

sodium; MOBILCER 246 est une marque d'une émulsion de

SLACKWAX 150 avec de l'eau et des émulsifiants appropriés com-

mercialisés en Afrique du Sud par Engen Limited La formulation

est obtenue en mélangeant les constituants à température am-

biante pour obtenir une émulsion dans laquelle le constituant TIMBOR est dissous Il faut noter que jusqu'à 2,5 % en masse de l'eau peut être remplacée par un agent antifongique contre la

pourriture bleue.

Des essais d'immersion préliminaires sont effectués avec la

formulation ci-dessus et des formulations apparentées pour dé-

terminer quelle concentration de borate dans la formulation per-

mettrait une absorption de borate équivalant à 5 kg d'équivalent

d'acide borique/m 3 de bois, et la formulation ci-dessus est sé-

lectionnée sur cette base Des spécimens sont pesés avant et après immersion pour déterminer l'absorption réelle de borate par ceux-ci. Cinq spécimens de P Patula sciés lisses, verts, étanchés aux extrémités avec une résine époxy, mesurant 300 mm x 80 mm x mm, sont plongés dans la formulation puis sont mis en une pile ouverte et exposés à l'air à température ambiante pour sécher Une

fois secs, les spécimens imprégnés sont soumis à l'essai de chu-

tes de pluie simulées.

Dans cet essai, les spécimens, à température ambiante, sont exposés de manière cyclique au soleil et à une pulvérisation d'eau continue Chaque cycle de pulvérisation d'eau dure 14 heures et a lieu pendant une nuit, et chaque cycle d'exposition au soleil dure 10 heures A la fin de la période d'exposition, qui est de 28 jours, les spécimens sont analysés pour déterminer quelle proportion de

borate imprégné initialement présente demeure dans les spéci-

mens Les résultats sont indiqués dans la Table 2 ci-dessous.

TABLE 2

Spécimen N O i Equivalent d'acide borique imprégné dans le bois avant l'essai de chutes de pluie (kg/m 3) 4,03 4,45 4,24 4,35 ,69 Equivalent d'acide borique imprégné dans le bois après l'essai de chutes de pluie (kg/m 3) 2,95 2,95 3,35 2,95 3,30 Proportion d'équivalent d'acide borique perdue dans l'essai (% en masse) 26,8 33,7 21,0 33,0 42,0

La proportion moyenne d'équivalent d'acide borique perdue de-

puis le bois de construction mentionnée dans la Table 2 est de

31,3 % en masse Ce résultat supporte favorablement la compa-

raison avec le bois de construction traité de manière classique

avec du borate et soumis au même essai de chutes de pluie ac-

céléré dans des conditions identiques, o généralement une pro-

portion d'environ 70 à 80 % en masse de l'équivalent d'acide bo-

rique est perdue.

L'absorption de borate est déterminée par les différences de masse dans les échantillons avant et après immersion, et la perte de borate est déterminée par des analyses quantitatives des

échantillons après l'essai de chutes de pluie.

Il faut noter que les constituants POLYBOR et TIMBOR sont sensiblement identiques, POLYBOR étant la marque sous laquelle le produit est commercialisé pour un usage agricole, et TIMBOR étant la marque sous laquelle le produit est commercialisé pour

l'industrie du bois de construction.

Le présent demandeur a constaté que l'introduction d'AEROSOL 22 augmente sensiblement la solubilité du TIMBOR dans l'eau, mais ne peut en donner les raisons, et, sans être limité par la théorie, considère que d'autres dispersants avec des propriétés

d'agents tensio-actifs similaires auraient un effet identique.

EXEMPLE 3

Dans cet exemple, diverses solutions d'immersion sont pré-

parées à partir des mêmes constituants que dans l'Exemple 2, mais avec des concentrations différentes de borate de sodium dissous en leur sein Ces solutions, à l'exception de la proportion de TIMBOR, ont la même composition que dans l'Exemple 2 et la

même formulation Sept solutions sont préparées de cette ma-

nière, chacune comprenant 56,5 parties en masse de MOBILCER 246, 20 parties en masse d'eau et 0,5 parties en masse d'AEROSOL 22, et comprenant les proportions de borate indiquées dans la

Table 3 ci-dessous, o elles sont exprimées en termes d'équiva-

lents d'acide borique.

22 Des panneaux de P Patula sciés lisses, verts, de 300 mm de long, 150 mm de large et diverses épaisseurs, à savoir de 38 mm, mm et 75 mm sont utilisés comme spécimens d'essai Les

spécimens sont étanchés aux extrémités avec une cire de paraf-

fine microcristalline fabriquée sous la marque SASOL MICROWAX 2408 par Sasol Chemical Industries (Proprietary) Limited, et sont plongés dans les formulations décrites ci-dessus Les spécimens sont pesés avant et après immersion pour déterminer l'absorption de borate par ceux-ci Les résultats sont indiqués dans la Table 3 ci-dessous.

TABLE 3

Solution de borate de sodium exprimée en tant qu'équivalent d'acide borique dissous dans la phase aqueuse (% en masse) 17,4 16,2 ,1 13,9 12, 7 11,6 ,4 Quantité de borate absorbée dans chaque spécimen d'essai exprimée en tant qu'équivalent d'acide borique pour des épaisseurs de planches de 38 mm, 50 mm et mm 38 mm 22,0 19,6 ,4 11,1 9,0 8,0 ,2 mm 18,6 13,9 11,7 ,8 7,0 ,7 ,0 mm 14,0 ,7 9,3 7,5 ,3 4,8 4,2

Les résultats de cet essai, indiqués dans la Table 3, sont il-

lustrés par un graphique sur la figure, qui est un graphique de la concentration dans la solution d'essai, exprimée en % en masse d'équivalent d'acide borique du borate de sodium dissous dans la Solution N phase aqueuse Il apparaît sur la figure qu'une concentration de 9,8 % dans la solution d'immersion est considérée comme devant

donner une concentration de 5 kg/m 3 de borate de sodium ex-

primée en tant qu'équivalent d'acide borique dans les planches de 38 mm, la valeur pour les planches de 50 mm étant de 11,0 % et

pour les planches de 75 mm étant de 12,1 %.

EXEMPLE 4

Parmi les solutions testées dans l'Exemple 3, celles donnant des résultats proches de 5 kg/m 3 de borate de sodium, exprimé en

tant qu'équivalent d'acide borique, imprégné dans les divers spé-

cimens sont davantage étudiées Ces solutions sont la solution N' 7 pour les planches de 38 mm et les planches de 50 mm et la solution N 05 pour les planches de 75 mm Ainsi, les spécimens de

38 mm et 50 mm sont plongés dans la solution N O 7 et les spéci-

mens de 75 mm sont plongés dans la solution N O 5.

Les spécimens imprégnés sont ensuite mis à sécher à l'air en une pile ouverte et sont étudiés en étant coupés transversalement (en travers du grain des planches) et arrosés par pulvérisation d'un réactif de détection de bore selon le procédé d'essai N O 995 du bureau des normes SABS (South African Bureau of Standards), puis examinés pour déterminer la profondeur de pénétration

d'anions de borate en leur sein.

Il ressort de la coupe transversale et des essais selon le

procédé N O 995 que la pénétration complète en section transver-

sale est atteinte au bout de 6 semaines et d'autres coupes transversales et essais de ce type au bout de 12 semaines et de

18 semaines n'indiquent pas de changement.

Il ressort de ce qui précède que la présente invention, en par-

ticulier relativement aux Exemples décrits ci-dessus, présente, au moins en principe, un certain nombre d'avantages importants. Etant donné que les solutions de la présente invention sont sursaturées, comme décrit ci-dessus, relativement aux sels de traitement du bois dissous en leur sein, de plus grandes quantités de sels dissous sont présentes dans un revêtement de surface sur

le bois étant traité, par comparaison avec un revêtement de sur-

face du même volume d'une solution saturée du sel ou des sels en question, dissous dans de l'eau pure sans aucun émulsifiant ou agent de dopage comprenant une cire ou une huile A cet égard, il faut noter que lorsque la solution sursaturée est une partie d'une émulsion, l'émulsion a une plus grande viscosité, de manière que,

outre une plus grande concentration du sels ou des sels de trai-

tement de bois, la couche ou le revêtement de surface fixé sur le

bois et obtenu par immersion est plus épais et comprend un vo-

lume plus élevé de solution de traitement, par comparaison avec le volume fixé sur le bois d'une solution saturée du sel ou des sels en question, dissous dans de l'eau pure sans aucun émulsifiant ou

agent de dopage comprenant une cire ou une huile Cette carac-

téristique contribue à des charges de surface élevées sur le bois

traité du du sel ou des sels de traitement de bois.

Cette charge accrue a pour effet que des quantités de sels de traitement de bois ou charges de surface adéquates peuvent être

obtenues sur la surface du bois après immersion, à des tempéra-

tures ambiantes et sans qu'il soit nécessaire de chauffer la so-

lution de traitement du bois pour augmenter la solubilité des sels.

Un autre avantage inattendu de la présente invention est qu'une couche huileuse ou plus particulièrement cireuse peut être

formée sur la surface du bois, qui résiste à la perte rapide d'hu-

midité de la sève dans le bois vert après traitement, mais libère en même temps les sels de traitement du bois dissous dans la solution d'immersion pour permettre leur diffusion dans le bois via la sève C'est cette caractéristique qui permet un empilage "sticker" ou un empilage "fillet" immédiat dans le but d'une imprégnation et d'un séchage ultérieur, sans empilage initial en

une pile fermée et enveloppement pour étancher le bois de cons-

truction jusqu'à ce que la diffusion soit complète, mise en pile fermée après lequel la pile de bois doit être défaite puis le bois

mis en une pile "sticker" ou une pile "fillet" à des fins de sécha-

ge La présente invention permet donc une manipulation sensi-

blement réduite et peut supprimer efficacement les temps de séjour requis pour la diffusion lorsque le bois est en une pile

fermée et enveloppée.

Les plus grandes concentrations de sels de traitement de bois dissous pouvant être obtenues sur le bois, et la viscosité accrue, comme mentionné ci-dessus, peuvent permettre l'immersion de bois de construction scié lisse ou calibré, par contraste avec

l'immersion antérieure du bois de construction scié rugueux.

Après immersion et séchage, une couche huileuse ou plus particulièrement cireuse sur la surface externe du bois traité peut retarder le lessivage des sels de traitement solubles du bois traité dans des conditions d'humidité En outre, lesdites couches

huileuses ou plus particulièrement cireuses peuvent être hydro-

phobes, pour retarder l'absorption d'eau dans le bois, avec par

conséquent une stabilité dimensionnelle du bois améliorée.

Ainsi, l'Exemple 1 démontre que, selon la présente invention, des spécimens de bois vert scié lisse peuvent être imprégnés et laissés en une pile ouverte (un empilage "sticker") pour sécher, exposés à l'air ambiant, pour une diffusion de borate dans le bois et un séchage simultanés L'Exemple 2 confirme l'Exemple 1 et

indique que le bois imprégné résiste extrêmement bien au les-

sivage par la pluie Les Exemples 3 et 4 confirment une nouvelle

fois les résultats de l'Exemple 1 et indiquent que diverses con-

centrations de borate dans les solutions d'immersion peuvent

aboutir à des concentrations de borate différentes dans les spé-

cimens de bois imprégnés et indiquent que le séchage du bois peut être retardé, avec le bois en une pile ouverte jusqu'à ce que la

pénétration du borate dans le bois soit complète.

Au regard des caractéristiques précitées, le bois traité peut, en principe, être employé pour des habitations de coût modéré dans des situations o un séchage au four intermédiaire du bois de construction n'est pas économique Dans ces situations, le bois de

construction vert, traité, imprégné, peut être employé directe-

ment pour la construction, sans empilage 'sticker" ni séchage, la diffusion du sel ou des sels de traitement dans le bois se faisant, tout comme le séchage ultérieur, avec le bois in situ Dans ce cas,

la couche externe huileuse ou plus particulièrement cireuse pou-

vant être formée sur le bois peut retarder la perte d'humidité du bois de construction vert, ce qui diminue toute détérioration due

au séchage du bois de construction qui pourrait se produire in situ.

L'utilité de la présente invention, en ce qui concerne le trai-

tement du bois, est très inattendue, à savoir la capacité des solutions de traitement de bois, émulsionnées avec des cires et/ou des huiles sous la forme d'émulsions d'eau dans l'huile ou d'eau dans la cire, non seulement à doter du bois vert scié lisse

d'épais revêtements imprégnés par immersion avec des concen-

trations élevées de borate qui demeurent humides sur le bois

pendant plusieurs semaines, mais également à empêcher ou retar-

der considérablement le séchage du bois revêtu, et, ce qui est important, à permettre au borate de se diffuser dans le bois avant de permettre au bois de sécher à l'air Ces résultats sont tout à

fait inattendus parce que la phase aqueuse de l'émulsion, conte-

nant le borate, est la phase discontinue, de sorte qu'en fait c'est la phase de cire ou d'huile, qui est la phase continue, qui revêt i 5 effectivement le bois, la phase aqueuse se présentant sous la

forme de gouttelettes discontinues dans la phase organique, sé-

parée de l'intérieur humide du bois par la phase organique La diffusion du borate depuis la phase aqueuse dans le bois devrait être retardée dans la mesure o le séchage du bois est retardé Le présent demandeur ne peut expliquer les raisons pour lesquelles, bien que le séchage du bois soit retardé, ladite diffusion se fait apparemment relativement rapidement, suffisamment vite pour

être complète avant que le bois ne soit sec.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Procédé de préparation d'une solution d'un soluté de sel inor-

ganique dans un solvant aqueux qui est sursaturée à des tempéra-

tures ambiantes inférieures à 30 'C par rapport audit soluté, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend une phase de mélange de sorte qu'un solvant aqueux, un soluté de sel inorganique et un agent de dopage inorganique comprenant à la fois un émulsifiant et un constituant

sélectionnés parmi le groupe consistant en huiles, cires et mélan-

ges de ceux-ci soient mélangés afin de produire un mélange com-

prenant une émulsion comportant une phase aqueuse avec le soluté dissous en son sein, les proportions des constituants du mélange étant sélectionnées de manière que le rapport de masse soluté dissous:eau dans la phase aqueuse soit plus grand que dans une solution saturée dudit soluté dans ladite phase aqueuse à la même température. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

l'émulsifiant est un émulsifiant d'eau dans l'huile, l'émulsion-

nement comprenant la dispersion de la phase aqueuse dans le constituant organique pour former une émulsion d'eau dans l'huile

dans laquelle la phase aqueuse est discontinue et la phase organi-

que est continue.

3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une phase de mélange initial de manière que l'agent de

dopage soit mélangé avec le solvant aqueux pour former un mélan-

ge initial comprenant ladite phase aqueuse émulsionnée avec l'agent de dopage, suivie d'une autre phase de mélange de manière

que le soluté soit mélangé avec le mélange initial.

4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la phase de mélange initial est effectuée à une température élevée, supérieure à 30 'C, à laquelle tous les constituants du mélange

initial sont liquides.

5 Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'autre phase de mélange a lieu à température ambiante et

inférieure à 30 TC.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce que le mélange est tel que le rapport de masse entre l'eau dans la phase aqueuse et l'agent de dopage est

de 40:60-80:20.

7 Solution d'un soluté inorganique dans un solvant aqueux, la solution étant caractérisée en ce qu'elle est sursaturée à des températures inférieures à 30 'C, le solvant comprenant une phase aqueuse comportant, dispersé en son sein, un agent de dopage organique comprenant à la fois un émulsifiant et un constituant

sélectionnés parmi le groupe consistant en huiles, cires et mélan-

ges de ceux-ci, et le rapport de masse entre l'eau dans la phase

aqueuse et l'agent de dopage étant de 40:60-80:20.

8 Solution selon la revendication 7, caractérisée en ce que

l'agent de dopage est émulsionné avec la phase aqueuse.

9 Solution selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'émulsifiant est un émulsifiant d'eau dans l'huile, l'agent de dopage et la phase aqueuse formant une émulsion d'huile dans

l'eau.

Solution selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, ca-

ractérisée en ce que l'agent de dopage comprend une cire qui est

sélectionnée parmi la cire d'abeille, les cires de paraffine chlo-

rées, les cires de polyéthylène et des mélanges de celles-ci.

i 1 Solution selon l'une quelconque des revendications 7 à 10,

caractérisée en ce qu'elle constitue une composition de traite-

ment de bois pour l'imprégnation de bois, le soluté inorganique

étant sélectionné parmi le groupe consistant en sels de conser-

vation de bois et sels de retard de combustion consistant en

phosphate de diammonium, phosphate de mono-ammonium, chlo-

rure d'ammonium, sulfate d'ammonium, borax, chlorure de zinc, acide orthophosphorique, acide borique, sulfamate d'ammonium, hydrate d'oxyfluoroborate de sodium, chlorure de zinc basique ammoniacal, octaborate de zinc, tétrahydrate d'octaborate de disodium, biborate d'ammonium, pentaborate d'ammonium et des

mélanges de deux de ces sels ou davantage.

12 Solution selon l'une quelconque des revendications 7 à 11,

caractérisée en ce qu'elle est préparée selon le procédé de l'une

quelconque des revendications 1 à 9.

13 Procédé de traitement du bois en faisant pénétrer un sel de traitement du bois inorganique dans le bois, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à revêtir le bois vert

d'une solution sursaturée selon l'une quelconque des revendica-

tions 7 à 12, afin de former une couche de la solution sursaturée sur une surface externe du bois, et à laisser le sel de traitement

du bois inorganique dissous dans la solution se diffuser à l'in-

térieur du bois.

14 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le bois est scié lisse, le revêtement se faisant par immersion du bois dans la solution avec la solution à température ambiante. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend la phase, après le revêtement, d'empilage du bois pour former une pile ouverte renfermant des espaces d'air, le procédé consistant à laisser le bois dans ladite pile durant ladite diffusion du sel de traitement du bois dans le bois, avec le bois

exposé à l'air ambiant, afin de permettre au bois de sécher simul-

tanément.

16 Bois caractérisé en ce qu'il est imprégné d'un sel de traite-

ment de bois inorganique par un procédé selon l'une quelconque des

revendications 13 à 15.