Brevet FR2242239A1 — publié le 19750328

L'invention concerne une structure de volumes et de parois en particules de liège agglomérées ainsi qu'un procédé pour sa fabrication. Il est connu, de fabriquer, par collage de particules de bois, des panneaux de copeaux de bois qui ont une plus grande stabilité dimensionnelle que les plaques ex bois massif, Comme liant, on utilise des colles et résines, entre autres des aminoplastes, c'est-à-dire des condensats de formaldéhyde avec des composés contenant des groupes amines tels que la mélanine et l'urée. La fabrication de plaques en copeaux de bois ne peut cependant pas s appliquer directement à la fabrication de plaques de constitution analogue en particules de liège. Cela tient à ce que les particules de bois sont constituées par des cellules végétales ou associations de cellules étendues en longueur, primitivement encore vivantes et ne mourant que progressivement dont le mouvement par variations de l'humidité et de la température s'effectue dans une direction préférentielle déterminée0 Une compensation de ces mouvements ne s'obtint que par le fait que les particules de bois utilisées pour la fabrication des panneaux sont réparties sans règle et sans orientation déterminée si un "travail' ultérieur du panneau fini doit autre évité afin que les mouvements des cellules ou des associations de cellules orientées se compensent mutuellement. An contraire, le liège se compose de cellules t'écorce mortes spongieuses du chêne-liège qui peuvent présenter des mouvementa non orientés mais qui dans tous les cas se gonflent et sont de nouveau comprimées. Comme ce mouvement n'est pas orienté, il se continue aXIe dans les structures de volumes et de parois qui sont constituées essentiellement de particules de liège collées ou liées par des résines synth6tiques. De telles structures nu ont donc pas une grande stabilité dimensionnelle. On a donc proposé, pour la fabrication de plaques de liège, un procédé de fabrication dans lequel les résines naturellement présentes dans le liège sont activées par de la vapeur d'eau surchauffée sons pression et collent élastiquement les particules de liège après refroidissement.L'application de tels panneaux, par exemple dans l'industrie du baatiment, pour des buts d'isolation doit done se faire en excluant l'humidité par exemple par enrobage dans du bitume. On a maintenant trouvé quton peut fabriquer de façon simple des structures de volumes ou de parois en liège , par exemple des panneaux isolants en liège, de façon à obtenir des produits ayant une bonne stabilité dimensionnelle qui combinent les propriétés mécaniques et isolantea connues du liège avec les propriétés mécaniques qu'on ne pouvait pas obtenir suffisamment jusqu'à présent pour des structures, telles que des corps en forme ou des panneaux, pour leur application par exemple comme éléments de construction. La structure de volumes ou de parois selon l'invention, composée de particules de liège et d'un liant de résine, se caractérise par le fait qu'elle est constituée par des particules de liège d'une grosseur de grains de O à 4 mi et par un condensat durci de mélamine-formaldéhyde et/ou d'urée-formaldéhyde et qu'elle contient 50 à 85 % en volume de lièges Le procédé pour la fabrication d'une structure de solum ou OU de parois de ce genre se caractérise par le fait qu'on dissout dams l'eau un précondensat soluble dans l'eau de mélamine-formaldéhyde ou d'urée-foraaldéhyde, que la solution, amenée de préférence à une température de 40 à 600 Ct on ajoute des particules de liège d'une grosseur de grains de O à 4 se qui ont été au préalable chauffées de préférence à une température de 60 à 900 C, dans une proportion en volume d'une partie de précondensat pour 3 à 6 parties de liège ainsi qu'un agent de durcissement habituel pour le précondensat, qu'on met en forme après mélangeage intime de la composition pâteuse, qu'on sèche et qu'on fait durcir. Selon une forme d'exécution particulière, la structure de volumes ou de parois se présente sous forme poreuse, gonflée en mousse. Cela s'obtient selon le procédé par le fait qu'après addition des particules de liège chauffées à la solution de précondensat, par exemple de 9 parties pour 1 partie d'eau, et éventuellement de l'agent de durcissement, on ajoute comme agent porogène un corps décomposable avec formation de gaz à une température au-dessous d'environ 1300 C. L'addition du durcisseur peut se faire avant, pendant su après l'addition de l'agent porogène. Par chauffage de la composition pâteuse jusqu'à la température de décomposition de l'agent porogène, celui-ci se décompose et le précondensat de mélamine-formaldéhyde ou d'urée-formaldéhyde déjà condensé utilisé comme liant se met en mousse avec formation d'alvéoles sans que la solidité de liaison des particules de liège entre elles se trouve notablement affectée De cette façon on obtient des corps en forme, tels que des panneaux, particulièrement appropriés à des rSles d'isolation, Comme agent porogène, on utilise par exemple l'azodicarbonamide et notamment le carbonate d'ammonium. Selon une autre forme d'exécution préférée, le liège peut être mélangé à une matière à l'épreuve du feu. Comme telle matière résistant au feu, la matière minérale perlite ou vermiculite expansée à chaud (gonflée) s'est révélée particulièrement favorable. Les proportions de mélange sont de préférence dans l'intervalle d'une partie de liège pour 4 à 6 parties de vermiculite et/ou de perlite d'une grosseur de grains comparable, les quantités étant comptées en poids. On peut ainsi obtenir par exemple des panneaux isolats ou des corps isolants qui conviennent pour l'isolation thermique de corps combustibles, tels que des réservoirs de gaz liquéfiés, par exemple des citernes de méthane. On a trouvé de plus quton peut fabriquer des panneaux ou corps en forme à plusieurs couches. On peut ainsi par exemple entourer une couche intermédiaire de particules de liège plus grosses, par exemple d'une grosseur de grains de 3 à 4 mm par des couches extérieures de particules de liège plus fines, par exemple d'une grosseur de grains de O à 2 mm. Cela permet, sans compromettre la résistance, une utilisation plus favorable de particules de liège plus grossières donnant par ellesmeAmes des structures de volumes ou de parois moins résistantes.On peut aussi par exemple enrober uz panneau de liège à une ou plusieurs couches par une couche de vermiculite ou de perlite, L'utilisation d'un durcisseur pour le condensat de mélanLie-foxmaldéhyde ou d'urée-formaldéhyde qui sert de liant est très importante pour l'obtention de structures de volumes ou de parois résistant à liteau. Comme durcisseurs, on utilise des agents habituels pour ce rale, par exemple des sels d'ammonium, tels. le phosphate d'ammonium ou le chlorure d' ammoiiium, des acides inorganiques, tels que l'acide chlorhydrique, des acides organiques tels que lta-cide formiqReou l'acide acétique et les acides de Levais. La quantité de durcisseur doit titre avantageusement de 5 à 20 % en poids du mélange total et, autant que possible, ne doit pas étre inférieure à 8 à 10 % en poids du précondensat. Le durcissement, qui steffectue de préférence à chaud à une température de 70 à 900 C et dure de 30 minutes à 2 heures selon le degré de condensation du précondensat et selon la grosseur de grains des particules de liège ou des corps d'addition (vermioulite, perlite), doit être suivi de préférence d'un durcissement complémentaire qui dure de 1 à 2 jours à la température ordinaire (20 à 300 C). Les structures de volumes ou de parois selon ltinvention peuvent en outre recevoir une imprégnation par le même condensat ou un autre condensat de mélamine-formaldéhyde ou d'urée-formaldéhyde avec durcisseur. Cette imprégnation s'effectue avantageusement par immersion dans un bain correspondant suivie dtun durcissement à chauds Une durée d'immersion de 15 à 20 minutes et une température de durcissement ultérieur d'environ 700 C suffisent pour I'obtention de bons résultats pour la fabrication par exemple de plaques d'une épaisseur de I-à 3 cmO Dans le cas de corps alvéolaires en forme, l'imprégnation complémentaire s'effectue avantageusement après la formation en mousse0 Au liant composé de résine de mélamine-formaldéhyde ou d'urée-formaldéhydeetXedurcis3eur et/ou d'agent porogène, on peut éventuellement ajouter encore un stabilisateur, par exemple un ester acrylique d'alcools supérieurs, qui favorise une meilleure répartition de l'agent porogène et une formation en mousse plus régulière ét qui assure une bonne condensation finale, Les structures de volumes ou de parois selon l'invention sont à cause de leurs propriétés correspondant au liège naturel et à ltouvrabilité plus facile avec la possibilité d'additions telles que des minéraux résistant au feu non seulement pour les mêmes utilisations que le liège naturel mais en outre pour d'autres applications par exemple dans le domaine des corps isolants dans le bâtiment et dans la construction d'automobiles et de bateaux en étant supérieures au liège naturel. La matière est chimiquement neutre et très stable, non conductrice, difficilement inflammable jusqutà s'opposer efficacement à la propagation des flammes, résistante à l'eau et elle constitue pour la chaleur et le bruit une barrière remarquable plus efficace que celles prévues par la norme allemande DIN 4108. Les valeurs de la résistance mécanique sont bien plus élevées que les valeurs correspondantes pour le liège aggloméré par une résine naturelle. On peut donc par exemple constituer dés parois auto-portantes avec cette matière. R E V E N D I C A T I O N S. i. Structure de volumes ou de parois composée de particules de liège et d'non liant de résine, caractérisée par le fait qu'elle est constitués de particules de liège d'une grosseur de grains de O à 4 ma ainsi que d'un condensat durci de mélamine-formaldéhyde et/ou d'urée-formaldéhyde et qu'elle contient 60 à 85 % de liège en volume. 2. Structure de volumes ou de parois selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle présente une forme poreuse. 3e Structure de volumes ou de parois selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle contient en outre de la vermiculite ou de la perlite expansée à chaud (gonflée). 4. Structure de volumes ou de parois selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisée par le fait qu'elle est constituée en couches, l'une des couches extérieures ou les deux se composant de liège d'une grosseur de grains au-dessous de 3 mm tandis qu'une ou plusieurs couches adjacentes se compostent de liège d'une grosseur de grains allant jusqu'à 4 mm. 5. Procédé pour la fabrication d'une structure de volasses ou de parois selon les revendications j, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'on dissout dans lteat un précondensat de mélamine-formaldéhyde ou d'urée-fermaldéhyde ;; qu'à la solution on ajoute des particules de liège d'une grosseur de grains de O à 4 mm, qu'on ajoute éventuellement de la perlite ou de la vemicalite expansée à chaud dans une proportion en volume de 1 partie de précondensat pour 3 à 6 parties de liège additionné éventuellement de perlite ou de vermiculite ainsi qu'un durcisseur habituel pour le précondensat, qu'on met en forme la composition pâteuse après son mélangeage intime, qu'on sèche et qu'on fait durcir. 6. Procédé pour la fabrication d'une structure de volumes ou de parois selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé' par le fait qu'on dissout dans l'eau un précondensat soluble dans l'eau de mélamine-formaldéhyde ou d'urée-formaldéhyde, qu'à la solution on ajoute des particules de liège d'une grosseur de grains de O à 4 mm ainsi éventuellement que de la perlite ou de la vermiculite expansée à chaud dans une proportion en volume d'une partie de précondensat pour 3 à 6 parties de liège additionné éventuellement de perlite ou de vermiculite ainsi qu'un durcisseur habituel pour le précondensat, qu'on ajoute comme agent porogène un corps décomposable avec formation de gaz à une température au-dessous de 1300 C, quton met en forme la composition pâteuse après son mélangeage intime éventuellement avec addition d'un stabilisateur, qu'on chauffe jusqu'à la température de décomposition de l'agent porogène, qu'on sèche et qu'on fait durcir. 70 Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on soumet le produit à une imprégnation complémentaire par un précondensat de mélamine-formaldéhyde ou d'urde-formaldéhyde en présence d'un durcisseur habituel pour ce précondensat, quton fait durcir à chaud et qu'on sèche. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait qu'on utilise une solution préchauffée à une température de 40 à 600 C de précondensat de mélanine-formaldéhyde ou d'urée-formaldéhyde ainsi que des particules de liège préchauffées à une température de 60 à 900 C et éventuellement des particules de perlite ou de vermiculite expansée. 90 Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'on utilise comme agent pyrogène 1 'azodicarbonamide ou le carbonate d' a:nmonium. 10. Application de structure de volumes ou de parois selon l'une quelconque des revendications 1 à & 4 pour des buts d'isolation0