Brevet FR2432383A1 — publié le 19800229

La présente invention concerne un procéd6 de fabrication permettant de limiter considérablement le dégagement de formol labile des éléments de particules lignocellulosiques, tels que panneaux1 plaques et autres, encollés avec une résine à base de formol. La fabrication d'éléments de particules lignocellulo- siques est connue de longue date. Le procédé consiste, de façon générale, à agglomérer sous pression un mat composé d'une ou plusieurs couches de particules de bois, d'anas de lin ou autres particules lignocellulosiques associées à un liant ou colle à base de formol tel qu'une résine urée-formol ou melamine-uree-formol0 Un schéma de fabrication de tels éléments est illustré dans "l'Officiel des Plastiques et du Caoutchouc, Avril 1974 - N 222, page 236. Les particules lignocellulosiques encollées sont comprimées à chaud généralement à des températures variant de 1300 à 2401C sous des pressions habituelles de 10 à 45 bars.Les éléments ainsi formés sortent de la presse à une température élevée, Dès lors, en pratique, si on laisse ces éléments se refroidir lentement à le tempérsture ambiante, une dégradatioa rapide de leur résistance mécanique est constatée, par contre si on les refroidit rapidement à une température inférieure à 70 C, le phénomène de degradation disparaît, mais des dégagements sensibles de formol labile sont observés lors de leur utilisation ultérieure, Le procédé de fabrication d'éléments de particules lignocellulosiques, objet de la prisent invention, autorisant leur refroidissement lent et leur stockage immédiat en sortie de presse, permet non seulement de conserver leurs propriétés mécaniques mais surtout de limiter considérablement le dégagement de formol labile lors de leur utilisation, ce qui représente un avantage important compte tenu de l'évolution des législations sur l'hy giène et la sécurité. Accessoirement, ce procédé permet de supprimer les refroidisseurs du cycle de fabrication de tels éléments. Le procédé est caractérisé en ce que lton associe aux constituants de base de ces éléments un drivé de métal alcalinoterreux dont la solubilité dans Liteau est inférieure à 0,01 % à 250C. Les drivés des mentaux alcalino-ferreux convenant particulièrement dans le procédé sont les sels organiques ou minXraux du baryum ou du calcium. Parmi ces dérivés, on peut citer les carbonates de calcium ou de baryum, les métasilicates de calcium ou de baryum, les phosphates de calcium ou de barye , les sulfites de baryum ou de calcium ainsi que les stéarates, palmitates et laurates de calcium ou de baryum. L'incorporation du dérivé de métal alcalin s'effectue sans importance particulière avant, pendant ou après l'encollage, c'est-à-dire le mélange des particules lignocellulosiques avec le liant. Par contre, une bonne homogénéisation du mélange est recommandée ; dans ce but il est préférable de mélanger soigneusement le dérivé du mgtal alcalino-terreux sous forme pulvérulente avec les particules lignocellulosiques préalablement à ltencollage. Sans modifier les conditions habituelles de cuisson, ni les propriétés finales des éléments de particules, le dérivé du métal alcalino-terreux peut être introduit dans ces Fléments jusqu'à concurrence de 15 % du poids des particules lignocellulo- siquas sèches. L'influence bénéfique des dérivés de métaux alcalinoterreux sur les éléments de particules est d'autant plus surprenante que ces mêmes dérivés, à réaction alcaline connue, ne perturbent en rien, en cours de cuisson du mélange encollé, la r6- ticulation des résines urée-formol ou mlamine-ure-formol à caractère acide. Les exemples ci-dessous permettent d'illustrer le procédé, objet de l'invention. Les éléments de particules de ces exemples sont des panneaux en trois couches d'environ 19 mm d'é- paisseurelabores dans les conditions générales suivantes Couche Interne Couches Externes Humidité initiale des par ticules en % poids 3 4 Taux d'encollage en sec/secX - pour un liant urée-formol 6,5 50 - pour un liant mélamine- urée-formol 12 13 Rapport de conformation 60 % en poids de 40 % en poids de particules en- particules en colles collées * Il s'agit du pourcentage de liant sec en poids calculé par rap port au poids de particules lignocellulosiques supposes anhy dres. Le temps de cuisson total est de 4 minutes 18 secondes à 170 C selon le cycle : - 0 min. 18 sec. pour fermer aux cales - 1 min. sous 30 daN/cm2 - 2 min. sous 20 daN/cm2 - O min. 30 sec. sous 10 daN/cm2 - O min. 30 sec. de 10 à O daN/cm2 Les panneaux traités selon l'invention sont immédiatement stockés chauds et laisses se stabiliser pendant 5 jours alors que pour éviter leur dégradatioa les panneaux non traités sont passés en refroidisseur en sortie de presse et stockes également pendant 5 jours. Le taux de formol labile a été déterminé selon la mdtho- de dite du tperforateurt établie par la Commission Formol de la Fédération Européenne des Syndicats de Fabricants de panneaux de particules, La mesure d'arrachement transverse est effectuée selon la norme AFNOR B.51251, EXEMPLE 1 On répartit de façon homogène 2 % en poids de carbonate de baryum sur des particules de bois.On les encolle ensuite, aux taux cités précédemment pour un liant urëe-formol au moyen des mélanges suivants calculés en parties en poids t Couche Interne Couches Externes Liant urée-formol è 65 % d'extrait sec (PRESSAMINE 031) 100 100 Emulsion de paraffine à 60 % de matière sèche (MDBILCER 72) 7 1D Solution aqueuse à 15 % de chlorure d'ammonium 13 4 Eau 7 16 La masse volumique du panneau obtenu après conformation et cuisson dans les conditions données précédemment est d'environ 650 kg/m3. Parallèlement, on prépare un panneau témoin sans carbonate de baryum. Le taux de formol labile dfiterminé après 5 jours de stockage est le suivant : Panneau contenant Panneau témoin du BaCD3 mg. de formol pour 100 g de panneau sec 12 39 EXEMPLE 2 Dans les conditions de l'exemple 1, à l'exception du carbonate de baryum et des particules de bois remplacés respectivement par du carbonate de calcium pulvérulent et par des particules d'anas de lin, on prépare un panneau de particules que l'on compare à un panneau témoin sans carbonate de calcium. Le taux de formol labile détermine après 5 jours de stockage est le suivant Panneau contenant Panneau témoin du CACA3 ~~~~~~~~~~~~~~ mg. de formol pour 100 g de panneau sec 12 72 EXEMPLE3 On encolle aux taux d'encollage et au rapport de conformation donnés précédemment pour un liant mélamine-uree-formol, les particules de bois au moyen des mélanges suivants calculés en parties en poids t Couche Interne Couches Externes Liant mélamine-urée-formol à 65 % d'extrait sec (PRESSAMINE MX 707) 100 100 Emulsion de paraffine à 6-0 % de matière sèche (MOBILCER 72) 10 12 Solution aqueuse à 15 % de chlorure d'ammonium 13 4 Eau 4 14 Après encollage, on répartit soigneusement dans les mélanges du carbonate de calcium pulvérulent à raison de 5 % du poids des particules de bois. Le panneau obtenu après conformation possède une masse volumique voisine de 700 kg/m3. Le taux de formol labile, comparé à celui d'un panneau témoin exempt de carbonate de calcium, déterminé après 5 jours de stockage est le suivant Panneau contenant Panneau témoin du CaCO3 ~~~~~~~~~~~~~~~ mg. de formol pour 100 g de panneau sec 46 76 EXEMPLE 4 On encolle aux taux d'encollage et au rapport de conformation donnes précédemment pour un liant urée-formol, les particules de bois au moyen des mélanges suivants calculés en parties en poids Couche Interne Couches Externes Liant urée-formol à 65 % d'extrait sec (PRESSAMINE 031) 100 100 Solution aqueuse à 15 % de chlorure d'ammonium 13 4 Eau 7 16 Après encollage, on répartit soigneusement dans les mélanges du laurate de calcium à raison de 2 % du poids des particules de bois.Le panneau obtenu après conformation possède une masse volumique voisine de 640 kg/m3. Le taux de formol labile et le résultat de la mesure d'arrachement transverse, comparativement à um panneau témoin, exempt de laurate de calcium, determinXs après 5 jours de stockage sont les suivants Panneau contenant du Panneau tgmoin laurate ds calcium mg. de formol pour 100 g de panneau sec 18 40 Arrachement transverse en daN/cm2 5,8 6,5 EXEMPLE 5 Dans les conditions de l'exemple 4, à l'exception du laurate de calcium remplacé par du palmitate de calcium on prépare un panneau de particules que lton compare à un panneau témoin sans palmitate de calcium. Le panneau obtenu après conformation possède une masse volumique voisine de 655 kg/m3. Le taux de formol labile et le résultat de la mesure d'arrachement transverse, détermines après 5 jours de stockage sont les suivants Panneau contenant du Panneau témoin palmitate de calcium Arrachement transverse (daN/cmZ) 5,7 6,1 ring. de formaldéhyde pour 100 g de panneau sec 20 43 On obtient des résultats pratiquement identiques si on remplace le palmitate de calcium par du stéarate de calcium. EXEMPLE 6 On encolle auxtaux d'encollage et au rapport de conformation donnés précédemment pour un liant urée-formol les particules de bois au moyen des mélanges suivants calculés en parties en poids t Couche Interne Couches Externes Liant urée-formol à 65 %- d'extrait sec (PRESSAMINE 031) 100 100 Emulsion de paraffine à 60 % de matière sèche (MOBILCER 72) 7 10 Solution aqueuse à 15 % de chlorure d'ammonium 13 4 Eau 7 16 Après encollage, on répartit soigneusement dans les mélanges du carbonate de baryum pulvérulent à raison de 2 % du poids des particules de bois.Le panneau obtenu après conformation possède une masse volumique voisine de 650 kg/m3, Le taux de formol labile et le résultat de la mesure d'arrachement transverse, comparativement à un panneau témoin exempt de carbonate de baryum, refroidi lentement et rapidement, déterminés après 5 jours de stockage sont les suivants : ( : Panneau : Panneau témoin : Panneau témoin ) ( : cDntenant : refroidi len- : refroidi rapi- ) du BaCO3 : tement : dement ) Arrachement tra s- : ( verse en daN/cm 6,8 4,0 : 7,2 ) ( : : : ) ( mg. de formaldé- ) hydre pour 100 g de : ) ( panneau sec : 12 : 18 39 ) Cet exemple illustre la dégradation des propriétés méca- niques d'un élément fabriqué sans dérivé alcalino-terreux et refroidi lentement. EXEMPLE 7 On encolle aux taux d'encollage et au rapport de conformation donnés précédemment pour un liant urée formol les particules de bois au moyen des melanges de l'exemple 6. Après encollage, on repartit soigneusement dans le mélange du sulfite de calcium pulvérulent à raison de 2 % du poids des particules de bois. Le panneau obtenu après conformation possède une masse volumique voisine de 640 Kg/m . Le taux de formol labile et le résultat de la mesure d'arrachement transverse, comparativement à un panneau témoin exempt de sulfite de calcium, déterminés après 5 jours de stockage sont les suivants Panneau contenant Panneau témoin du CaS03.2H20 Arrachement transverse en daN/cm2 5,9 6,6 mg. de formaldéhyde pour 100 g de panneau sec 16 42 EXEMPLE S On répartit de façon homogène 6 % en poids d'hexaborate de calcium pulvérulent sur des particules de bois. On les encolle ensuite, aux taux cités précédemment pour un liant urée-formol, au moyen des mélanges de l'exemple 6. La masse volumique du panneau obtenu après conformation et cuisson dans les conditions données précédemment est d'environ 665 Kg/m3. Le taux de formol labile et le résultat de la mesure d'arrachement transverse, comparativement à un panneau témoin exempt d'hexaborate de calcium, déterminés après 5 jours de stockage sont les suivants Panneau contenant Panneau témoin du Ca2B6011.5H20 Arrachement transverse en daN/cm2 5,1 5,7 mg. de formaldéhyde pour 100 g de panneau sec 19 46 EXEMPLE 9 On encolle aux taux d'encollage et au rapport de conformation donnés précédemment pour un liant urée-formol des particules d'anas de lin au moyen des mélanges de ltexemple 6. Après encollage, on répartit soigneusement dans les mélanges du carbonate de calcium pulvérulent à raison de 5 % du poids des particules d'anas de lin. Le panneau obtenu après conformation possède une masse volumique voisine de 500 Kg/m3. Le taux de formol labile et le résultat de la mesure d'arrachement transverse, comparativement à un panneau témoin exempt de carbonate de calcium, déterminés après 5 jours de stockage sont les suivants Panneau contenant Panneau témoin du CaC03 Arrachement transverse en daN/cm2 4,2 5,1 mg. de formaldéhyde pour 100 g de panneau sec 12 72 EXEMPLE 10 On encolle aux taux d'encollage et au rapport de conformation donnés précédemment pour un liant mélamine-urée-formol des particules de bois au moyen des élanges suivants calculés en parties en poids :: Couche interne Couches externes Liant élamine-urée-formol à 65 % d'extrait sec (PRESSAMINE MX 707) 100 100 Emulsion de paraffine à 60 % de matière sèche (MOBILCER 72) 10 12 Solution aqueuse à 15 % de chlorure d'ammonium 13 4 Eau 4 14 Après encollage on repartit soigneusement dans les mélanges du carbonate de calcium pulvérulent à raison de 10 % du poids des particules de bois. Le panneau obtenu aprbs conformation possède une masse volumique voisine de 750 Kg/m3. Le taux de formol labile et le résultat de la mesure dtarrachement transverse, comparativement à un panneau témoin exempt de carbonate de calcium, déterminis après 5 jours de stockage sont les suivants Panneau contenant Panneau témoin du CaCO3 ~~~~~~~~~~~~~~~ Arrachement transverse en daN/cmZ 12,5 14,2 mg. de formaldéhyde pour 100 g de panneau sec 46 76 EXEMPLE 11 Dans les conditions de ltexemple 10, à l'exception des 10 % de carbonate de calcium remplacés par 4 % de mdtasilicate de calcium on prépare un panneau de particule que l'on compare à un panneau témoin sans métasilicate de calcium. Le panneau obtenu après conformation possède une masse volumique voisine de 725 Kg/m3. Le taux de formol labile et le résultat de la mesure d'arrachement transverse déterminés après 5 jours de stockage soat les suivants Panneau contenant Panneau témoin du CaSiO3 Arrachement transverse en daN/cm2 11,2 12,5 mg. de formaldéhyde pour 100 g de panneau sec 39 71 REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'éléments de particules lignocellulosiques encollés avec une résine à base de formol caractérisé en ce que lton associe aux matériaux de base un dérivé de métal alcalino-terreux dont la solubilité dans l'eau est inférieure à 0,01 % à 250C. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le métal alcalino-terreux est le baryum ou calcium. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que le dérivé de métal alcalino-terreux est un sel. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisX en ce que le dérivé du métal alcalino-terreux est associé aux matériaux de base des éléments jusqu'à concurrence de 15 % du poids des particules lignocellulosiques sèches.