Brevet FR2433414A1 — publié le 19800314

La présente invention a pour objet un panneau de particules agglomérées, ces particules pouvant etre en particulier de nature lignocellulosique, ainsi que le procédé de fabrication de ce panneau. Elle a aussi pour objet, à titre d'application, un panneau composite réalisé à partir de ce panneau aggloméré et destiné plus principalement à être utilisé dans la-construction. Il est connu que les panneaux agglomérés, en particulier de particules de bois liées aux résines synthétiques comme les aminoplastes ou les phénoplastes, présentent d'une manière générale le désavantage d'offrir une médiocre réaction au feu en présence d'une source d'énergie radiante comme celle d'un incendie. Il est évidemment possible pour l'homme de l'art de réaliser une ignifugation dans la masse d'un tel panneau; mais cela présente divers inconvénients dont particulièrement une importante augmentation du prix de revient, une diminution des caractéristiques générales du matériau et une aggravation possible des risques de dégagement de gaz toxiques en cours de combustion. Il est également connu qu'un revêtement de plâtre en surface du matériau, tout en lui donnant un aspect dit "traditionnel", par exemple dans l'utilisation en rénovation dthabitations anciennes, peut, s'il est d'une épaisseur voisine ou supérieure à t cm, lui procurer une excellente protection contre le feu. Ceci est dû à un double effet du platre, écran non combustible qui, d'une part, réfléchit une importante partie des ondescalorifiquesirradiées et, d'autre part, en absorbe une autre partie nécessaire à la libération de son eau de cristallisation. Mais on sait aussi qu'il est très difficile d'obtenir une bonne adhérence des revêtements de plâtre sur le bois. C'est pourquoi on voit parfois des revetements, soit "armés" par un grillage métallique, soit "accrochés" par le noyage des têtes de pointes préalablement enfoncées dans le bois. Il est possible aussi de coller, avec une résine synthétique par exemple, des carreaux de plâtre préalablement réalisés industriellement entre deux papiers kraft : mais, en dehors du fait que cette solution est très onéreuse, elle ne donne finalement pas l'aspect souhaité du plâtre, ni une réaction de "non-inflammabilité" au test de réaction au feu. Un progrès technique important a été apporté par le brevet d'invention déposé en France sous le nO 75.02506, et publié sous le nO 2.299.150. Il préconise en effet l'incorporation préalable dans les faces du mat de panneau aggloméré, de plâtre sous forme de poudre : celui-ci se trouvant, dans le panneau fini, sous forme de sulfate de calcium semi-hydraté, pourra, dans le contact ultérieur avec le plâtre gâché du revêtement, se réhydrater et créer un lien cristallin entre ce dernier et l'amie agglomérée.L'intérêt de ce procédé est cependant limité par le fait que le matériau bois est soumis à des variations dimension nelles dans le plan, provoquées par les variations inévitables d'humidité et qui sont responsables d'une tendance au cisaillement des "pontages" cristallins réalisés ; ce cisaillement étant plus particulièrement marqué dans les angles du composite. Le procédé selon l'invention permet d'éviter ces différents inconvénients et d'obtenir en finale un panneau composite caractérisé par : un prix de revient non prohibitif de l'amie agglomérée, l'aspect classique du plâtre, un bon accrochage du parement plâtre et de valeur pratiquement constante dans les conditions d'emploi, un classement M.t de non-inflammabilité au test français de réaction au feu et un dégagement de fumées pratiquement nul en cours de combustion. Il consiste en la pose, de préférence au cours de la fabrication de l'amie en panneau de particules lignocellulosiques et plus particulièrement de bois, au contact de chaque face de cette âme, d'un strate constitué préférentiellement de fibres et pouvant être plus particulièrement un papier cellulosique faiblement imprégné d'une résine pouvant être du type acrylique. Ce strate constitue, d'une part, un plan de liaison entre l'adhérence du bois encollé sur le papier et l'adhérence du papier sur le plâtre et, d'autre part, un plan souple de compensation des variations dimensionnelles différentielles des deux matériaux de composition différente bois et plâtre. Les exemples suivants, dont certains illustrent la mise en oeuvre du procédé, feront ressortir les caractéristiques et avantages du procédé. Exemple I On fabrique, selon les règles de l'art, un panneau de particules de bonne qualité courante, d'épaisseur finie après ponçage de 60 mm, à 3 couches constituées de 2 couches de particules fines (encollées à raison de 6% d'urée-formaldéhyde sèche, soit environ 9% de sirop à 65y d'extrait sec dans l'eau) pour les faces et t couche de particules plus grossières pour l'amie (encollées à l'aide d'environ 10% de résine urée-formaldéhyde, soit environ 15% de sirop à 65% d'extrait sec dans un milieu aqueux), et ayant une densité moyenne finale de 550 kg/m3. Après ponçage, on dépose par enduction sur chaque face du plâtre gâché liquide à rapport Eau/Plâtre = 70/100, donnant un revêtement d'environ 5 mm d'épaisseur, donc un matériau d'épaisseur totale 70 mm. On mesure après durcissement complet, par la méthode dite de "résistance à la traction perpendiculaire aux faces", l'adhérence du dit-revêtement sur son support : il y a arrachement pour une valeur moyenne de 0,30 daN/cm2. Exemple Il On fabrique un panneau dont la couche centrale est la même que celle de l'exemple I mais où les 2 couches de faces, bien qu'utilisant les mêmes parti- cules de bois, sont constituées ainsi Bois anhydre 43,50 Plâtre 43,50 Résine U.F. sèche 13,00 (soit 20,00 de sirop aqueux à 65%) îOO,oo On dépose ensuite par enduction sur ses deux faces une couche de plâtre d'environ 3 mm d'épaisseur et on mesure après durcissement la résistance à la traction perpendiculaire aux faces qui est trouvée en moyenne égale à 1,50 daN/cm2. Exemple III On fabrique un panneau de particules identique à celui de l'exemple I. On pulvérise à sa surface une colle aqueuse urée-formaldéhyde à durcisseur ; puis on applique un papier, par exemple un 120 g écru kraft, et on presse l'ensemble à chaud pour obtenir la condensation de la colle et un collage de l'ensemble. Sur les faces du matériau ainsi obtenu on réalise un parement de plâtre d'environ 3 mm d'épaisseur dont on essaye ensuite de mesurer la résistance à la traction perpendiculaire aux faces : mais on observe un décollement spontané lors de la manipulation des éprouvettes. Exemple IV On opère exactement comme dans l'exemple III sauf en ce qui concerne la qualité du papier qui est cette fois-ci, par exemple un papier 300g poreux spécial pour plaques de plâtre. La résistance moyenne en traction perpendiculaire aux faces est trouvée égale à 2,70 daN/cm2. Exemple V On opère exactement comme dans l'exemple IV sauf en ce qui concerne la qualité du papier qui est cette fois par exemple un papier de 400 g plus fermé de qualité courante, comme le "Gris E standard" fabriqué par "LA ROCHETTE SEMPA". La résistance moyenne en traction perpendiculaire aux faces obtenue est de 5,20 daN/cm2 Exemple VI On fabrique un panneau de particules d'une composition absolument identique à celle du panneau de l'exemple I. Mais ici on réalise une opération complémentaire permettant d'accoler "in situ" des parements de papier de la qualité utilisée dans l'exemple V et consistant à - présenter sous la première tête de formation du mat de particules une feuille au format du papier choisi qui recevra donc les fines de faces, - déposer à la sortie de la dernière tête de formation, c'est-à-dire sur le mat complet, une seconde feuille du même papier. L'ensemble ainsi réalisé sous forme de sandwich entre ensuite dans la presse où il est comprimé à chaud : il s'opère alors-simultanément une agglomera- tion des particules et un collage des parements de papier. Le revêtement ultérieur obtenu par enduction de plâtre gâché liquide donne des valeurs de résistance en traction perpendiculaire aux faces voisines de celles obtenues dans l'exemple V. Exemple VII Il consiste en une variante de l'exemple VI où, pour obtenir une meilleure sécurité dans le collage des faces papier, on a préalablement pulvérisé sur le côté du papier devant venir au contact du mat une -- solution aqueuse de résine urée-formaldéhyde à durcisseur. Cette pulvérisation sera profitablement séchée, et non polycondensée, à une température voisine de 5O0C. En opérant ensuite de la même manière que dans l'exemple VI, on obtiendra une parfaite adhérence du papier sur les particules agglomérées. La résistance en traction perpendiculaire aux faces du revêtement ultérieur de plâtre a des valeurs identiques à celles obtenues dans les deux exemples précédents. Le matériau final obtenu, constitué d'une âme de particules agglomérées d'à peu près 50 mm d'épaisseur et de deux parements de plâtre d'à peu près 5 mm chacun, a une épaisseur totale de 70 mm. Testé en réaction au feu dans la cabine à épiradiateur conforme à la législation française, ce matériau se classe en M.1 non-inflammable. Testé en résistance au feu conformément à la législation française, ce matériau est classé comme coupe-feu/pare-flamme supérieur à 2 heures. On vérifie ainsi que le procédé objet de l'invention consistant à interposer, soit en cours de fabrication du panneau de particules lui-même, soit à postériori, un strate constitué par un papier de qualité et de grammage judicieusement sélectionnés permet de rendre possible une véritable adhérence ultérieure du plâtre appliqué à l'état gâché liquIde. Cette adherence, contrairement à celle obtenue par d'autres procédés, n'est pas provisoire mais se maintient au cours de la vie du matériau obtenu qui est soumis à des ambiances dont les conditions de température et d'humidité varient. Il apparaît ainsi que le strate de papier fait l'effet d'une zone tampon absorbant les contraintes provoquées inévitablement par les variations dimensionnelles relatives différentes des deux matériaux lignocellulosiques et minéral. Le matériau obtenu par le procédé de l'invention et le composite à parements plâtre correspondant qui peut être réalisé soit en atelier avant montage, soit sur place après montage, permettent donc d'être utilisés dans la construction d'habitations pour des usages divers (cloisons verticales, plafonds, etc.) selon les épaisseurs et densités choisies. Avec ses parements plâtre, il permet d'obtenir des classements M.1 non-inflammable en réaction au feu et des résistances au feu supérieures à 2 heures. Il permet entre autres, le clouage, le sciage, la mise en peinture et le revêtement de papiers décoratifs ou le collage de carreaux de céramique. Sans ses parements plâtre, et selon les goûts de l'utilisateur, il permet aussi d'être cloue, scié et d'être directement peint ou tapissé : il pourra même être encollé avec des carrelages, le papier de surface amenant ici encore une bonne tenue ultérieure des carreaux de céramique grâce à l'effet compensa- teur de variations dimensionnelles relatives. REVENDICATIONS t - Panneau à base de particules qui peuvent être tout ou partie de nature lignocellulosique, agglomérées à l'aide soit d'un liant minéral, soit d'une résine naturelle ou synthétique, ce panneau étant caractérisé en ce qu'il comprend 2 parements constitués de fibres de préférence cellulosiques. 2 - Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parements sont constitués d'un papier de cellulose faiblement imprégné, d'un poids compris entre 60 et 800 g et de préférence entre 300 et 500 g. 3 - Panneau selon la revendication 2 caractérisé en ce que le papier constituant les faces est collé à postériori sur l'amie lignocellulosique à l'aide d'une résine naturelle ou synthétique. 4 - Panneau selon la revendication 2 caractérisé en ce que le papier constituant les faces est collé "in situ" lors du pressage de l'amie lignocellulosique elle-même. 5 - Panneau selon la revendication 4, caractérisé en ce que le papier est rendu adhérent à l'amie lignocellulosique par l'effet de la seule colle d'agglomération contenue dans la dite amie. 6 - -Panneau selon la revendication 4, caractérisé en ce que de la résine thermoiurcissable est pulvérisée d'abord sur le papier de dessous avant ledépôt du mat, ensuite sur le mat avant placement du papier de dessus puis passage sous presse. 7 - Panneau selon la revendication 4, caractérisé en ce que les papiers ont été préalablement revêtus, sur leur face devant venir au contact de la masse lignocellilosique, d'une couche de colle à base de résine thermofusible ou de préférence thermodurcissaWle et qu'il sera avantageux dans ce dernier cas de sécher mais pas de polymériser. 2 - Procédé pour la réalisation d'un panneau formé de particules agglomérées selon l'une quelconque des revendications t à 7, caractérisé en ce que, soit après, soit lors de la réalisation de ce panneau, on place un feuillard de papier préalablement ou non revêtu de résine, destiné à constituer ses parements après collage. 9 - A titre de produit industriel nouveau, matériau composite comprenant une âme entre deux parements de plâtre, caractérisé en ce que cette âme est constituée par un panneau selon l'une quelconque des revendications t à 7. 10 - Matériau selon la revendication 9, caractérisé en ce que les- parements de plâtre sont appliqués au panneau précité sous forme de plâtre gâché liquide. 11 - Matériau selon la revendication 10, caractérisé en ce que le plâtre gâché liquide est appliqué sur chantier sur le panneau déjà monté. 12 - Matériau selon la revendication 10, caractérisé en ce que le plâtre gâché liquide est appliqué en atelier sur le panneau avant sa livraison sur le lieu d'utilisation.