Brevet FR2488900A1 — publié le 19820226

Les contreplaqués sont habituellement encollés, pour ce qui concerne les collages dits "extérieurs", par le moyen de résines formo-phénoliques en milieu aqueux, que l'on "charge" avec des poudres. Les résines utilisées sont semblables dans le monde entier et ont un extrait sec compris entre 40 et 50 % en poids. Les charges peuvent être d'origine végétale (farines et amidons, coques broyées de noix de coco ou d'autres noix, noyaux d'olives séchés et broyés en une farine appeléegrigncnd'o- live,etc.),d'origine animale (albumine de sang ou autres), ou être minérale (carbonates divers, argiles etc..). On peut également ajouter quelques additifs spécifiques. Dans ce qui suit, tous les % et parties indiqués sont en poids, ES signifie "extrait sec" et le terme "résine" implique toujours une résine formo-phénolique. Les formulations typiques de mélange collant utilisées en France et préconisées par l'ensemble des fabricants de résines européens pour les contreplaqués de bois feuillus sont (en parties en poids) Résine ES 43-45 % typique 100 Charges pulvérulentes 25 à 35 environ Eau O a 2 environ Plus précisément, des formules typiquement utilisées depuis des années et toujours recommandées par les fabricants des résine sont par exemple (en parties en poids) 1. Résine ES 43 % 100 Craie 22 Grignon d'olive ou coque de noix 15 137 2. Résine ES 43 % 100 -2J Durcisseur 7 Eau 2 132 3. Résine ES 43 % 100 Durcisseur 25 125 On entend par bois feuillus les essences tropicales et d'autres espèces telles que hêtre et peuplier. Aux USA, avec des contreplaqués résineux (en pin et similaires), on utilise actuellement (en parties en poids) 1. Résine ES 42 % 100 Cocob - 12 Farine 7 Soude à 50 % 6 Eau 27 151 Résine ES 40 % 100 Farine 8 Ecorce broyée 13 Eau 38 Carbonate de soude 0,5 Soude à 50 % 4,5 164 3. Résine ES 42 % 100 Farine 7,5 Ecorce broyée 10,5 Soude & 50 % 4 Eau 29 151 La farine est généralement de la farine de blé et le cocob est une charge végétale cellulosique & base de bois. La coût des charges pulvérulentes est très inférieur a celui des résines phénoliques. De plus, les augmentations inces santes. -des produits issus du- -pétrole- (phénol)- et du gaz naturel (méthanol -- > formol) ont conduit a des augmentations intolérables du poste "collage" dans le contreplaqué, particulièrement pour ce qui concerne les formules préconisées par les fabricants européens de résine. L'objectif de la présente invention consiste a diminuer le plus possible le coût des matières entrant dans le mélange collant phénolique des panneaux contreplaqués de toutes natures, tout en préservant la qualité du collage, définie par les normes des divers pays dans le monde et plus particulièrement la France, l'Allemagne et l'Angleterre. Le but poursuivi a été atteint par la détermination de nouvelles formulations de mélanges collants utilisant des charges faciles & trouver en Europe et de coût très inférieur aux mélanges habituels. La qualité des collages est conforme aux labels CTB-X et WBP ; il s'agit,respectivement,d'un essai extérieur selon une norme française du Centre Technique du Bois et d'un essai selon la norme anglaise Weather Boil Proof. L'invention a donc pour objet un mélange collant phénolique économique pour contreplaqués contenant une résine formophénolique & 40-50 % en poids d'extrait sec, des charges pulvérulentes et de l'eau, caractérisé en ce que, pour 100 parties en poids de ladite résine, il contient 40 & 70 parties en poids de charges pulvérulentes, 15 à 40 parties en poids d'eau et 0,5 & 5 parties en poids d'huile. On emploie notamment une résine typique à 43 ou 45 % d'extrait sec, produite par la Société Nobel-Hoechst, Allemagne Fédérale, ou par la Société Sheby, France. Les charges pulvérulentes sont de même nature que celles mentionnées ci-dessus. Leur proportion est beaucoup plus importante que dans les formules antérieures européennes ou américaines. On peut favorablement utiliser des carbonates de calcium de coûts très bas et des farines basses de blé ou autres, en association avec des charges ligneuses, telles que farine de noix de coco, grignons d'olive ou coques de noix broyées, etc... On pourra, par exemple, utiliser, pour 100 parties de--résine, de 7 à 10 parties de farine basse de blé, de 15 à 25 parties de craie, de 15 à 30 parties de charges ligneuses. Un des intérêts.de ces formulations réside dans la possibilité qu'elles offrent d'adjoindre des quantités importantes d'eau. Celle-ci ne coûte pas cher et peut être utilisée sous forme d'eaux de lavage ou d'eaux usées, par ailleurs polluantes, dont l'évaporation coûte cher et dont l'évacuation pose d'une façon générale des problèmes.considérables, qui se trouvent ainsi résolus. On cherche à en ajouter le plus possible et cela dépend des conditions de fabrication. On peut en mettre de 20 à 35 parties facilement, pour 100 parties de résine, dans des conditions normales réunies dans des usines traditionnelles avec des températures de presses à chaud comprises entre 120 et 1500C, à condition d'ajouter au mélange collant de la soude (cas des formules américaines, mais cela a un inconvénient indiqué plus loin) ou de l'huile conformément à la présente invention-ÇSSans ces additifs, la présence d'une forte proportion d'eau entralne des risques d'explosion du contreplaqué, après le pressage à chaud, au moment de l'ouverture de la presse. La Demanderesse a eu l'idée d'ajouter de façon tout à fait nouvelle de l'huile et elle a constaté que l'huile ajoutée à un mélange phénolique lui donnait, outre une onctuosité plus grande, plusieurs propriétés extrêmement intéressantes du point de vue de I'utilisation (probablement par suite d'une modification de la tension superficielle du mélange) 1 - Stabilité de la viscosité (particulièrement en présence de charges absorbant l'eau, dites gonflantes, telles que la farine de blé, qui augmentent la viscosité), ce qui évite d'ajouter de la soude comme le font les Américains. 2 - Mouillage du placage non-encollé très amélioré, ce qui particulièrement utile dans le cas d'un encollage double-face; le mélange collant s'étale mieux et s'évapore moins. 3 - Moindre pénétration du mélange collant dans le placage encollé, ce qui réduit le risque d'explosion au pressage à chaud et favorise l'adhérence entre eux des plis du contreplaqué au prépressage. - Ce - sont- -i & -les- -avantages--- fondamentaux d '-ordre technique de l'invention. Une proportion préférée d'huile est de 2 à 3 parties pour 100 parties de résines. Les huiles utilisées peuvent être de toute nature. I1 est conseillé d'employer les huiles minérales courantes, usées ou non, de moteur ou hydrauliques (de vidange, etc...). Avantages d'ordre économique de l'invention et avantages techniques subsidiaires Les formules de mélanges collants suivant l'invention, largement expérimentées, offrent les avantages suivants - Une économie globale par rapport aux mélanges utilisés en France de 15 à 30 % (coût des matières premières entrant dans le collage de 1 m de placages), compte tenu des fortes proportions de charges et d'eau, sans-altération du pouvoir collant. Des simulations montrent qu'une économie potentielle correspondante de 5 à 10 % existe pour le marché américain, c' est-à-ire par rapport aux formules américaines actuelles. - La possibilité d'utiliser la totalité des effluents et eaux de lavage phénoliques des usines courantes de contreplaqués (eaux de lavage des encolleuses notamment), ce qui est impossible avec les formules européennes actuelles. Simultanément, on résoud le problème de la pollution par ces effluents et on économise l'énergie qu'il faudrait dépenser pour leur évaporas tion. - Une moindre dépendance énergétique par rapport au pétrole et au gaz, car on peut tabler sur une consommation de résine phénolique diminuée de 20 à 30 %. Les charges, quant à elles, sont d'origine végétale ou en tout cas d'origine nationale. Les huiles peuvent être des huiles usées, donc peu onéreuses, même des huiles usées hydrauliques, qui renferment de l'eau et sont irrécupérables à d'autres fins. - Une diminution de la quantité globale de soude contenue dans les résines de base et introduite dans les panneaux, par rapport aux formules américaines. Cette soude est par ailleurs gênante, car elle peut, dans certains cas, provoquer des efflorescences à la surface dees~panneaux, ou ab-ercertaines finitions, et elle est difficile à manipuler vu sa causticité. - Une grande régularité dans les résultats du collage, grâce à la présence d'huile dans les mélanges. Exemples particuliers Dans les exemples,"le grammage" est la quantitié de mélange collant, exprimée en g/m2, recouvrant les deux faces d'un placage encollé, "l'attente ouverte" est le temps qui s'écoule entre l'encollage des plis et le passage des panneaux sous presse froide ou prépresse, "la pression de prépressage" est de 8 à 10 kg/cm2, les panneaux restant en prépresse pendant 5 à 15 minutes et le but du prépressage etant de rendre les panneaux manipulables et de faciliter ainsi le chargement de la presse chaude, et Ul'attente fermée est le temps s'écoulant entre le prépressage et le pressage sous presse chaude, les panneaux n'étant donc pas sous pression pendant l'attente fermée. Dans les formules des exemples, on mentionne le grignon d'oliva#qui peut toutefois être remplacé par des coques de noix broyées. A - Cas de contreplaqués en bois feuillus, notamment tropicaux Avec des essences africaines ou asiatiques (telles que okoumé, agba, ozigo, sapelli, olon) employées habituellement, les résultats de collages sont excellents avec la formule suivante de mélange collant (en parties en poids) Résine ES 43 % 100 Farine de blé 8 Grignon d'olive 27 Craie 18 Eau 25 Huile de vidange de moteur 3 181 On prépare les mélanges dans es malaxeurs généralement réservés aux résines urée-formol, en versant d'abord la résine formo-phénolique,550 kg, dans le malaxeur, en ajoutant ensuite la farine, 45 kg, (agitation pendant 5 minutes), puis simultanément le grignon d'olive, 150 kg, et les 2/3 environ de l'eau, -100-kg,-(agitation pendant 5 -minutes)i- puis la craie, -100 kg-, (agitation pendant 5 minutes), puis le reste d'eau, 39 kg, et l'huile, 16 kg, (agiter pendant 15 minutes environ). Le mélange ne pose pas de problème particulier. I1 faut introduire d'abord les charges absorbantes comme la farine et vers la fin les charges non absorbantes comme la craie. La durée de la préparation est d'environ 40 minutes. La viscosité est de l'ordre de 25 poises et n'évolue que relativement peu. Après 2 heures d'attente, elle peut atteindre 40 poises, ce qui ne gêne en rien le passage dans les encolleuses. Le grammage dépend de l'encolleuse et varie entre 500 et 600 g/m2, des attentes ouvertes de l'ordre de 1 heure sont possibles, le prépressage est toujours très bon, même après des attentes ouvertes supérieures à 30 minutes, et des attentes fermées de 2 heures sont admissibles. En raison de la quantité importante de charges incorporées, les temps de pressage à chaud sont & augmenter légèrement par rapport à ceux utilisés avec les mélanges collants antérieurs.Le pressage à chaud est 2 effectué sous 12 kg/cm , à 1200C et pendant des temps variant avec l'épaisseur du panneau, par exemple comme indiqué ci-après Epaisseu I Temps Epaisseur Temps Epaisseur Temps 3-6 mm 6 mn | 12 mm 12mn. 30s 19-20 mm 18mn 30s 7-8 mm 9 mn | 15 mm 14mn 30s 22 mm 21 mn 9-10 mm 10 mn 30s 18 mm 16mn 30s 25.mm 23 mn Dans ces conditions, il n'y a pas eu de panneaux soufflés à l'ouverture de la presse, après pressage à chaud. Des panneaux de 5 mm, 3 plis, de 10 mm, 5 plis, de 15 mm 7 plis, de 19 mm 9 plis etc..., encollés à 500-600 g/m2 double face, avec attente ouverte d9 30 mn, prépressage, puis pressage après attente fermee de 2 heures, passent très bien l'essai CTB-X. On a effectué un contrôle de qualité du collage par l'essai dit au couteau ou de grattage selon la norme française NF B 51-338 d'octobre 1978 relative aux plans de collage des contreplaqués à plis. L'essai a été réalisé sur 42 panneaux (22 encollés avec une résine Nobel-Hoechst et 20 encollés avec une résine Sheby), soit à sec, soit après immersion des éprouvettes pendant 24 heures dans de l'eau froide, soit après exposition des éprouvettes pendant 6 heures en autoclave sous une pression de vapeur de 2 bars, dans les conditions définies dans la norme. Les notes attribuées aux panneaux essayés sont tout à fait comparables à celles attribuées aux panneaux de comparaison fabriqués par la méthode classique. Ces notes sont de 7,5 à 8 en moyenne pour des épaisseurs de panneaux allant de 5 mm à 22 mm. La qualité du collage est donc équivalente. On a calculé qu'à grammage égal, l'économie de matières réalisée est d'environ 18 %. B - Cas de panneaux en bois résineux (en pin par exemple) Avec des panneaux de 7 mm 3 plis, de 10,12,15 mm 5 plis, de 19 mm 7 plis, etc.. les résultats de collages sont excellents avec (pr parties en poids) Résine ES 45 % 100 Farine de blé 10 Craie 23 Grignon d'olive 23 Eau 23 Huile de vidange de moteur 2 181 La résine utilisée est une résine Nobel-Hoechst. Le mélange est effectué comme dans l'exemple précédent sur malaxeur, en ajoutant à la résine, 400 kg, d'abord la farine, 40 kg, (agitation pendant 5 minutes pour casser les gros grumeaux), ensuite une partie du grignon d'olive, 50 kg, (agitation pendant quelques minutes), puis le reste du grignon d'olive, 42 kg, et immédiatement l'eau, puis la craie, 92 kg, (agita tion pendant 10 minutes), enfin l'huile, 8 kg, (agitation pendant quelques minutes). Le mélange ne pose pas de problèmes particuliers. La viscosité est de l'ordre de 45 secondes & 250C et elle évolue peu. Le grammage est de l'ordre de 500 à 590 g/m double face. Des attentes ouvertes de 30 minutes sont admissibles, la viscosité étant stable. On a d'excellents résultats avec des temps de prêpressage de 7 minutes et il n'y a pas de dégradation du collage avec des attentes fermées de 60 minutes, également compte tenu de la stabilité de la viscosité. Le pressage & chaud a lieu sous 12 kg/cm aux températures et pendant les temps ci-après, en fonction de l'épaisseur des panneaux 10 mm 12 mm 15 mm 22 mm 140 C 140 C 150 C 150 C 140 C 7 mn 7 mn 6 mn 6 mn 14 mn Dans ces conditions, il n'y a pas de panneaux soufflés à l'ouverture de la presse à chaud Le temps total d'assemblage est de 1 heure et plus. Les panneaux passent avec succès, pour toutes les épaisseurs, les tests CTB-X et WBP. L'essai de grattage effectué dans les mêmes conditions que dans l'exemple précédent, en comparaison avec des panneaux fabriqués avec le mélange collant classique,montre que la qualité du collage est équivalente, les aspects de grattage étant comparables. L'économie de matière réalisée à grammage égal est de 24 % environ. I1 s'y ajoute les autres économies susindiquées, du fait de la suppression & la fois du traitement et de l'appareillage de traitement des eaux de lavage des encolleuses. Des modifications de détail, du domaine des équivalents techniques, peuvent être apportées aux formules indiquées ci-dessus et aux modes opératoires décrits, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Mélange collant phénolique économique pour contreplaqués contenant une résine formo-phénolique à 40-50 % en poids d'extrait sec, des charges pulvérulentes et de l'eau, carac térisé en ce que, pour 100 parties en poids de ladite résine, il contient 40 à 70 parties en poids de charges pulvérulentes, 15 à 40 parties en poids d'eau et 0,5 à 5 parties en poids d'huile. 2.- Mélange collant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la résine formo-phénolique est à 43-45 % en poids d'extrait sec, et en ce que, pour 100 parties en poids de la résine, les charges pulvérulentes sont constituées par 7 à 10 parties en poids de farine basse de blé, 15 à 25 parties en poids de craie et 15 & 30 parties en poids de charges ligneuses, la proportion d'eau est de 20 à 35 parties en poids, et la proportion d'huile est de 2 à 3 parties en poids. 3.- Mélange collant suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en poids, pour 100 parties de résine formo-phénolique à 43 % en poids d'extrait sec, 8 parties de farine de blé, 27 parties de grignon d'olive, 18 parties de craie, 25 parties d'eau et 3 parties d'huile de vidange de. moteur. 4.- Mélange collant suivant la revendicatiorf 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en poids, pour 100 parties de résine formo-phénolique à 45 % en poids d'extrait sec, 10 parties de farine de blé, 23 parties de grignon d'olive, 23 parties de craie, 23 parties d'eau et 2 parties d'huile de vidange de moteur.