FR2693398A1 - Densification process for softwoods and products obtained by this process. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé de densification des bois tendres tels que par exemple le pin maritime, ainsi que les produits obtenus par ce procédé. The present invention relates to a method of densification of softwoods such as for example maritime pine, as well as the products obtained by this method.
On sait que la dureté et par conséquent la résistance à l'usure des bois sont proportionnelles à leur densité. We know that the hardness and therefore the resistance to wear of wood are proportional to their density.
C'est ainsi qu'un certain nombre d'espèces que l'on désigne généralement sous le terme de "bois tendres" présentent des densités et des duretés insuffisantes pour pouvoir être utilisés dans des conditions où ils sont soumis à des frottements et à des contraintes mécaniques importants. Thus, a certain number of species which are generally designated by the term "softwoods" have densities and hardnesses insufficient to be able to be used under conditions where they are subjected to friction and to significant mechanical stresses.
C'est en particulier le cas des parquets dont l'usage est réservé généralement à des bois durs tels que le chêne. This is particularly the case with parquet floors, the use of which is generally reserved for hardwoods such as oak.
La présente invention vise à modifier les bois tendres, notamment le pin maritime, de manière à augmenter leur densité et leur dureté pour leur permettre d'être utilisés par exemple pour la réalisation de parquets. The present invention aims to modify softwoods, in particular maritime pine, so as to increase their density and hardness to allow them to be used, for example, for the production of parquet floors.
On a déjà imaginé des procédés selon lesquels on soumet le bois à une compression suivie d'un chauffage pour réduire son volume en augmentant sa dureté, mais ces procédés se sont révélés inapplicables dans la pratique en raison du manque de stabilité dimensionnelle des produits obtenus. We have already imagined methods by which the wood is subjected to compression followed by heating to reduce its volume by increasing its hardness, but these methods have proved inapplicable in practice because of the lack of dimensional stability of the products obtained.
La présente invention a pour objet un procédé pour augmenter la dureté des bois tendres en obtenant un produit d'aspect satisfaisant, en particulier sans modification sensible de l'aspect naturel du bois et présentant une bonne stabilité dimensionnelle notamment lors de la reprise d'humidité. The subject of the present invention is a process for increasing the hardness of softwoods by obtaining a product of satisfactory appearance, in particular without appreciable modification of the natural appearance of the wood and having good dimensional stability, in particular when moisture is taken up. .
La présente invention a pour objet un procédé de densification des bois tendres, en particulier du pin maritime, caractérisé par le fait que l'on imprègne le bois à l'aide d'une résine mélamine-formol dans des conditions telles que la polymérisation de cette résine demeure négligeable; que l'on comprime le bois ainsi imprégné de manière à réduire fortement son volume avec une vitesse et un taux limite de compression inférieurs à ceux qui provoquent la détérioration mécanique du bois; puis que l'on provoque la polymérisation puis le séchage du bois ainsi comprimé en le maintenant sous pression à une température d'environ 120 à 1500C pendant une durée suffisante. The subject of the present invention is a process for the densification of softwoods, in particular maritime pine, characterized in that the wood is impregnated with a melamine-formaldehyde resin under conditions such as the polymerization of this resin remains negligible; that the wood thus impregnated is compressed so as to greatly reduce its volume with a speed and a limiting compression rate lower than those which cause the mechanical deterioration of the wood; then the polymerization is brought about, followed by drying of the wood thus compressed by keeping it under pressure at a temperature of approximately 120 to 1500 ° C. for a sufficient duration.
Conformément à l'invention, l'imprégnation du bois peut être réalisée à l'aide d'une résine mélamine-formol telle que celle commercialisée par la Société CECA sous la référence R 4293 ou par la
Société ATOCHEM sous la référence M502 associée au durcisseur H520, ces résines étant diluées dans l'eau à raison d'environ 20 à 100 % de poids d'eau par poids de résine. In accordance with the invention, the impregnation of the wood can be carried out using a melamine-formaldehyde resin such as that sold by the company CECA under the reference R 4293 or by
ATOCHEM company under the reference M502 associated with the hardener H520, these resins being diluted in water at a rate of approximately 20 to 100% by weight of water per weight of resin.
Selon l'invention, la phase de compression du bois correspond avantageusement à une réduction du volume de ce dernier d'au moins environ 40 %. According to the invention, the compression phase of the wood advantageously corresponds to a reduction in the volume of the latter of at least about 40%.
L'imprégnation peut s'effectuer par trempage ou imprégnation sous vide selon les méthodes conventionnelles pendant des durées avantageusement comprises entre 15 minutes et 25 heures. The impregnation can be carried out by soaking or impregnation under vacuum according to conventional methods for durations advantageously between 15 minutes and 25 hours.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les phases de compression et de polymérisation/séchage sont réalisées successivement entre les plateaux chauffants d'une même presse. According to a preferred embodiment of the invention, the compression and polymerization / drying phases are carried out successively between the heating plates of the same press.
On utilise pour cela des plateaux chauffants maintenus à une température comprise par exemple entre environ 120 et 1500C. For this, heating plates are used which are kept at a temperature of, for example, between approximately 120 and 1500 C.
La phase de compression est immédiatement réalisée en resserrant les plateaux de la presse avec une vitesse suffisamment grande pour que le taux de compression recherché soit obtenu avant que la chaleur dégagée par les plateaux de la presse ne provoquent ni le séchage du bois ni une polymérisation significative de la résine mélamine-formol contenue dans le bois. The compression phase is immediately carried out by tightening the press plates with a speed high enough for the desired compression ratio to be obtained before the heat given off by the press plates does not cause the wood to dry out or significantly polymerize. melamine-formaldehyde resin contained in the wood.
C'est ainsi par exemple qu'avec du pin maritime on peut réduire l'épaisseur du bois en cours de traitement d'environ 10 à 20 mm par minute sans provoquer son endommagement mécanique et sans que la chaleur dégagée par les plateaux chauffants de la presse aient pu provoquer une polymérisation significative de la résine mélamine-formol. For example, with maritime pine, the thickness of the wood being treated can be reduced by approximately 10 to 20 mm per minute without causing mechanical damage and without the heat given off by the heating plates of the press could have caused a significant polymerization of the melamine-formaldehyde resin.
Lors de cette phase de compression, la pression exercée par les plateaux de la presse peut varier par exemple de 5 à 10 Mpa. During this compression phase, the pressure exerted by the platens of the press can vary for example from 5 to 10 Mpa.
Conformément à l'invention, le taux de compression relatif, c'est-à-dire la variation d'épaisseur du bois par rapport à son épaisseur initiale peut être par exemple compris entre 40 et 60 %. According to the invention, the relative compression ratio, that is to say the variation in thickness of the wood with respect to its initial thickness, can for example be between 40 and 60%.
Conformément à l'invention, lorsque la compression du bois a été obtenu comme indiqué précédemment, il est maintenu sous pression pendant un temps suffisant pour assurer la polymérisation de la résine mélanine-formol et le séchage du bois, c'est-à-dire l'amener à un taux d'humidité d'environ 4 %. According to the invention, when the compression of the wood has been obtained as indicated above, it is kept under pressure for a time sufficient to ensure the polymerization of the melanin-formaldehyde resin and the drying of the wood, that is to say bring it to a humidity level of around 4%.
Le bois traité conformément au procédé selon l'invention présente l'avantage de posséder une densité élevée qui peut être supérieure à 1 alors que sa densité naturelle est d'environ 0,5. The wood treated according to the method according to the invention has the advantage of having a high density which can be greater than 1 while its natural density is approximately 0.5.
De même, la dureté du bois traité selon l'invention peut s'élever jusqu'à environ 15 Monnin qui est une dureté environ 3 fois supérieure à celle du chêne qui est généralement considéré comme le bois de référence pour les parquets. Similarly, the hardness of the wood treated according to the invention can be up to about 15 Monnin which is a hardness about 3 times higher than that of oak which is generally considered as the reference wood for parquet floors.
Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on on va en décrire maintenant à titre d'illustration plusieurs exemples de mises en oeuvre. In order to better understand the invention, we will now describe by way of illustration several examples of implementation.
La présente invention a également pour objet un bois tendre traité par le procédé selon l'invention, caractérisé par le fait qu'il possède une densité au moins voisine de 1 et une bonne stabilité dimensionnelle. The present invention also relates to a soft wood treated by the method according to the invention, characterized in that it has a density at least close to 1 and good dimensional stability.
Exemple I
On réalise une éprouvette en pin maritime ayant une longueur de 90 mm, une largeur de 55 mm et une épaisseur de 10 mm. Sa densité de 0,53 et sa dureté est de 1.7 Monnin.Example I
A test specimen is produced in maritime pine having a length of 90 mm, a width of 55 mm and a thickness of 10 mm. Its density of 0.53 and its hardness is 1.7 Monnin.
On réalise son imprégnation selon les techniques habituelles à l'aide de la résine vendue par la Société CECA sous la référence R4293 diluée dans un égal volume d'eau. Its impregnation is carried out according to the usual techniques using the resin sold by the company CECA under the reference R4293 diluted in an equal volume of water.
L'imprégnation s'effectue sous vide pendant environ 25 heures. The impregnation is carried out under vacuum for approximately 25 hours.
Le taux d'imprégnation est de 150 %, c'est-à-dire que l'éprouvette de pin maritime a absorbé une fois et demi son propre volume de solution de résine. The impregnation rate is 150%, that is to say that the maritime pine specimen absorbed one and a half times its own volume of resin solution.
Les phases de compression et de polymérisation séchage sont réalisées sur une même presse dont les plateaux sont chauffés à 1200C. The compression and drying polymerization phases are carried out on the same press, the plates of which are heated to 1200C.
Dès son introduction dans la presse, l'éprouvette imprégnée est soumise à une compression par abaissement du plateau supérieur de la presse à la vitesse de 20 mm à la minute jusqu'à l'obtention d'un taux de compression de 52 %, c'est-à-dire une réduction de l'épaisseur de l'éprouvette de 52 Z par rapport à son épaisseur initiale. As soon as it is introduced into the press, the impregnated test piece is subjected to compression by lowering the upper plate of the press at a speed of 20 mm per minute until a compression ratio of 52% is obtained, c that is to say a reduction in the thickness of the test piece by 52% compared to its initial thickness.
L'éprouvette est ensuite maintenue dans la presse à épaisseur constante pendant environ 60 minutes la contrainte maximale est d'environ 5
Mpa.The test piece is then kept in the constant thickness press for approximately 60 minutes the maximum stress is approximately 5
Mpa.
Le produit ainsi obtenu présente une longueur inchangée de 90mm, une largeur de 57mm et une épaisseur de 4,7mm. Sa densité est de 1,05 et sa dureté est de 15 Monnin. The product thus obtained has an unchanged length of 90mm, a width of 57mm and a thickness of 4.7mm. Its density is 1.05 and its hardness is 15 Monnin.
Il présente un bel état de surface et ne comporte aucune coloration indésirable. I1 possède une bonne stabilité dimensionnelle. It has a good surface condition and does not contain any undesirable coloring. I1 has good dimensional stability.
Le gonflement du produit est de 5 Z après immersion 48 heures dans l'eau. Ce gonflement est réversible lors du séchage. The swelling of the product is 5% after 48 hours immersion in water. This swelling is reversible during drying.
Exemple 2
On réalise une éprouvette en pin maritime ayant une longueur de 90 mm, une largeur de 55 mm et une épaisseur de 10 mm. Sa densité est de 0,53 et sa dureté de 1,7 Monnin.Example 2
A test specimen is produced in maritime pine having a length of 90 mm, a width of 55 mm and a thickness of 10 mm. Its density is 0.53 and its hardness 1.7 Monnin.
On réalise son imprégnation sous vide à l'aide de la résine M502, diluée à 20 Z en eau, et du durcisseur H520, mélangée à la résine et à l'eau à raison de 0,5 % de durcisseur. Ces produits sont commercialisés par la
Société ATOCHEM.Its impregnation is carried out under vacuum using the resin M502, diluted to 20 Z in water, and the hardener H520, mixed with the resin and with the water at the rate of 0.5% of hardener. These products are marketed by
ATOCHEM company.
L'imprégnation sous vide dure environ 2 heures. The impregnation under vacuum lasts approximately 2 hours.
Le taux d'imprégnation est de 100 Z environ. Les plateaux sont à une température de 140"C. La vitesse de compression est de 10mm/mn, jusqu'à un taux de compression de 50 %. La contrainte induite est d'environ 5 Mpa. The impregnation rate is approximately 100%. The plates are at a temperature of 140 "C. The compression speed is 10mm / min, up to a compression rate of 50%. The induced stress is approximately 5 Mpa.
Le produit obtenu a une longueur de 90 mm, une largeur de 57 mm et une épaisseur de 5 mm. Sa densité est de 1,06 et sa dureté de 15,5 Monnin. The product obtained has a length of 90 mm, a width of 57 mm and a thickness of 5 mm. Its density is 1.06 and its hardness 15.5 Monnin.
La stabilité est bonne, de l'ordre de 4 Z après 48 heures d'immersion dans l'eau et de 8,7 Z après 96 heures. Ce gonflement est réversible par séchage. The stability is good, of the order of 4 Z after 48 hours of immersion in water and 8.7 Z after 96 hours. This swelling is reversible on drying.
Exemple 3
On réalise une éprouvette en pin maritime ayant une longueur de 90 mm, une largeur de 55 mm et une épaisseur de 10 mm. Sa densité est de 0,48 et sa dureté de 1,5 Monnin.Example 3
A test specimen is produced in maritime pine having a length of 90 mm, a width of 55 mm and a thickness of 10 mm. Its density is 0.48 and its hardness is 1.5 Monnin.
On réalise son imprégnation sous vide à l'aide de la résine R4293 commercialisée par la Société CECA, diluée à 100 Z en eau. Its impregnation is carried out under vacuum using the resin R4293 sold by the company CECA, diluted to 100 Z in water.
L'imprégnation sous vide dure environ 1 heure. Impregnation under vacuum lasts approximately 1 hour.
Le taux d'imprégnation est de 100% environ. Les plateaux de la presse sont à une température de 140"C. La vitesse de compression est de 5mm/mn, jusqu' à un taux de compression de 55 Z. La contrainte induite est d'environ 7 Mpa. The impregnation rate is approximately 100%. The press plates are at a temperature of 140 "C. The compression speed is 5mm / min, up to a compression rate of 55 Z. The induced stress is approximately 7 Mpa.
Le produit obtenu a une longueur de 90 mm, une largeur de 56 mm et une épaisseur de 4,5 mm. Sa densité est de 1,08 et sa dureté de 16,5 Monnin. The product obtained has a length of 90 mm, a width of 56 mm and a thickness of 4.5 mm. Its density is 1.08 and its hardness is 16.5 Monnin.
La stabilité est bonne, de l'ordre de 4 Z après 48 heures d'immersion dans l'eau. Ce gonflement est réversible. The stability is good, of the order of 4% after 48 hours of immersion in water. This swelling is reversible.
Des résultats similaires sont obtenus avec d'autres essences de bois tendres tels que le peuplier, le frêne ou le hêtre. Similar results are obtained with other soft wood species such as poplar, ash or beech.
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