FR2883777A1 - Procede et systeme pour impregner une matiere poreuse par un liquide d'impregnation - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un système pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation. Ledit procédé comprenant l'étape de dégazer ladite matière poreuse en la chauffant. Ledit procédé comprenant en outre l'étape de faire migrer ledit liquide d'imprégnation au sein de ladite matière poreuse en refroidissant cette dernière. Après un tel dégazage thermique, les gaz gênants initialement contenus dans les fibres ou particules et dans les pores de ladite matière poreuse sont évacués et ne s'opposent plus à l'arrivée ultérieure du liquide d'imprégnation, si bien que la pression atmosphérique est alors suffisante pour provoquer ladite migration du liquide d'imprégnation.

Description

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Procédé et système pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation. Applications à l'imprégnation de fibres cellulosiques. La présente invention concerne un procédé et un système pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation.

L'invention concerne aussi les applications dudit procédé et système notamment à l'imprégnation de fibres cellulosiques.

Les techniques d'imprégnation traditionnelles sont une combinaison de dégazage préalable du bois par le vide, et d'imprégnation sous une pression qui peut aller jusqu'à plusieurs dizaines d'atmosphères.

Inconvénient du dégazage par le vide Un dégazage sous vide a une efficacité très faible: le bois est très poreux de nature ce qui rend son dégazage à coeur par simple aspiration avec le vide d'une lenteur extrême.

De plus il est une source de vapeur d'eau quasi inépuisable: en moyenne 100 fois plus importante en volume que l'air que l'on cherche à éliminer.

A titre d'exemple après une journée sous vide, une pièce de résineux de 5 cm de longueur de fibre n'est pas dégazée de façon très utile pour l'imprégnation: l'imprégnation à la pression atmosphérique qui s'ensuit ne s'effectue que sur 20-30 % du volume du bois.

De fait, ceux qui emploient cette technique travaillent avec des vides approximatifs puisque cela n'est pas déterminant pour la qualité du dégazage.

Inconvénient de la technique d'imprégnation sous pression Par une imprégnation sous pression, l'air résiduel est comprimé et laisse non imprégné au minimum une proportion Po / P du bois. En pratique une proportion beaucoup plus grande reste non imprégnée car dans les pores du bois l'air forme des bulles qui font office de bouchons.

Dans la difficulté d'imprégnation, la longueur des fibres joue un rôle premier et l'épaisseur du bois normalement aux fibres un rôle second.

2883777 2 Il en résulte que ces techniques traditionnelles parviennent très difficilement à imprégner le bois à coeur.

Les inventeurs ont découvert depuis une nouvelle technique d'imprégnation du bois permettant d'une façon générale de simplifier l'équipement d'imprégnation en rendant secondaire l'usage du vide et de la pression.

Ils ont découvert qu'il est possible d'utiliser utiliser des dégazages thermiques ne nécessitant pas l'usage du vide.

Les inventeurs ont ainsi résolu un problème dont les implications industrielles sont considérables.

Par ce procédé, la pression atmosphérique suffit alors à imprégner le bois à coeur, même les résineux, pourvu qu'il soit suffisamment dégazé alors qu'une pression d'imprégnation même élevée ne peut compenser un dégazage insuffisant.

Procédé et système pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation.

Le procédé selon l'invention pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation, comporte au moins les étapes suivantes.

- L'étape 1 a pour objet de dégazer ladite matière poreuse en la chauffant.

- L'étape 2 a pour objet de faire migrer ledit liquide d'imprégnation au sein de ladite matière poreuse en refroidissant cette dernière. L'étape 1 sera ci-après appelée l' étape de dégazage .

On constate que suite à l'étape de dégazage, les gaz gênants initialement contenus dans les fibres ou particules et dans les pores de ladite matière poreuse sont évacués et ne s'opposent plus à l'arrivée ultérieure du liquide d'imprégnation.

Dans le cas du bois l'étape 1 peut durer de quelques minutes à quelques semaines et la température de chauffage peut aller jusqu'à 180 C. Le refroidissement de l'étape 2 peut se faire par refroidissement spontané.

2883777 3 Avantageusement le procédé comprend en outre une étape préalable d'absorption d'une substance en phase vapeur par ladite matière poreuse. On constate alors que ladite substance en phase vapeur imprègne les fibres ou les particules de ladite matière poreuse par diffusion et absorption; ce qui conduit à la formation d'une solution solide.

De préférence, pour dégazer ladite substance poreuse lors de l'étape 1: on place ladite matière poreuse dans une enceinte étanche, -par une ébullition au reflux, on fait circuler les vapeurs d'un composé de dégazage dans ladite enceinte.

On constate alors que, sans utiliser de pompe, le reflux évacue les gaz gênants diffusés et que le composé de dégazage les remplace au sein de ladite matière poreuse.

De préférence, ladite matière poreuse contenant sous forme de solution solide et dans les pores une substance à évacuer, ledit procédé est tel que les vapeurs dudit composé de dégazage circulent à une température aussi élevée que possible sans toutefois dégrader la matière poreuse pour que ladite substance à évacuer soit vaporisée d'autant plus rapidement.

De préférence, pendant l'étape de dégazage une ventilation est effectuée dans l'enceinte.

On constate alors que la température est homogène dans l'enceinte et que la vitesse de dégazage est homogène pour les différentes parties de la matière poreuse.

Avantageusement ledit composé de dégazage a des vapeurs se condensant à une température supérieure ou égale à la température ambiante.

On constate alors que, lors de l'étape 2, la température ambiante suffit à faire condenser les vapeurs dudit composé de dégazage présentes dans les pores de ladite matière poreuse.

Avantageusement également, pour dégazer ladite matière poreuse lors de l'étape 1 on procède selon la méthode dite de dégazage rapide suivante: 2883777 4 on place ladite matière poreuse dans une enceinte, -on fait baigner ladite matière poreuse dans le composé de dégazage liquide porté à ébullition jusqu'à imprégnation totale de ladite matière poreuse, on retire le composé de dégazage liquide en surplus, on ferme l'enceinte de manière à ce que l'air extérieur ne puisse pas entrer tout en permettant l'échappement des vapeurs en surpression, on chauffe ladite matière poreuse au-delà de la température d'ébullition dudit composé de dégazage.

On constate alors que le composé de dégazage est vaporisé et diffuse rapidement dans la matière poreuse en en chassant lesdits gaz gênants.

De préférence, l'étape 2 consistant à faire migrer ledit liquide d'imprégnation comporte au moins les sous étapes suivantes: - la sous étape 2.1 qui consiste à fermer l'enceinte hermétiquement alors qu'elle ne contient comme gaz que des vapeurs dudit composé de dégazage, en permettant toutefois l'arrivée dans l'enceinte uniquement dudit liquide d'imprégnation ou de sa vapeur.

- la sous étape 2.2 qui consiste à laisser parvenir le liquide d'imprégnation dans l'enceinte, par exemple en ouvrant une vanne - la sous étape 2.3 qui consiste à refroidir l'enceinte ainsi préparée, à la température de condensation dudit composé de dégazage.

On constate alors que la condensation des vapeurs dudit composé de dégazage créée une dépression - d'une part dans l'enceinte ce qui y fait arriver ladite substance d'imprégnation, - d'autre part au sein de ladite matière poreuse ce qui la fait pénétrer en son sein.

Avantageusement, ledit composé de dégazage est caractérisé en ce qu'à la 5 pression atmosphérique, la température de condensation de sa vapeur est supérieure à la température de solidification dudit liquide d'imprégnation. On constate alors que ledit liquide d'imprégnation n'est pas solidifié lorsque lors de l'étape 2.3 l'on refroidit l'ensemble à la température de condensation des vapeurs du composé de dégazage pour que la migration débute.

De préférence, pour faire migrer le liquide d'imprégnation au sein de la matière poreuse: - on fait d'abord absorber la vapeur du liquide d'imprégnation à la matière poreuse, et/ou, on fait pénétrer au sein de la matière poreuse ledit liquide d'imprégnation à une température inférieure de quelques degrés ou égale à sa température d'ébullition.

On constate alors que dans le cas d'une matière poreuse qui rétrécit au séchage ou au dégazage, les contraintes qui apparaissent lors de la pénétration du liquide d'imprégnation dans ladite matière poreuse sont bien amoindries et ne fendent ni ne déforment plus ladite matière poreuse. De préférence, l'arrivée dudit liquide d'imprégnation dans ladite enceinte immerge ladite matière poreuse.

On constate alors que par la suite aucun gaz ne pénètre ladite matière poreuse.

De préférence; ladite matière poreuse étant constituée de copeaux ou de feuilles minces; pour dégazer ladite matière poreuse et faire migrer au sein de celle-ci le liquide d'imprégnation: on place ladite matière poreuse dans une enceinte, - on fait baigner ladite matière poreuse dans le liquide d'imprégnation qui, servant également de composé de dégazage liquide, est porté à ébullition, de préférence au reflux, jusqu'à imprégnation totale de ladite matière poreuse.

2883777 6 Ainsi les deux étapes dégazage et migration du liquide d'imprégnation sont regroupées en une seule et de plus le reflux permet de récupérer le solvant et d'éviter une concentration de la solution d'imprégnation.

De préférence, l'étape consistant à faire migrer le liquide d'imprégnation au sein de la matière poreuse est poursuivie en outre par une étape supplémentaire pendant laquelle la matière poreuse repose dans le liquide d'imprégnation.

Ainsi le liquide d'imprégnation a suffisamment de temps pour imprégner à coeur ladite matière poreuse.

De préférence également, ladite étape supplémentaire de repos est effectuée à une température réduite. On constate alors que cela a pour conséquence que le gaz résiduel présent dans la matière poreuse (air, CO2, ou autre) étant sensiblement plus soluble à froid, il s'oppose moins à la migration dudit liquide d'imprégnation dans la matière poreuse.

De préférence, on effectue le dégazage de l'étape 1 à basse ou moyenne température.

On constate alors le traitement ci-dessus défini ne dégrade pas l'apparence et les caractéristiques physico-mécaniques de la matière poreuse. Avantageusement ledit liquide d'imprégnation est constitué d'une substance active en solution dans un liquide porteur.

On peut alors, à l'aide dudit liquide porteur, imprégner ladite matière poreuse (i) d'une substance active qui n'est pas liquide aux conditions de température et de pression auxquelles débute ladite migration; et (ii) d'une substance active diluée à une concentration particulière.

De préférence encore, ladite migration est effectuée dans l'enceinte à une pression inférieure ou proche de la pression atmosphérique.

De préférence encore, pour effectuer ladite migration, la pression utilisée dans ladite enceinte est la pression atmosphérique.

On évite alors l'usage d'une surpression classique dans les autres procédés 2883777 7 qui sont ainsi plus complexes et plus coûteux.

De préférence, ledit procédé comporte en outre l'étape finale 3 de faire évaporer le liquide porteur contenu dans les pores et les fibres de la matière poreuse.

On constate alors que la substance active est absorbée au sein des fibres ou particules de la matière poreuse et que les pores de la matière poreuse ne contiennent plus de liquide d'imprégnation.

De préférence également, pour faire évaporer le liquide porteur contenu par les pores de la matière poreuse, on chauffe à basse et moyenne température.

Ainsi ladite évaporation du liquide porteur est effectuée sans dégradation de l'apparence et des caractéristiques physico-mécaniques de la matière poreuse imprégnée.

Avantageusement, le système selon l'invention pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation comprend au moins les éléments ciaprès: une enceinte recevant la matière poreuse à imprégner, ladite enceinte étant dotée d'un orifice d'échappement des vapeurs du composé de dégazage équipé d'une valve anti-retour, d'un orifice permettant l'introduction du condensas des vapeurs du composé de dégazage, d'un orifice permettant l'introduction d'un liquide d'imprégnation, lesdits orifices pouvant être fermés hermétiquement, - des moyens permettant l'introduction du liquide d'imprégnation sans air additionnel, - des moyens de chauffage de ladite enceinte, - d'une sonde thermique mesurant la température de la paroi de l'enceinte, - des moyens de régulation de la température et/ou du chauffage de l'enceinte, - d'un condenseur condensant les vapeurs du composé de dégazage.

2883777 8 Avantageusement, le système selon l'invention comprend en outre: un bain d'huile en contact avec la paroi de l'enceinte, - et/ou une isolation thermique de la paroi de l'enceinte et de son couvercle.

On constate alors que la température à la surface de l'enceinte est répartie uniformément.

L'invention concerne également les applications d'un tel procédé à l'imprégnation: a) d'une matière poreuse sèche, b) de matière constituée de fibres cellulosiques, c) de copeaux, d) d'une matière constituée de fibres cellulosiques par un liquide d'imprégnation: - stabilisant dimensionnellement ladite matière vis-à-vis de variations de taux d'humidité de l'environnement, - et/ou protégeant ladite matière des attaques d'organismes vivants - et/ou ignifugeant ladite matière, et/ou colorant ladite matière - et/ou renforçant la structure du bois tel qu'une résine.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de variantes de réalisation de l'invention, données à titre d'exemple indicatif et non limitatif, ainsi qu'à la lecture des exemples d'expérimentations ayant permis de valider le procédé d'imprégnation, objet de la présente invention. La description se réfère au dessin annexé dans lesquel: - la figure 1 représente une vue d'une variante de réalisation du système d'imprégnation.

Schéma général du système On va maintenant décrire, en se référant à la figure 1 un exemple de 2883777 9 réalisation d'un système permettant (i) d'imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation, (ii) d'appliquer ce procédé à l'imprégnation de fibres cellulosiques.

Le système comprend un dispositif 1 contenant la matière poreuse à imprégner et capable d'assurer une étanchéité.

Dans le cas de la variante décrite en se référant à la figure 1, ledit dispositif 1 est une enceinte d'imprégnation munie d'un couvercle à joint torique. Ledit dispositif 1 baigne dans un bain 2 permettant d'obtenir une température homogène de la paroi de l'enceinte 1.

Dans le cas de la variante décrite en se référant à la figure 1, le bain 2 est un bain d'huile.

Un dispositif de chauffage 3 complété d'un dispositif de réglage de la température 4 permet de mettre le bain 2 et l'enceinte 1 à la température désirée.

Dans le cas de la variante décrite en se référant à la figure 1, le dispositif de chauffage 3 est une plaque chauffante électrique, et le dispositif de réglage de la température 4 est constitué d'une sonde thermique à gaz actionnant à distance un interrupteur-régulateur.

Une sonde thermique 5 est adjointe au dispositif de chauffage 3 et de réglage de la température 4 pour permettre de réguler la température du bain 2 et donc de l'enceinte 1.

Un condenseur 6 est relié à la sortie de l'enceinte 1. Il permet lors de l'étape 1 de condenser et de récupérer les vapeurs du composé de dégazage, et lors de l'étape 3 de condenser et de récupérer les vapeurs du liquide d'imprégnation.

Dans le cas de la variante décrite en se référant à la figure 1, le condenseur 6 est constitué d'un tube refroidi à l'air ou à l'eau.

Dans le cas de la variante décrite en se référant à la figure 1, La vanne trois voies 7 située sous le condenseur 6 permet soit d'assurer le retour du 10 condensas, soit de permettre l'aspiration du liquide d'imprégnation ainsi que l'évacuation de son surplus; la vanne simple 9 permet de laisser passer les vapeurs du composé de dégazage auxquelles sont mélangées les gaz gênants.

La valve anti-retour 8 permet l'évacuation des gaz de la matière poreuse qui en inhibent l'imprégnation sans laisser entrer d'air extérieur.

La vanne 10 permet le retour du condensas dans la cuve et de fermer celleci indépendamment de la vanne 7.

Expérimentation Afin d'illustrer une variante de réalisation -d'un procédé et d'un système selon l'invention pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation et de son application à l'imprégnation de fibres cellulosiques, les expériences suivantes ont été réalisées.

Méthode d'imprégnation Dégazage L'air est présent entre et dans les fibres; il doit impérativement être éliminé du bois car sa présence est très défavorable à la pénétration du liquide d'imprégnation. Le CO2 est également présent essentiellement sous forme de solution solide dans les fibres et secondairement sous forme de gaz entre les fibres; il est défavorable à la pénétration du liquide d'imprégnation mais y étant plus soluble que l'air, il est tout de même moins gênant.

On appelle cette opération d'élimination de l'air et du CO2 le dégazage . Ce dégazage s'opère par une circulation au reflux d'un composé de dégazage produisant un gaz condensable, par exemple de la vapeur d'eau ou d'alcool: ébullition du composé de dégazage produisant le gaz condensable, circulation du gaz condensable dans l'enceinte, condensation dans la colonne, éventuellement retour dans une enceinte de stockage intermédiaire, retour à l'ébullition. Avantageusement l'ébullition se fait dans l'enceinte 2883777 11 d'imprégnation 1.

L'enceinte d'imprégnation est maintenue au minimum à quelques degrés au dessus de la température d'ébullition du composé de dégazage et sans inconvénient jusqu'à 180 C dans le cas du bois. Plus la température est élevée et plus les débits de CO2 et d'air émis par le bois sont élevés. De plus, plus la température est élevée et plus la proportion du CO2 est élevée par rapport à l'air dans le gaz émis.

A titre indicatif, dans un litre de bois il y a plusieurs litres de gaz de CO2 et peut-être moins d'un litre d'air.

De préférence, le dégazage est considéré comme suffisant à partir du moment où la proportion de CO2, dosée par une méthode connue en soi dans le gaz évacué après condensation de l'eau, se stabilise à un maximum. De façon classique cette stabilisation du taux de CO2 se produit au bout de quelques jours pour des pièces de bois de quelques cm de longueur de fibre.

Il est remarquable que cette proportion stabilisée de CO2 croisse avec la température. Ce maximum est couramment d'environ 95% pour une température aux alentours de 100 C et peut atteindre 98% pour des températures plus élevées comme 140 C.

Emploi d'une enceinte étanche De préférence, pour effectuer un bon dégazage, on assure une excellente étanchéité de l'enceinte, surtout en fin de dégazage soit en fin d'étape 1. Dans le cas de dégazage en dépression, l'étanchéité de l'enceinte doit être encore meilleure. Une entrée d'air minime, comme par exemple un volume égal à quelques pourcents de celui du bois à traiter, a pour effet d'inhiber la pénétration du liquide. Lors de l'étape 3, à partir du moment où le bois est entièrement plongé dans le liquide d'imprégnation, l'étanchéité cesse d'être utile.

Température homogène lors du dégazage Avantageusement, lors du dégazage la température dans l'enceinte est 2883777 12 rendue homogène de telle sorte que la durée de l'opération soit minimale. Dans ce but une ventilation des vapeurs du composé de dégazage dans l'enceinte est avantageusement mise en place dès que le nombre de pièces est important.

Dégazage rapide Dans une variante concernant des pièces, notamment de bois, de dimension d'au moins quelques centimètres ledit procédé est appliqué avec les précisions suivantes.

Pour le dégazage de l'étape 1 on utilise la méthode dite de dégazage rapide: on immerge le bois dans le composé de dégazage liquide et on fait bouillir jusqu'à absorption totale, dégazage et absorption de ce liquide s'opérant de concert, typiquement pendant une durée de 24h.

Puis on laisse en attente dans ce liquide 24h minimum, plus n'étant ni utile ni nuisible. Ensuite on retire le composé de dégazage en excès, par exemple par siphonage. Enfin on chauffe l'enceinte de façon à provoquer l'évaporation de ce composé, tout en empêchant toute rentrée d'air dans l'enceinte, par exemple à l'aide de la valve anti-retour 8 et/ou à l'aide d'une cuve à eau.

Faire parvenir la solution d'imprégnation dans l'enceinte Pour faire parvenir la solution d'imprégnation dans l'enceinte 1, on ferme le robinet de sortie des gaz et on ouvre le robinet d'entrée du liquide d'imprégnation. L'enceinte où se trouve le bois est ensuite refroidie ce qui a pour effet de contracter puis de condenser ledit gaz condensable de l'étape 1, provoquer une dépression et la pénétration du liquide d'imprégnation dans l'enceinte d'imprégnation 1. Ce liquide pénètre alors dans le bois selon le même mécanisme, c'est-à-dire par contraction et condensation du gaz condensable dans le bois même.

Précaution pour faire pénétrer la solution d'imprégnation De préférence également, lors de l'étape 2, selon l'épaisseur du bois, à partir 2883777 13 de 2 cm d'épaisseur pour les bois tendres, et environ deux fois moins pour les bois durs, pour éviter les fentes internes - on fait parvenir de la vapeur du liquide d'imprégnation, en général de l'eau, pour que le bois l'absorbe doucement sans toutefois compromettre la dépression créé ultérieurement et nécessaire à l'imprégnation.

- on laisse refroidir le bois à la température d'ébullition du liquide d'imprégnation et on maintient de préférence cette température au moins une heure pour que la vapeur ait le temps de bien pénétrer le bois. Avantageusement, le bois est calé dans l'enceinte pour éviter qu'il ne flotte à la surface du liquide d'imprégnation, même si ce liquide arrive en quantité suffisante pour remplir toute l'enceinte. En effet la dépression qui fait parvenir le liquide amène aussi de petites quantités d'air extérieur, suffisantes pour gêner l'imprégnation du bois situé en haut de l'empilement si celui-ci n'est pas rapidement recouvert par le liquide.

Avantageusement également, on effectue une ébullition du liquide d'imprégnation de telle sorte que l'air dissout dans ce liquide soit évacué préalablement à ce qu'on fasse parvenir ledit liquide dans l'enceinte. Simplification pour des objets de faible épaisseur Pour des copeaux ou planchettes, notamment de bois, d'une épaisseur assez faible, par exemple inférieure à 2 voire 3 mm, il est avantageux d'utiliser la méthode dite de dégazage rapide tout en regroupant les étapes 1 et 2 en une seule, le liquide d'imprégnation faisant également office de composé de dégazage.

Ces objets de faible épaisseur s'imprègnent ainsi par ébullition directe de 24 heures dans la solution, après humidification totale mais sans dégazage préalable, quelque soit la longueur et l'essence du bois.

Dans le cas de copeaux pour panneaux d'aggloméré, l'opération totale ébullition plus refroidissement - dure 1/2 heure. Des fils cellulosiques ou des tissus de coton s'imprègnent par simple trempage.

2883777 14 Repos dans la solution Avantageusement, après le refroidissement, le bois est soumis à une période de repos plongé dans le liquide d'imprégnation afin de laisser le temps au liquide d'imprégner le bois.

Cette période de repos dépend de la taille de l'objet à imprégner, des variantes de la technique, des essences de bois utilisées, sachant que les résineux sont plus difficiles que les feuillus, et de la concentration du liquide d'imprégnation en produit actif, sachant également que l'imprégnation est d'autant plus longue à effectuer la concentration est élevée.

Dans le cas de l'eau, cette période de repos va de quelques minutes pour les copeaux à plusieurs semaines pour les cas les plus difficiles. Pour des morceaux de deux centimètres d'épaisseur, 24 heures sont un minimum, 12 heures sont clairement insuffisantes.

De même, le temps d'imprégnation dépend beaucoup de l'essence du bois considéré : par exemple l'essence de cèdre du Kenya est encore plus lente à imprégner que celle du cèdre aromatique, et le chêne est une des essences les plus rapides.

Une période de repos plus ou beaucoup plus longue que nécessaire n'est ni utile ni nuisible.

Repos à température réduite Avantageusement, lors de l'étape 3, le bois repose dans une solution d'imprégnation dont la température a été réduite, par exemple, juste au dessus de la température de cristallisation, ce qui a pour effet de réduire le temps nécessaire à l'imprégnation qui par exemple peut passer de 7 jours dans le cas de 18 C à 5 jours dans le cas de 0 C.

Dégazage à basse et moyenne température Dans le but de préserver l'élasticité de la fibre, laquelle diminue lors de chauffages prolongés, la température employée pour les vapeurs du 15 composé de dégazage sera de préférence la plus basse possible lors du dégazage.

Avantageusement, on utilise un liquide plus volatil que l'eau, comme par exemple de l'alcool ou du white-spirit, et/ou des pressions inférieures à la pression atmosphérique, ce qui diminue la température de condensation du liquide utilisé et donc celle à laquelle le bois est soumis.

Si la température utilisée pour les vapeurs du composé de dégazage donne une pression de vapeur saturante inférieure à la pression atmosphérique, il est nécessaire de créer une dépression et d'utiliser une pompe à vide à l'extrémité du condenseur pour en extraire l'air et le CO2 qui y apparaît. Avantageusement on effectue donc le dégazage à une température juste supérieure de quelques degrés Celsius à la température d'ébullition du composé de dégazage utilisé (vapeur d'eau, d'alcool...) à pression atmosphérique normale ce qui permet d'éviter l'utilisation d'une pompe à vide et diminue les contraintes d'étanchéité.

Séchage L'étape d'imprégnation a permis de faire parvenir le produit actif au coeur du bois, mais celui-ci se trouve alors également imprégné du liquide porteur du produit actif Un séchage à basse température ou à température progressive est tout d'abord effectué de façon à ce que le liquide d'imprégnation ne soit pas évacué du bois par la pression du gaz résiduel dans le bois.

Un séchage à température plus élevée est ensuite effectué pour évacuer le liquide porteur en excédent dans le bois.

Ces séchages sont effectués selon les méthodes classiques: à basse, moyenne ou haute température, cette dernière étant bien sûr la plus rapide. Ces considérations sont vraies quelques soient les liquides porteurs du produit actif, dont des liquides autres que l'eau.

Le bois est séché de ce liquide porteur en atmosphère de sa vapeur; dans le 2883777 16 cas de l'eau avantageusement à une température supérieure à 105 C pour ne pas être trop lent, et inférieure à 160 C pour ne pas risquer de décomposition du bois. On opère nécessairement jusqu'à arrêt total de la sortie de vapeur du bois sans quoi, si le séchage est arrêté plus tôt, 5 minutes avant par exemple, certaines pièces de bois n'auront pas atteint le séchage total et seront mal imprégnées. En revanche le séchage peut sans inconvénient durer quelques heures de plus après l'arrêt total de la sortie de vapeur du bois. Cet arrêt de la sortie de vapeur du bois est d'autant plus franc et donc

facilement appréciable que la température est élevée, mais il n'est en aucun cas difficile d'être sûr de l'avoir dépassé, les tuyaux de sortie devenant alors froids par absence de sortie de vapeur.

La vapeur sort en échappement libre ou est envoyée sur un condenseur. La pression est quasiment celle de l'extérieur et on prend grand soin à ce qu'il n'y ait pas de retour d'air dans l'enceinte.

De préférence, dans le cas de températures de séchage élevées, proches de 160 C, le séchage commence doucement par une montée progressive en température pour éviter des fentes externes du bois. Par exemple on monte de 100 C à 160 C en 10 heures.

Séchage à basse et moyenne température Dans le but de préserver l'élasticité de la fibre, laquelle diminue lors de chauffages prolongés, la température employée pour le séchage sera de préférence la plus basse possible. Un exemple extrême est celui des luthiers qui tiennent à préserver toute la qualité du bois, et qui ont l'habitude de sécher le bois sans dépasser 35 C à 40 C au grand maximum.

Utilisation d'un bois humide Avantageusement, le bois à traiter par ledit procédé est aussi humide que possible, c'est à dire que ses fibres sont saturées d'eau, sans toutefois que le bois soit mouillé, ce qui correspond à 30% d'eau en masse habituellement.

2883777 17 Pour un résultat parfait, c'est à dire une imprégnation finale bien à coeur, on peut même avantageusement utiliser du bois vert.

Utilisation d'un bois sec Dans le cas d'un bois qui n'est même pas humide c'est-à-dire dont les fibres ne contiennent que peu d'humidité, le dégazage prend plus de temps que dans le cas où le bois est saturé d'humidité : jusqu'à plusieurs semaines pour des pièces de quelques centimètres. On commence donc avantageusement par l'humidifier à saturation par une méthode connue en soi, par exemple en le plaçant dans une atmosphère humide, avantageusement à 100 C car à froid cette étape préalable peut être très lente, par exemple deux mois pour 8 cm de longueur de fibre. Toutefois, dans le cas de copeaux et de feuilles de bois suffisamment fines, par exemple d'une épaisseur inférieure ou égale à environ 3 mm, cette humidification préalable n'est pas réellement nécessaire.

A titre d'exemple de fibres cellulosiques qui ont été imprégnées par la méthode décrite ci-dessus, on peut citer: le bois, des fils cellulosiques. A titre d'exemple de substances imprégnantes qui ont été utilisées par la méthode décrite ci-dessus, on peut citer: une substance insecticide, par exemple du pyrèthre, une substance antibactérienne, une substance fongicide, une substance colorante, par exemple de l'amarante ou le brou de noix, une substance stabilisante des dimensions du bois vis-à-vis de l'humidité.

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Claims (26)

Revendications

1. Procédé pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation, ledit procédé comportant au moins les étapes: - de dégazer ladite matière poreuse en la chauffant, - de faire migrer ledit liquide d'imprégnation au sein de ladite matière poreuse en refroidissant cette dernière, de sorte que les gaz gênants initialement contenus dans les fibres ou particules et dans les pores de ladite matière poreuse soient évacués afin qu'ils ne s'opposent plus à l'arrivée ultérieure du liquide d'imprégnation.

2. Procédé selon la revendication 1 tel qu'il comporte en outre une étape préalable d'absorption d'une substance en phase vapeur par ladite matière poreuse de sorte que ladite substance imprègne les fibres ou les particules de ladite matière poreuse par diffusion et absorption; ce qui conduit à la formation d'une solution solide.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 tel que pour dégazer ladite substance poreuse: on place ladite matière poreuse dans une enceinte étanche, - par une ébullition au reflux, on fait circuler les vapeurs d'un composé de dégazage dans ladite enceinte, de sorte que, sans utiliser de pompe, le reflux évacue les gaz gênants diffusés et que le composé de dégazage les remplace dans ladite matière poreuse.

4. Procédé selon la revendication 3; ladite matière poreuse contenant sous forme de solution solide ou dans les pores une substance à évacuer; ledit procédé étant tel que - les vapeurs dudit composé de dégazage circulent à une température aussi élevée que possible sans toutefois dégrader la matière poreuse, de sorte que, sans utiliser de pompe, la substance à évacuer de ladite matière 2883777 19 poreuse soit rapidement vaporisée et remplacée au sein de celle-ci par ledit composé de dégazage.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendication 3 ou 4 tel que lors de l'étape de dégazage une ventilation est effectuée dans l'enceinte, de sorte que la température soit homogène dans l'enceinte et que la vitesse de dégazage soit homogène pour les différentes parties de la matière poreuse.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 tel que ledit composé de dégazage a des vapeurs se condensant à une température supérieure ou égale à la température ambiante, de sorte que, au moment de l'imprégnation, la température ambiante suffise à faire condenser les vapeurs dudit composé de dégazage présentes dans les pores de ladite matière poreuse.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 tel que pour dégazer ladite matière poreuse: - on place ladite matière poreuse dans une enceinte, - on fait baigner ladite matière poreuse dans un composé de dégazage liquide porté à ébullition jusqu'à imprégnation totale de ladite matière poreuse, - on retire le composé de dégazage liquide en surplus, on ferme l'enceinte de manière à ce que l'air extérieur ne puisse pas entrer tout en permettant l'échappement des vapeurs en surpression, - on chauffe ladite matière poreuse au-delà de la température d'ébullition dudit composé de dégazage, de sorte que rapidement le composé de dégazage produise des vapeurs et diffuse dans la matière poreuse en en chassant lesdits gaz gênants.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ladite étape de migration comportant au moins les sous-étapes suivantes: -sous-étape 1, on ferme l'enceinte hermétiquement alors qu'elle ne 2883777 20 contient comme gaz que des vapeurs dudit composé de dégazage, en permettant toutefois l'arrivée dans l'enceinte uniquement dudit liquide d'imprégnation ou de sa vapeur, sous-étape 2, on laisse parvenir le liquide d'imprégnation dans l'enceinte sous-étape 3, on refroidit l'enceinte ainsi préparée, à la température de condensation dudit composé de dégazage, de sorte que la condensation des vapeurs dudit composé de dégazage créée une dépression, d'une part dans l'enceinte ce qui y fait arriver ladite substance d'imprégnation, d'autre part au sein de ladite matière poreuse ce qui la fait pénétrer en son sein.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 tel que, à la pression atmosphérique, la température d'ébullition dudit composé de dégazage est supérieure à la température de solidification dudit liquide d'imprégnation, de sorte que ledit liquide d'imprégnation ne soit pas solidifié lorsque l'on refroidit l'ensemble à la température de condensation des vapeurs du composé de dégazage pour que la migration débute.

10. Procédé selon la revendication 9 tel que pour faire migrer le liquide d'imprégnation au sein de la matière poreuse: on fait d'abord absorber la vapeur du liquide d'imprégnation à la matière poreuse, et/ou, on fait pénétrer au sein de la matière poreuse ledit liquide d'imprégnation à une température inférieure de quelques degrés ou égale à sa température d'ébullition, de sorte que dans le cas d'une matière poreuse qui rétrécit au séchage ou au dégazage, les contraintes qui apparaissent lors de la pénétration du liquide 2883777 21 d'imprégnation dans ladite matière poreuse sont bien amoindries et ne fendent ni ne déforment plus ladite matière poreuse.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 10 tel que l'arrivée dudit liquide d'imprégnation dans ladite enceinte immerge 5 ladite matière poreuse, de sorte que par la suite aucun gaz ne puisse pénétrer ladite matière poreuse.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2; ladite matière poreuse étant constituée de copeaux ou de feuilles minces; ledit procédé étant tel que pour dégazer ladite matière poreuse et faire migrer au sein de celle-ci le liquide d'imprégnation: on place ladite matière poreuse dans une enceinte, on fait baigner ladite matière poreuse dans le liquide d'imprégnation qui, servant également de composé de dégazage liquide, est porté à ébullition, de préférence au reflux, jusqu'à imprégnation totale de ladite matière poreuse, de sorte que les deux étapes dégazage et migration du liquide d'imprégnation soient regroupées en une seule, et que le reflux permette de récupérer le solvant et d'éviter une concentration de la solution d'imprégnation.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 tel que l'étape consistant à faire migrer le liquide d'imprégnation au sein de la matière poreuse est poursuivie en outre par une étape supplémentaire pendant laquelle la matière poreuse repose dans le liquide d'imprégnation, de sorte que le liquide d'imprégnation ait suffisamment de temps pour imprégner à coeur ladite matière poreuse.

14. Procédé selon la revendication 13 tel que ledit repos dans le liquide d'imprégnation est effectué à une température réduite, de sorte que le gaz résiduel présent dans la matière poreuse (air, CO2, ou autre), étant sensiblement plus soluble à froid, il s'oppose moins à la 22 migration dudit liquide d'imprégnation dans la matière poreuse.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 tel que l'on effectue le dégazage à basse ou moyenne température, de sorte que le traitement ci-dessus défini ne dégrade pas l'apparence et les 5 caractéristiques physico-mécaniques de la matière poreuse.

16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 tel que ledit liquide d'imprégnation est constitué d'une substance active en solution dans un liquide porteur, de sorte qu'à l'aide dudit liquide porteur, on puisse imprégner ladite matière poreuse (i) d'une substance active qui n'est pas liquide aux conditions de température et de pression auxquelles débute ladite migration; et (ii) d'une substance active diluée à une concentration particulière.

17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 tel que ladite migration est effectuée dans ladite enceinte à une pression inférieure ou 15 proche de la pression atmosphérique, de sorte qu'une surpression ne soit pas nécessaire à l'imprégnation de la matière poreuse.

18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 tel que ladite migration est engendrée par l'action de la pression atmosphérique.

19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18 comportant en outre l'étape finale de faire évaporer le liquide d'imprégnation contenu dans les pores et les fibres de la matière poreuse, de sorte que le liquide porteur détenu par les pores s'évapore, que la substance active soit absorbée au sein des fibres ou particules de la matière poreuse si bien que les pores de la matière poreuse ne contiennent plus de liquide d'imprégnation.

20. Procédé selon la revendication 19 tel que, pour faire évaporer le liquide d'imprégnation contenu par les pores de la matière poreuse, on chauffe à basse et moyenne température, 2883777 23 de sorte que ladite évaporation ne dégrade pas l'apparence et les caractéristiques physicomécaniques de la matière poreuse imprégnée.

21. Système pour imprégner une matière poreuse par un liquide d'imprégnation tel qu'il comprend au moins: une enceinte recevant la matière poreuse à imprégner, ladite enceinte étant dotée d'un orifice d'échappement des vapeurs du composé de dégazage équipé d'une valve antiretour, d'un orifice permettant l'introduction du condensas des vapeurs du composé de dégazage, d'un orifice permettant l'introduction d'un liquide d'imprégnation, lesdits orifices pouvant être fermés hermétiquement, des moyens permettant l'introduction du liquide d'imprégnation sans air additionnel, - des moyens de chauffage de ladite enceinte, une sonde thermique mesurant la température de la paroi de l'enceinte, des moyens de régulation de la température et/ou du chauffage de l'enceinte, un condenseur condensant les vapeurs du composé de dégazage.

22. Système selon la revendication 21 tel qu'il comprend en outre: - un bain d'huile en contact avec la paroi de l'enceinte, - et/ou une isolation thermique de la paroi de l'enceinte et de son couvercle, de telle sorte que la température à la surface de l'enceinte soit répartie uniformément.

23. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 à une matière poreuse sèche.

24. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 à l'imprégnation de matière constituée de fibres cellulosiques.

25. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2883777 24 à l'imprégnation de copeaux.

26. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 à l'imprégnation d'une matière constituée de fibres cellulosiques par un liquide d'imprégnation: - stabilisant dimensionnellement ladite matière vis-à-vis de variations de taux d'humidité de l'environnement, - et/ou protégeant ladite matière des attaques d'organismes vivants - et/ou ignifugeant ladite matière, - et/ou colorant ladite matière et/ou renforçant la structure du bois tel qu'une résine.