FR2899237A1 - Nouvelles compositions adhesives pour bois. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un prémix pour mélange adhésif pour bois comprenant de la vinasse et/ou de la farine de betterave, les mélanges adhésifs le comprenant, et son procédé de préparation.

Description

La présente invention concerne les adhésifs pour bois. La fabrication de

panneaux de bois aggloméré ou en contreplaqué nécessite l'emploi de colles à base de résine comportant de l'urée (éventuellement associée à des mélamines) ou des phénols et, dans les deux cas, du formol. Les principales colles utilisées dans les industries du bois sont les résines urée-formol (UF), mélamine-urée-formol (MUF), phénol-formol (PF), résorcinol-formol (RF), résorcinol-phénol-formol (RPF), polyuréthane (PU), vinylique, etc. UF et MUF sont les plus couramment utilisées par les industries du bois. Les caractéristiques des résines urée-formol, mélamine-urée-formol et 1 o phénol-formol pour la fabrication des panneaux de process et de contreplaqué sont directement liées aux monomères utilisés, au ratio moléculaire entre les différents monomères utilisés, aux paramètres de formulation des résines tel que le pH, la température, les catalyseurs acides et basiques utilisés, les séquences, etc., et aux paramètres de préparation des mélanges collants 15 (durcisseurs acides et basiques utilisés, types, quantité et qualité des charges utilisées). Le formol implique l'émission de formaldéhydes considérés comme cancérigènes et dont le taux est réglementé pour être ramené progressivement à zéro. Il est donc désirable de substituer tout ou partie des résines à base de formol. 20 Généralement, des charges d'origine chimique ou naturelle (amidons) sont utilisées dans les résines servant dans la fabrication des panneaux à base de bois. Elles peuvent être employées jusqu'à 40 % dans les colles. La fabrication des panneaux de process fait intervenir des mélanges collants très peu chargés, directement vaporisés sur les particules ou les fibres 25 à encoller. En revanche, la fabrication des panneaux de contreplaqué fait intervenir des mélanges collants largement chargés. Les charges sont utilisées pour rectifier la viscosité de la résine de base et la retenir au niveau du joint pendant le pressage à chaud, apporter de la souplesse, améliorer la résistance mécanique, la tenue à l'eau, etc., des mélanges collants. Parmi ces charges, 30 l'amidon pur, présent naturellement dans les farines de seigle et de blé, est principalement utilisé pour réguler la viscosité et apporter un pouvoir collant aux résines urée-formol. Néanmoins, les amidons sont généralement importés et coûteux. Il est donc particulièrement souhaitable de substituer les charges par des matériaux poins onéreux. L'invention propose l'élaboration d'un produit écologique et économique qui peut : se substituer partiellement aux charges employées dans ces colles; et/ou -se substituer aux résines ; afin de réduire les coûts et d'aider l'abaissement du taux de formaldéhydes par apport d'un produit dit écologique et donc dilution du formol.

Selon un premier objet, la présente invention concerne donc un prémix pour mélange adhésif pour bois comprenant de la vinasse et/ou farine de betterave. Selon un aspect préféré, la vinasse est un résidu de distillation de moût de betterave, comprenant préférentiellement de 40 % à 90 % de matière sèche, et 15 dépotassifiée. A titre de farine, on préfère la farine de pulpe de betterave déshydratée. La présence de vinasse dans le prémix est particulièrement avantageuse. Ainsi, le mélange de vinasse et de farine de betterave est préféré. Généralement, le prémix selon l'invention comprend de 10 % à 100 % de 20 vinasse et 0 % à 90 % de farine de betterave en poids. Généralement, la composition du prémix est telle que la viscosité du prémix est identique ou même supérieure à celle du mélange adhésif de référence. Généralement, la viscosité du prémix est comprise entre 2000 et 5000mPa.s, de préférence entre 2500 à 4000 mPa.s environ. 25 La vinasse comprend préférentiellement de 40 % à 80 % de matières sèches. Les constituants du prémix peuvent être conditionnés séparément ou juxtaposée, sous forme de kit, par exemple un kit prêt à l'emploi. Un tel kit fait également partie de la présente invention. Les ingrédients utilisés préférentiellement par le prémix selon l'invention 30 sont les suivants : Ecoforce 125 : vinasse de betterave à 50 % de matières sèches Ecoforce 206: vinasse de betterave clarifiée et dépostassifiée à +/- 70% de matières sèches, coproduit de la distillation des mélasses de betterave et de la fabrication consécutive d'éthanol retravaillé pour en extraire les sels de potasse.

Ecofibre 206: farine de pulpe de betterave déshydratée. La pulpe de betterave issue de la fabrication du sucre est déshydratée puis compactée pour stockage. Après broyage, on obtient cette farine. Les produits Ecoforce 125, Ecoforce 206 et Ecofibre sont disponibles commercialement et distribués par la société Distrijem.

Ces ingrédients peuvent être utilisés seuls ou en mélange dans le prémix. Plus préférentiellement, le prémix est élaboré en utilisant 95 % de vinasse dépotassifiée (Ecoforce 206) et 5 % de farine de pulpe de betterave déshydratée (Ecofibre 206). Toutefois, ces proportions peuvent varier en fonction des objectifs de viscosité, de réactivité, de durée de vie et de pouvoir collant (t:ack) désirés. Par ailleurs et dans le cas d'une utilisation directe par le fabricant de résine, la présence d'Ecoforce 206 est préférable : en effet, la fabrication des résines nécessite de l'eau en tant qu'agent de dilution de l'urée, et l'eau contenue dans Ecoforce 206 (30 %) permet de remplacer ce diluant tout en améliorant les performances de la résine, ne serait-ce que sur le plan économique. Le produit Ecoforce peut être utilisé notamment en substitution totale ou partielle aux amidons chargeant les résines urée-formol et phénol-formol utilisées dans la fabrication de panneaux de bois aggloméré ou contreplaqué.

H peut également être un agent de substitution totale ou partielle aux résines utilisées en tant que colle dans la fabrication de panneaux de bois aggloméré ou contreplaqué, mais également un agent diluant, de collage ou de renforcement utilisé dans la fabrication de résines. La préparation du prémix selon l'invention se fait de préférence par mélange de ses constituants juste avant l'utilisation. Le mélange ne nécessite qu'un mélangeur dont la capacité dépendra des besoins de l'utilisateur.

Les composants du prémix sont disponibles à la livraison en vrac liquide pour la vinasse et en vrac ou en bigbags pour la farine. Son utilisation nécessite en général des stockages indépendants pour chacun des composants.

En revanche, le prémix peut être incorporé directement par le fabricant de résine. Ajouté en début de synthèse, il peut même servir de produit de dilution de l'urée.

Selon un autre objet, la présente invention concerne également l'utilisation 10 d'un prémix selon l'invention pour la préparation d'un mélange adhésif à base de résine. La résine peut être choisie parmi toute résine habituellement utilisée dans les industries du bois, notamment les résines urée-formol, mélamine-uréeformol, phénol-formol, résorcinol-formol, résorcinol-phénol-formol, polyuréthane, 15 vinylique. Le prémix selon l'invention peut être utilisé en tant que charge ou en tant que substitution de la résine elle-même. Le rapport prémix sur résine est tel que viscosité de la résine obtenue est comprise entre 2000 et 4000mPa.s, de préférence entre 2500 à 3500 mPa.s environ. Lorsqu'il est utilisé en tant que 20 substitution de charge, le rapport prémix/résine est généralement compris entre 10/0 et 20% en poids, de préférence entre 1 et 10%. L'utilisation du prémix selon l'invention en tant que substituant de charge est particulièrement avantageuse dans la mesure où son prix de revient est très nettement inférieur à celui des amidons ou charges habituellement utilisées. 25 Lorsqu'il est utilisé en tant que substitution de résine, le rapport prémix/résine est compris entre 10% et 80% en poids, de préférence entre 10 et 50%. L'utilisation du prémix selon l'invention en tant que substituant de résine est particulièrement avantageuse dans la mesure où cette substitution permet de diminuer la teneur en formol et donc l'émission de formaldéhyde. Par 30 ailleurs, le prix de revient est également très avantageux.

Selon un autre objet, la présente invention concerne également un mélange adhésif comprenant en pourcentage massique de matière sèche, 20 % à 80 % de résine et 1 % à 80 % de prémix selon l'invention. La résine est telle que définie ci-avant.

Le mélange adhésif selon de l'invention peut comprendre en outre une ou plusieurs charge(s) et/ou additifs. Les charges peuvent être choisies parmi les amidons, par exemple l'amidon de maïs, et les farines végétales, telles que les farines de céréales (blé, seigle, etc.) ou la farine de coque de noix ou de noix de coco ou encore ~o l'argile; les additifs comprennent tout additif généralement utilisé dans les résines adhésives pour bois, notamment les durcisseurs, tel que les catalyseurs acide ou a réaction acide, comme les sels d'ammonium, par exemple le durcisseur 2654. Les additifs peuvent également être choisis parmi les tampons, tels que des dérivés de l'ammoniaque, de l'urée ou de 15 l'hexaméthylènetétramine, ou parmi les améliorants tels que mélamine ou le résorcinol.

Selon un autre objet, la présente invention concerne également un procédé de préparation d'un mélange adhésif pour bois comprenant le mélange 20 des ingrédients suivants : - un prémix selon l'invention et - une résine et éventuellement charge(s) et/ou additifs tels que définis plus haut. Le procédé peut également comprendre l'ajout d'eau ; l'eau peut être 25 apportée par la solution aqueuse de durcisseur. De façon avantageuse, le prémix selon l'invention comprend de l'eau, notamment du fait de la présence de vinasse, auquel cas l'ajout d'eau n'est pas nécessaire.

La présente invention concerne également un panneau de bois 3o comprenant, à titre d'adhésif, un mélange adhésif selon l'invention. Ledit panneau de bois peut être en aggloméré ou contreplaqué.

Lorsqu'il s'agit d'un panneau de bois contreplaqué, la résine est préférentiellement une résine urée-formol. On entend par "bois" le bois massif ou les produits dérivés à base de bois, à l'exclusion des dérivés papetiers ; notamment les panneaux de bois tel que le 5 bois aggloméré, contreplaqué, laqué, mélaminé. On entend par "prémix" une composition comprenant de la vinasse ou de la farine de betterave ou leur mélange, ladite composition étant utilisée ultérieurement pour la préparation d'un mélange adhésif. Ledit prémix peut se présenter sous forme de mélange des deux ingrédients ou des deux ingrédients 10 sous forme séparée, par exemple sous forme de kit. Le Kit fait également partie de la présente invention. On entend par "mélange adhésif' une colle à base de résine obtenue par mélange de la résine et du prémix selon l'invention et, le cas échéant, d'autres charges et/ou additifs. Le mélange adhésif peut être préparé à l'avance, 15 conditionné et stocké ou préparé juste avant son utilisation. On entend par "vinasse" le résidu de distillation de moût de fruits, légumes, céréales, bulbes ou tubercules, notamment la betterave (on parle alors de liqueur noire sucrière) ou de raisin, blé, orge ou maïs.

20 Les résines La résine urée-formol majoritairement utilisée est décrite plus en détail ici à titre illustratif. La mise en oeuvre de mélanges adhésifs selon l'invention à base d'autres résines peut être effectuée par application ou adaptation de la résine urée-formol, selon les connaissances générales de l'homme du métier. 25 Caractéristiques chimiques et préparation des résines Les produits de base qui servent à la fabrication des colles urée-formol sont l'urée (CO(NH2)2 et le formol HCHO qui se condensent ensemble pour donner une solution colloïdale. En milieu neutre à légèrement basique, les 30 produits des réactions initiales sont les méthylol-urée. En présence d'acide dilué (durcisseur), les méthylol-urée se combinent ensemble avec élimination d'eau.

Au cours de la fabrication, on obtient une résine liquide que l'on concentre plus ou moins jusqu'à la viscosité désirée, voire jusqu'à l'état de poudre si l'on souhaite avoir un produit de très bonne conservation. Les différentes proportions de formol et d'urée utilisées sont caractérisées 5 par le rapport molaire formol/urée noté [F]/[U]z 1,8, ce qui confère aux résines une bonne réactivité ainsi qu'une bonne stabilité dans le temps. Note : les résines à très faible dégagement de formol utilisées dans la fabrication de panneaux de particules classés El suivant les normes EN 120 ou EN 717 possèdent un rapport [F]/[U> < 1. 10 Formulation des mélanqes collants Durcisseurs et tampons La rapidité de prise d'une colle urée-formol est réglée par la réactivité de la résine, la nature et la quantité de durcisseur employé et, éventuellement, par 15 la formulation même du mélange collant (proportions d'eau et de charges ajoutées à la colle). En règle générale, c'est le durcisseur qui influe le plus sur la rapidité de prise. Il s'agit d'un catalyseur acide ou à réaction acide comme les sels d'ammonium, la résine urée formol étant extrêmement sensibles aux variations 20 du pH. Ainsi, la vitesse de prise de la colle augmente très rapidement à partir d'un pH = 5,7. Les impératifs de fabrication et notamment la conservation des mélanges collants avant et pendant l'emploi peuvent par ailleurs conduire à utiliser des tampons, en l'occurrence des dérivés de l'ammoniaque, de l'urée ou de 25 l'hexaméthylènetétramine, qui agissent comme des freins.

Charges Le rôle essentiel des charges est d'ajuster la viscosité du mélange collant aux exigences du process de fabrication et de lui apporter un certain pouvoir 30 collant appelé tack, permettant la manutention des éléments assemblés après affichage et pré-pressage à froid.

Pour de nombreux emplois tels que la fabrication de contreplaqué, une viscosité de 2500 à 3500 mPa.s environ est souhaitée. Lorsque l'on effectue des collages à chaud, la viscosité des résines urée-formol commence par chuter considérablement avant de se gélifier. Il est donc intéressant que les charges augmentent la viscosité à chaud du mélange collant, s'opposant ainsi à une pénétration trop importante de la résine dans le bois. L'amidon constitue à ce niveau la charge la plus intéressante. Il est employé pur à des doses très faibles, de l'ordre de 1 % à 10 % ou en mélange avec de l'argile, ce qui permet d'obtenir une charge d'un prix peu élevé mais à caractère plus ou moins abrasif suivant la teneur en silice de l'argile. Les autres charges généralement utilisées sont les farines de seigle et de blé, qui contiennent naturellement de l'amidon, et les farines de coque de noix et de noix de coco qui présentent l'avantage d'être hydrofuges et confèrent à la colle une certaine plasticité permettant d'éviter le phénomène de faïençage. Elles se présentent généralement sous forme de poudre déliée avec de l'eau avant incorporation à la résine. Pour éviter le gonflement ultérieur du bois, on a donc intérêt à utiliser un minimum d'eau.

Améliorants Les améliorants peuvent être incorporés dans la résine ou le durcisseur afin d'augmenter la tenue mécanique, la tenue à l'eau ou la souplesse des collages. La tenue aux intempéries des colles urée- formol étant limitée, il suffit d'un apport de faibles doses de mélamine ou de résorcinol pour obtenir des collages résistant à l'eau bouillante et dont le comportement aux intempéries est nettement amélioré.

Présentation Les résines sont commercialisées le plus souvent sous la forme d'un sirop dont la teneur en extrait sec est de 60% à 65%. Pour les emplois dans les pays tropicaux, ou en vue de la constitution de stocks de sécurité, on met à la disposition des utilisateurs des résines en poudre qui nécessitent une remise en solution par addition d'eau avant emploi. Parfois, le durcisseur est déjà incorporé à la résine. Cette présentation diminue considérablement la durée de conservation, ce 5 qui la limite aux faibles quantités.

Mise en oeuvre dans la fabrication des panneaux de contreplaqué En France, la production de contreplaqué atteignait 500 000 m3 en 2004 (Le Bois International, 2004), consommant quelque 10 000 tonnes de colle 10 urée-formol (CTBA, 2004). Les panneaux de contreplaqué sont obtenus par collage à plat de placages de 0,8 à 4 mm d'épaisseur et d'humidité comprise entre 5% et 10%. L'utilisation des colles urée-formol requiert une adaptation aux différentes techniques de mise en oeuvre qui ont considérablement évolué durant ces 15 dernières années, en particulier dans les usines importantes. En règle générale, la mise en oeuvre du collage se décompose en quatre phases : 1) l'encollage : cette opération consiste à enduire les deux faces des placages intérieurs avec une encolleuse à rouleau. Le grammage de colle 20 déposé est généralement compris entre 250 et 450 g/m2 et par face ; 2) la composition : les placages sont positionnés de part et d'autre d'un placage central en veillant à croiser le sens du fil du bois de façon à obtenir une structure équilibrée ; 3) le pré-pressage à froid : afin d'améliorer la planéité des panneaux et 25 pour faciliter le chargement mécanique des presses à plateaux chauffants, on effectue un pré-pressage à froid pendant 5 à 10 minutes sous une pression de 4à8bars ; 4) le pressage à chaud : la polymérisation finale de la colle est enfin réalisée dans des presses à plateaux chauffants mono ou multi-étages à une 30 température comprise entre 95 et 105 C pendant 5 à 10 minutes sous une pression de 10 à 15 bars.

Les colles urée-formol permettent d'obtenir des panneaux de classe 1 et 2 telles que définies dans la norme EN 314-2. - classe 1-milieu sec : généralement, on emploie des colles urée-formol assez fortement chargées ; - classe 2-milieu humide : généralement, on ajoute une charge technque aux colles urée-formol et on augmente le grammage - classe 3-extérieur : généralement, on emploie des colles phénol-formol et mélamine-urée-formol.

Description des figures La figure 1 représente la cinétique de polymérisation des mélanges collants au cours d'une rampe de montée en température de 20 à 130 à la vitesse de 10 C par minute de l'exemple 1. La figure 2 représente l'avancement de la réaction de polymérisation des 15 mélanges collants de l'exemple 1 en fonction de la température. La figure 3 représente la cinétique de polymérisation des mélanges collants de l'exemple 1 en fonction du temps à la température constante de 80 C. La figure 4 représente la cinétique de polymérisation des mélanges 20 collants de l'exemple 2 au cours d'une rampe de montée en température de 20 à 130 à la vitesse de 10 C par minute. La figure 5 représente l'avancement de la réaction de polymérisation des mélanges collants de l'exemple 2 en fonction de la température. La figure 6 représente la cinétique de polymérisation des mélanges 25 collants de l'exemple 2 en fonction du temps à la température constante de 80 C.

Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et non limitatif de la présente invention. 30 Echantillonnaqe

El : La résine urée-formol (référence commerciale : 1206) accompagnée de son durcisseur (référence commerciale : 2654) a été approvisionnée par le CBTA auprès du fabricant Akzo Nobel. Cette résine est une des plus utilisées par les fabricants de panneaux de contreplaqué. E2 : L'amidon de maïs (référence commerciale : amidon de maïs standard) a été approvisionnée par le CTBA auprès de la société Roquette. E3 : La farine de coques de noix (référence commerciale : CN100) a été ~o approvisionnée par le CTBA auprès de la société Bardon. E4: Le produit de substitution à l'amidon a été approvisionné par la société DistriJEM en trois déclinaisons : - Ecoforce 125 - Ecoforce 206 15 - Ecofibre 206

Exemple 1 : Utilisation du prémix comme charge de substitution

Formulation des mélanges collants 20 Composition du mélange collant témoin : A Résine urée-formol 100 pp Amidon de maïs 5 pp Farine de coque de noix 20 pp Durcisseur 2654 en solution aqueuse* 5 pp 25 * Eau : 100 pp Durcisseur 2654 : 25 pp

Composition des mélanges collants substitués En première approche, il a été choisi de substituer totalement l'amidon de 30 maïs. Pour cela, on dispose de trois déclinaisons de prémix de substitution susceptibles d'être utilisées seules ou en mélange. Le meilleur compromis a été déterminé en prenant en considération une double exigence : 11 5 1. Viscosité du produit de substitution > viscosité de la résine urée formol Produit de substitution Viscosité brookfield à Vérification 20 C (mPa.$) à l'exigence 1 Mobile : LV3 Vitesse : 60 tours/min Résine urée-formol 1015 - Ecoforce 125 15 NON Ecoforce 206 475 NON Ecofibre 206 Poudre OUI Ecoforce 206 + 5% Ecofibre 1160 OUI 206 (pp) Tableau 1 2. Prix du produit de substitution <_ prix de l'amidon de maïs standard Produit de substitution Prix/tonne Vérification (Euros) Exigence 2 Amidon de maïs standard 4250 - Ecofibre 206 200 OUI Ecoforce 206 86 OUI + 5% Ecofibre 206 (pp) Tableau 2 B Résine urée-formol : 100 pp Ecofibre 206: 5 pp Farine de coque de noix : 20 pp Durcisseur 2.654 en solution aqueuse * 5 pp C Résine urée-formol : 100 pp 10 Les deux prémix de substitution Ecofibre 206 et Ecoforce 206 + 5 % Ecofibre 206 (pp) répondent aux deux exigences fixées. Quatre mélanges collants ont été préparés avec ces produits de substitutions :

15 Ecofibre 206: 2 pp Farine de coque de noix : 20 pp Durcisseur 2654 en solution aqueuse * 5 pp D Résine urée-formol : 100 pp Ecoforce 206 + 5% Ecofibre 206 5 pp Farine de coque de noix : 20 pp Durcisseur 2654 en solution aqueuse * 5 pp E Résine urée-formol : 100 pp Ecofibre 206: 5 pp Farine de coque de noix : 25 pp Durcisseur 2654 en solution aqueuse * 5 pp * Eau : 100 pp Durcisseur 2654 : 25 pp

Description des contrôles mis en oeuvre pour caractériser les mélanges collants Les contrôles mis en oeuvre ont été définis en fonction de leur caractère discriminant vis-à-vis de l'applicabilité des mélanges collants sur une chaîne de fabrication industrielle.

Contrôle du pH de la résine chargée La méthode utilisée est la mesure directe au pH-mètre suivant la norme NF EN 1245 Adhésifs-détermination du pH .

Contrôle de la viscosité du mélange collant La méthode utilisée est la mesure directe au viscosimètre Brookfield 30 suivant la norme NF EN 12092 Adhésifs ù Détermination de la viscosité .

Contrôle de la réactivité du mélange collant La méthode utilisée est une méthode empirique consistant à déposer 2 cm3 environ de mélange au fond d'un tube à essais standard en verre mince ; le tube est ensuite plongé dans un bain-marie rempli d'eau bouillante et l'on détermine à l'aide d'une baguette en verre l'instant précis de la prise en bloc à 1000 C.

Contrôle de la durée de vie en pot du mélange collant La méthode utilisée est une méthode empirique consistant à suivre 10 l'évolution de la viscosité du mélange collant en fonction du temps à 23 C. La durée de vie est atteinte quand la consistance du mélange collant s'est significativement épaissie.

Contrôle du tack du mélange collant 15 La méthode utilisée est une méthode empirique consistant à presser à froid pendant 20 minutes sous pression de 10 bars un collage de deux plaques de hêtre (grammage utilisé : 250 g/m2 sur chaque face). A l'issue du pressage, la qualité de l'adhérence est appréciée en séparant manuellement les deux plaques. 20 A l'échelle industrielle, un bon tack doit assurer une adhérence suffisante pour permettre la manutention des contreplaqués après pré-pressage à froid et avant pressage à chaud.

Contrôle de la cinétique de polymérisation du mélange collant 25 La méthode utilisée est l'analyse calorimétrique différentielle (DSC) qui consiste à mesurer la différence d'enthalpie de réaction de polymérisation entre le mélange collant étudié et une référence soumis tous deux à un programme de température contrôlée. L'appareil utilisé est une DSC Setaram modèle 141 qui associe détecteur 30 de flux 'métrique et compensation de puissance. II a été utilisé pour suivre la polymérisation de différents mélanges collants selon un mode de montée en température programmée et selon un mode isotherme.

15 Mode programmé : Ce mode consiste à déposer 60 mg environ de mélange (bien homogène) à analyser dans un creuset en aluminium serti étanche à l'aide d'un joint en aluminium.

Ce creuset est déposé dans le DSC 141, le côté référence étant occupé par un creuset vide identique. La montée en température est programmée entre 20 et 130 C à une vitesse de 10 C/min. Les thermogrammes enregistrés donnent les variations de flux en fonction de la température. Mode isotherme : Ce mode consiste à déposer 60 mg environ de mélange (bien homogène) à analyser dans un creuset en aluminium serti étanche à l'aide d'un joint en aluminium. Ce creuset est déposé dans le DSC 141, le côté référence étant occupé par un creuset vide identique. Les thermogrammes enregistrés donnent les variations de flux thermiques en fonction du temps à la température de 80 C.

Résultats Les contrôles du pH des résines chargées et de la viscosité, réactivité, durée de vie en pot et tack des mélanges collants sont résumés dans le tableau 3 : Formulations pH Viscosité Prise en Durée de Tack Résine Brookfield mélange bloc à 100 vie en pot mélange chargée à 20 C C Mélange collant (mPa.$) Mélange collant Mobile : LV3 collant Vitesse : 60 tours/min Viyrdd A 5.6 2500 1 min 40s > 3h bon (référence) B 5.4 >4000 1 min 35s < 2h C 5.5 2950 1 min 35s < 2h moyen D 4.5 1550 1 min 30s > 3h E 4.5 T 2750 1 min 35s > 3h moyen Tableau 3

La cinétique et l'avancement de la polymérisation des différentes formulations sont représentés en figures 1, 2 et 3. La substitution totale de l'amidon par Ecofibre 206 conduit à un mélange collant B de viscosité élevée. La viscosité de ce mélange a par ailleurs tendance à augmenter très rapidement ce qui conduit à une faible durée de vie en pot.

La viscosité peut être facilement abaissée en diminuant la quantité d'Ecofibre 206 incorporé à la résine. Le mélange collant C ainsi obtenu possède une viscosité et une réactivité comparables au mélange collant A de référence. Néanmoins, la durée de vie en pot reste courte. Le tack est légèrement moins bon.

La substitution totale de l'amidon par le mélange Ecoforce 206 + 5 % Ecofibre 206 conduit à un mélange collant D de faible viscosité. La viscosité peut être relevée sans difficulté en rajoutant de la farine de coque de noix. Le mélange collant E ainsi obtenu possède une viscosité, une réactivité et une durée de vie en pot comparables au mélange collant de référence A. Le tack est légèrement moins bon. Les analyses en DSC montrent par ailleurs que les cinétiques de polymérisation des mélanges collants substitués C et E sont tout à fait comparables à la cinétique de polymérisation du mélange collant de référence A (figure 1). Dans tous les cas, la réaction de polymérisation à la température constante de 80 C est terminée au bout de 240 secondes environ (Figure 3). Formulation des mélanqes collants Composition des mélanges collants A Résine urée-formol 100 pp 10 Amidon de maïs 5 pp Farine de coque de noix 20 pp Durcisseur 2654 en solution aqueuse* 5 pp *Eau: 100 pp 15 Durcisseur 2654: 25 pp Composition des mélanqes collants

substitués En première approche, il a été choisi de substituer la résine à hauteur de 20 %. Pour cela, trois déclinaisons de prémix de substitution susceptibles d'être 20 utilisées seules ou en mélange étaient possibles. Le meilleur compromis a été déterminé en prenant en considération une double exigence :

1. Viscosité du produit de substitution # viscosité de la résine urée-formol Produit de substitution Viscosité Brookfield Vérification à 20 C (mPa.$) Exigence 1 Mobile : LV3 Vitesse : 60 tours/min Résine urée-formol 1015 - Ecoforce 125 15 NON Ecoforce 206 475 NON Ecofibre 206 Poudre NON Ecoforce 206 + Ecofibre 206 (pp) 1160 OUI Tableau 4 25 2. Prix du produit de substitution prix de la résine urée-formol Produit de substitution Prix/tonne (euros) Vérification Exigence 2 Résine uréeformol 350 - Ecoforce 206 + 5% Ecofibre 206 (pp) 86 OUI Tableau 5

En conclusion, le mélange Ecoforce 206 + 5% Ecofibre 206 (pp) répond 5 aux deux exigences fixées. Un mélange collant a été préparé avec ce produit de substitution. F Résine urée-formol 80 pp Ecoforce 206 + 5% Ecofibre 206 20 pp Farine de coque de noix 20 pp ~o Durcisseur 2654 en solution aqueuse 5 pp

*Eau: 100 pp Durcisseur 2654 : 25 pp

15 Exemple 2 : Utilisation de prémix en substitution partielle ou totale aux résines

Composition des mélanges collants substitués En première approche, il a été choisi de substituer la résine à hauteur de 20 %. Pour cela, trois déclinaisons de prémix de substitution susceptibles d'être 20 utilisées seules ou en mélange ont été testées. Le meilleur compromis a été déterminé en prenant en considération une double exigence : 1. Viscosité du produit de substitution # viscosité de la résine urée-formol Produit de substitution Viscosité Brookfield à Vérification Exigence 1 20 C (mPa.$) Mobile : LV3 Vitesse : 60 tours/min Résine urée-formol 1015 - Ecoforce 125 15 NON Ecoforce 206 475 NON Ecofibre 206 Poudre NON Ecoforce 206 + 5 % 1160 OUI Ecofibre 206 (pp) Tableau 6 2. Prix du produit de substitution prix de la résine urée-formol Produit de substitution Prix / tonne Vérification Exigence 2 (Euros) Résine urée-formol 350 - Ecoforce 206 + 5 % 86 OUI Ecofibre 206 (pp) Tableau 7

En conclusion, le mélange Ecoforce 206 + 5 % Ecofibre 206 (pp) répond 10 aux deux exigences fixées. Un mélange collant a été préparé avec ce prémix de substitution.

F Résine urée-formol : Ecoforce 206 +5 % Ecofibre 206 (pp) : 20 pp 15 Farine de coque de noix : Durcisseur 2654 en solution aqueuse* : *Eau: 100 pp Durcisseur 2654 : 25 pp 80 pp

20 pp 5 pp Description des contrôles mis en oeuvre pour caractériser les mélanges collants Les contrôles mis en oeuvre sont les mêmes que dans l'exemple 1. Ils ont été définis en fonction de leur caractère discriminant vis-à-vis de l'applicabilité de mélanges collants formulés sur une chaîne de fabrication industrielle.

Résultats Formulations pH Viscosité Prise en Durée de vie Tack Résine Brookfield bloc à 100 en pot mélange chargée mélange à oc Mélange collant 20 C Mélange collant (mPa.$) collant Mobile : LV3 Vitesse : 60 tours/min A (référence) 5.6 2500 1 min 40s > 3h bon F 2170 2 min 05s < 3h moyen Tableau 8 La cinétique et l'avancement de polymérisation sont représentés en figures 4, 5 et 6.

La substitution partielle de la résine urée-formol par le prémix Ecoforce 15 206 + 5 % Ecofibre 206 conduit à un mélange collant F de réactivité, durée de vis en pot et tack légèrement inférieurs au mélange collant de référence A. Les caractéristiques de ce mélange restent néanmoins intéressantes. L'impact de la substitution sur la réactivité du mélange collant F est confirmé par les analyses en DSC. L'avancement de la réaction au cours de la 20 rampe de montée en température est légèrement retardé par rapport au mélange collant de référence A (figure 5). Dans tous les cas, la réaction de polymérisation à la température constante de 80 C est terminée au bout de 240 secondes environ (figure 6).10

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Prémix pour mélange adhésif pour bois comprenant de la vinasse et/ou farine de betterave.

2. Prémix selon la revendication 1 tel que la vinasse est un résidu de distillation de moût de betterave.

3. Prémix selon la revendication 1 ou 2 tel que la vinasse comprend de 40 % à 90 % de matière sèche.

4. Prémix selon l'une quelconque des revendications précédentes, tel que 10 la vinasse est une vinasse dépotassifiée.

5. Prémix selon l'une quelconque des revendications précédentes, tel que la farine est une farine de pulpe de betterave déshydratée.

6. Prémix selon l'une quelconque des revendications précédentes, tel qu'il comprend un mélange de vinasse et de farine de betterave. 15

7. Prémix selon la revendication 6, comprenant 10 % à 100 % de vinasse et 0 % à 90 % de farine de betterave en poids.

8. Kit comprenant de la vinasse et de la farine de betterave pour la préparation d'un prémix tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes. 20

9. Utilisation d'un prémix selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour la préparation d'un mélange adhésif à base de résine.

10. Utilisation selon la revendication 9, tel que la résine est choisie parmi les résines urée-formol, mélamine-urée-formol, phénol-formol, résorcinol-formol, résorcinol-phénol-formol, polyuréthane, vinylique. 25

11. Utilisation selon la revendication 9 ou 10, tel que le prémix est utilisé en tant que charge.

12. Utilisation selon la revendication 11, tel que le rapport prémix/résine est compris entre 1% et 20%.

13. Utilisation selon la revendication 9 ou 10, tel que le prémix est utilisé 30 en tant que substitution de résine.

14. Utilisation selon la revendication 13, tel que le rapport prémix/résine est compris entre 10% et 80%.

15. Mélange adhésif comprenant en pourcentage massique de matière sèche, 20 % à 80 % de résine et 1 % à 80 % de prémix tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.

16. Mélange adhésif selon la revendication 15, tel que la résine est choisie parmi les résines urée-formol, mélamine-urée-formol, phénol-formol, résorcinol-formol, résorcinol-phénol-formol, polyuréthane, vinylique.

17. Mélange adhésif selon la revendication 15 ou 16, comprenant en outre une ou plusieurs charge(s) et/ou additifs.

18. Mélange selon la revendication 17 tel que les charges comprennent les amidons et les farines végétales, et les additifs sont choisis parmi les durcisseurs.

19. Procédé de préparation d'un mélange adhésif pour bois comprenant le mélange des ingrédients suivants : - un prémix tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, - une résine et éventuellement charge(s) et/ou additifs.

20. Procédé selon la revendication 19, tel que le procédé comprend également l'ajout d'eau.

21. Procédé selon la revendication 20, tel que les charges et/ou additifs sont tels que définis en revendication 18.

22. Panneau de bois comprenant, à titre d'adhésif, un mélange adhésif tel que défini selon l'une quelconque des revendications 15 à 18.

23. Panneau de bois selon la revendication 22, tel qu'il s'agit d'un panneau de bois contreplaqué, et la résine est une résine urée-formol.25