FR2924045A1 - Procede de coloration d'un bois dans son volume permettant de realiser un substitut aux bois precieux exotiques - Google Patents

Abstract

Procédé de l'invention qui vise à obtenir un matériau comprenant du bois, tel que le bois, permettant d'imiter les bois précieux exotiques (ébène, acajou, pallissandre) à partir des bois clairs à pousse rapide naturellement abondants et disponibles dans les zones tempérées.Le procédé selon l'invention met en oeuvre une association d'étapes spécifiques, à savoir une étape a) de coloration par brunissement du substrat comprenant du bois par torréfaction à haute température, une étape (b) de préparation d'un composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable coloré à l'aide d'un colorant organique soluble, une étape c) d'imprégnation du substrat comprenant du bois par ledit composé organique hydrophobe préalablement coloré et une étape d) de polymérisation/réticulation dudit composé hydrophobe coloré in situ dans le bois.

Description

-~- Procédé de coloration d'un bois clair dans son volume permettant de réaliser un substitut aux bois précieux. exotiques

DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un procédé de stabilisation d'un substrat imprégné, modifié, pourvu de propriétés déterminées, en particulier de propriétés physiques, chimiques que le substrat en matériau comprenant du bois, par exemple le substrat en bois 10 ne possède pas naturellement. Ce procédé s'applique en particulier, au traitement des bois clairs à pousse rapide des zones tempérées, faiblement valorisés dans l'industrie du bois, en vue de leur conférer des propriétés comparables à celles de certaines essences précieuses de bois exotiques comme l'ébène, l'acajou ou le palissandre. Plus précisément, la présente invention a pour objectif de colorer le bois en modifiant sa couleur initiale par une coloration marquée du matériau dans la masse avec des teintes soutenues et homogènes proches du noir avec ou sans reflets de couleur comme le brun ou le rouge. En d'autres termes, le procédé de l'invention vise à obtenir un matériau comprenant du bois, tel que le bois, présentant des caractéristiques intrinsèques permettant d'imiter les bois précieux exotiques à partir d'essence de bois clair à pousse rapide naturellement abondants et bon marché dans les zones tempérées. Il s'agit donc d'une technique qui vise à trouver un produit de substitution aux bois exotiques précieux qui font l'objet actuellement d'une surexploitation dans les forêts tropicales. 30 Dans la présente invention, on entend généralement par matériau comprenant du bois un matériau comprenant une proportion majoritaire de bois. Par proportion majoritaire , on entend généralement que le matériau comprend au moins 50% en poids de bois. De préférence, ce matériau est constitué en 35 totalité de bois. De même, dans la description, le terme bois doit être généralement compris comme signifiant non seulement bois pur, mais aussi matériau comprenant du bois. 15 20 25 - 2 - Le bois peut être à l'état sec ou humide, éventuellement vert avec la présence de sève. On entend par composé ou produit organique hydrophobe polymérisable et/ou réticulable, un liquide apolaire susceptible de pénétrer dans la porosité du bois et de durcir sous l'action d'un catalyseur chimique, d'un rayonnement ionisant et/ou de la chaleur. On entend par imprégnation, l'incorporation dans la porosité ouverte du bois d'une ou plusieurs substances.

L'incorporation de composés organiques polymérisables et/ou réticulables après polymérisation et/ou réticulation entraîne une augmentation de la densité du substrat. On qualifie cette étape "densification" et permet d'obtenir un bois densifié. On entend par polymérisation et/ou réticulation, l'action de lier entre elles des chaînes de monomères ou d'oligomères de façon à former une structure solide de polymère à l'intérieur du matériau comprenant du bois. La polymérisation et/ou réticulation peut être réalisée par un rayonnement ionisant ou bien par thermocatalyse avec des sels d'étain, des peroxydes, etc. Dans le domaine de la décoration et de la préservation du bois, des revêtements de surface constitués par des résines, des lasures, des peintures et des vernis sont généralement utilisés [1-3]. L'utilisation des produits mentionnés précédemment se limite à un simple traitement de surface, très superficiel, dont la pénétration dans un substrat en bois est très faible ou inexistante à savoir généralement inférieure à 1 mm. Ces traitements sont peu durables, rapidement le revêtement qui protège le bois perd son étanchéité, se décolle de son substrat. Ce phénomène entraîne une dégradation très forte du bois qui perd l'homogénéité de sa teinte et qui perd aussi toute résistance vis-à-vis des agressions induites par l'humidité ou des organismes xylophages. Pour prévenir ce type de dégradation, il est donc nécessaire de renouveler le revêtement polymère en appliquant une nouvelle couche de produit. La principale limite de ces procédés de traitement de surface du bois est qu'ils nécessitent tous un entretien important et régulier des boiseries ainsi traitées. 30 35 5 10 15 20 25 35 - 3 - En outre, il est connu qu'il est possible pour colorer et consolider le bois, de procéder à une densification du bois en utilisant des méthodes physiques pour polymériser in situ des matières organiques préalablement teintées dans le bois. Ces traitements sont réalisés en deux étapes : une première étape d'imprégnation d'une résine liquide colorée d'un monomère précurseur du polymère final, suivie par la polymérisation proprement dite de la ladite résine [4]. La polymérisation peut se faire par catalyse chimique et/ou par utilisation de la chaleur et/ou par rayonnement ionisant, par exemple le rayonnement gamma, électronique ou ultraviolet. A l'aide de ces procédés de densification, on introduit da-1s la porosité naturelle du bois de la matière plastique colorée hydrophobe. Il est ainsi possible grâce à de tels "bois composites" d'améliorer sensiblement les propriétés mécaniques du bois naturel, en revanche, l'obtention de bois particulièrement foncé à partir de bois clair s'avère particulièrement difficile. Certaines zones du veinage du bois faiblement imprégnables conservent une couleur claire qui empêche la coloration complète et uniforme du bois, même en ayant recours à des concentrations importantes de colorant de teinte foncée. Il est aussi connu dans les documents [5-6] que des traitements thermiques complexes sont parfois utilisés pour améliorer la stabilité dimensionnelle du bois. Ces traitements thermiques induisent une coloration du bois plus ou moins accentuée selon la durée et la température de traitement. Néanmoins, il est avant tout recherché dans ce cas d'obtenir le brunissement minimum du bois et de conserver les propriétés mécaniques intactes. Dans ce contexte, la coloration des bois clairs sous l'effet de la chaleur est vue comme un inconvénient du traitement. Enfin, le document [7] mentionne l'association d'un traitement thermique avec une densification du bois, mais sans ajout de colorant, pour permettre de conserver les propriétés mécaniques altérées par le traitement thermique. Cependant, il n'est pas possible d'obtenir une couleur suffisamment foncée pour retrouver par exemple l'aspect d'un bois d'ébène. 10 15 20 25 30 35 -4 - II existe donc un besoin non satisfait pour un procédé qui permette de colorer dans leur volume les bois clairs afin d'obtenir un bois traité ayant l'aspect naturel des essences de bois exotiques. L'invention va maintenant être décrite plus en détail dans ce qui suit. Le but de l'invention est de fournir un procédé de traitement d'un substrat en un matériau comprenant du bois tel qu'un substrat en bois, qui ne présente pas les inconvénients, limitations, défauts et désavantages des procédés de l'art antérieur et qui apporte une solution aux problèmes des procédés de l'art antérieur. Ce but, et d'autres encore est atteint conformément à l'invention par un procédé de traitement d'un substrat en un matériau comprenant du bois, tel que le bois, dans lequel on associe successivement et dans l'ordre les quatre étapes a), b), c) et d) suivantes : a) le substrat comprenant du bois, tel que le bois, est traité thermiquement pour initier des réactions de torréfaction au sein du bois qui permettent sa coloration partielle dans son volume, b) un colorant soluble est introduit dans au moins un composé organique hydrophobe polymérisable/réticulable pour obtenir un mélange homogène de la couleur souhaitée; c) le substrat comprenant du bois, tel que le bois est mis en contact avec au moins le composé organique hydrophobe polymérisable/réticulable coloré dans l'étape b), moyennant quoi ledit composé pénètre dans la porosité ouverte du bois; d) ledit composé organique hydrophobe coloré est polymérisé/réticulé à l'intérieur du bois et durcit. L'étape a) peut être réalisée avant l'étape b) comme mentionné précédemment ou après l'étape d). Le choix de cet ordre dépendra des propriétés finales recherchées sur le bois. Si l'aspect dureté est privilégié l'étape a) précédera l'étape b). Dans le cas où la stabilité dimensionnelle vis-à-vis de l'humidité doit être favorisée, l'ordre du traitement pourra être inversé, c'est-à-dire l'étape a) sera réalisée après l'étape d). Il faut noter que les diminutions des propriétés mécaniques occasionnées par le traitement thermique a) sur le substrat en - 5 - bois sont largement compensées par l'amélioration de ces mêmes propriétés apportées par le composé organique hydrophobe après sa polymérisation et/ou réticulation in situ dans le bois. Le traitement thermique ou torréfaction a) est réalisé à une température supérieure à 100°C. Avantageusement, ledit traitement thermique est réalisé à une température comprise entre 100°C et 250°C. A des températures supérieures à 250°C, il y a un début de combustion ou de pyrolyse qui altère de manière trop significative l'aspect du bois (fissuration et déformations importantes). Cette torréfaction peut être mise en œuvre dans un four sous air ou dans une étuve étanche sous atmosphère contrôlée en taux d'oxygène et/ou en taux d'humidité. Ou bien, selon la présente invention, si l'étape a) est réalisée après l'étape d), il est possible de réaliser le traitement thermique à l'abri de l'oxygène dans un milieu liquide caloporteur, par exemple par immersion du substrat comprenant du bois dans un liquide ayant une température d'ébullition élevée comme des huiles, des liquides gras ou alcanes à longues chaînes carbonées. L'immersion dans le liquide caloporteur du bois préalablement imprégné et saturé du composé hydrophobe polymérisé permet d'éviter la pénétration dudit liquide caloporteur à l'intérieur de la porosité du bois. La durée du traitement thermique ou de torréfaction de l'étape a) est comprise entre 5 et 72 heures en fonction de la géométrie du substrat pour permettre une coloration uniforme dans la structure du bois et la disparition du veinage clair du bois. Afin d'éviter l'apparition de fissures, il est conseillé d'éviter un refroidissement brutal du substrat comprenant du bois après torréfaction du bois. Avantageusement il est recommandé de procéder au refroidissement avec une décroissance de la température dans le temps comprise entre 1°C/mn et 5°C/mn. Le traitement thermique du substrat s'accompagne, en plus de la coloration, d'une transformation du substrat qui se traduit par une perte de masse, une réduction du volume et une augmentation sensible de la porosité du bois. Avantageusement, le composé hydrophobe polymérisable de l'étape b) est choisi parmi les résines à base de styrène- - 6 - polyesters; les composés acryliques hydrophobes comme les méthacrylates, les composés insaturés comme l'éthylène, le propylène, les résines époxydes, les résines polyuréthanes ; les résines acrylonitriles et leurs mélanges. Avantageusement le colorant soluble de l'étape b) est un colorant soluble dans les solvants organiques qui permet la coloration du composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable par solubilisation en faible quantité. La quantité de colorant est comprise avantageusement entre 0.1 et 5% en masse dans le composé hydrophobe polymérisable/réticulable. Ces colorants sont choisis parmi les colorants industriels utilisés habituellement pour colorer les résines polyesters ou autres matières plastiques. Ces colorants doivent être solubles dans les solvants organiques comme l'éthanol, l'acétone ou les hydrocarbures aromatiques et permettent une bonne coloration avec des concentrations relativement faibles pour ne pas inhiber la polymérisation du composé hydrophobe coloré. 20 Selon l'invention, le substrat est mis en contact avec au moins un composé organique hydrophobe polymérisable/réticulable dans l'étape c). Avant polymérisation et/ou réticulation, le composé hydrophobe doit être généralement liquide à la température ambiante pour permettre l'imprégnation du bois par immersion dans un bain de traitement. En revanche, ledit composé hydrophobe doit être solide à la température ambiante après polymérisation et/ou réticulation. Afin de faciliter et d'accélérer l'imprégnation du substrat comprenant du bois selon l'étape c) de l'invention, il est possible avantageusement, avec ou sans chauffage dans les conditions décrites plus haut, de mettre en oeuvre une technique dite "technique vide-pression". Cette technique consiste à placer le substrat comprenant du bois à imprégner dans un autoclave sous vide, par exemple dans un autoclave sous un vide de 10 à 100 mbar afin de dégazer le substrat comprenant du bois, puis à réaliser la mise en contact proprement dite avec le composé organique hydrophobe coloré liquide sous pression, c'est-à-dire par exemple en établissant une pression sur le bain 10 15 25 30 35 - 7 - de traitement dans lequel se trouve immergé le substrat, par exemple une pression de 5 à 10 bars d'un gaz neutre comme de l'azote, pour forcer le liquide à pénétrer dans la porosité ouverte du substrat en un matériau comprenant du bois, tel que le bois. Après imprégnation du substrat en bois par le composé organique hydrophobe coloré liquide, la polymérisation/ réticulation dudit composé organique hydrophobe est effectuée soit par thermocatalyse, soit par rayonnement ionisant (gamma, électrons, Ultra Violet...). Dans le cas d'une polymérisation par thermocatalyse, il est nécessaire d'incorporer une faible quantité de catalyseur (quelques %) à la résine liquide avant l'imprégnation, le peroxyde de benzoyle est souvent employé.

Après imprégnation le bois imprégné est disposé dans une étuve pour provoquer la dissociation du peroxyde en radicaux libre et permettre la polymérisation de la résine. Dans le cas d'une polymérisation par rayonnements ionisants, l'ajout de catalyseur à la résine est inutile l'énergie apportée par le rayonnement ionisant permet la rupture des insaturations du monomère et une polymérisation à température ambiante de la résine est possible. L'énergie apportée par une irradiation gamma permet la polymérisation en profondeur de pièces massives de bois. La dose nécessaire à une polymérisation complète est d'environ 20 kGy sous un débit de dose d'environ 1kGy/heure. Le taux d'imprégnation par le composé hydrophobe est généralement de 50 à 100 en masse du matériau, ce qui traduit une imprégnation massive du bois et permettra d'augmenter significativement les propriétés mécaniques du substrat comprenant du bois. Le taux d'imprégnation est défini par la formule: (Masse _ finale _ après _ imprégnation ù Masse _initiale _ avant _imprégnation) Masse _initiale _ avant _imprégnation Le taux d'imprégnation est un critère pertinent pour évaluer la quantité de composé organique hydrophobe intégrée dans le substrat. Il traduit l'efficacité du traitement: un taux d'imprégnation élevé impliquera une bonne coloration du substrat et une densité élevée, donc une bonne dureté. - 8 - De préférence les étapes sont réalisées successivement dans l'ordre, a), b), c) puis d). Cependant, l'étape a) peut-être réalisée après l'étape d) par rapport à cet ordre préféré.

Lorsque l'étape a) est réalisée après l'étape dl, c'est-à-dire lorsque le traitement de coloration et de densification par imprégnation du bois précède le traitement thermique, le polymère est lui aussi soumis au traitement thermique. Il est préférable dans ce cas d'utiliser des composés hydrophobes polymérisables/réticulables thermoplastiques, pour leur permettrent de suivre les variations dimensionnelles du bois occasionnées par le traitement thermique. Le procédé selon l'invention met en œuvre une association d'étapes spécifiques, à savoir une étape a) de coloration par brunissement du substrat comprenant du bois par torréfaction à haute température, une étape (b) de préparation d'un composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable coloré à l'aide d'un colorant soluble, une étape c) d'imprégnation du substrat comprenant du bois par ledit composé organique hydrophobe préalablement coloré et une étape d) de polymérisation/réticulation dudit composé hydrophobe coloré in situ dans le bois. Une telle association intégrant ces quatre étapes spécifiques n'est ni décrite, ni suggérée dans l'art antérieur.

Les inventeurs ont été remarquablement surpris par la synergie existante dans la combinaison de deux traitements de coloration: la coloration induite par le traitement thermique associé à la coloration du produit hydrophobe polymérisable et/ou réticulable. Cette association des deux techniques permet d'obtenir des couleurs soutenues, homogènes particulièrement esthétiques et dans tout le volume du substrat comprenant du bois, tel que le bois, traité selon l'invention. Ce résultat est d'autant plus surprenant que lesdites techniques de coloration utilisées individuellement donnent des résultats médiocres en terme de coloration du bois (teintes hétérogènes) et qu'elles apparaissent remarquablement complémentaires lorsqu'elles sont associées dans un même procédé. - 9 - Le procédé selon l'invention est un procédé dont l'efficacité est basée sur des imprégnations qui mettent en oeuvre une association des techniques spécifiques qui ne présentent pas les inconvénients des procédés d'imprégnation de l'art antérieur. Les multiples avantages et les effets surprenants de l'invention peuvent être énumérés comme suit, sans que cette énumération soit considérée comme limitative: -A l'issue du traitement selon l'invention, le substrat comprenant du bois possède une couleur soutenue, parfois irisée selon les colorants choisis, parfaitement homogène dans tout son volume et présentant la qualité esthétique d'un bois exotique précieux. Si le colorant choisi est noir ou rouge, il est possible de se rapprocher de l'aspect des essences exotiques les plus nobles comme l'ébène, l'acajou ou le palissandre. Cette coloration du bois est conservée même après lessivage par une solution aqueuse car le colorant est bloqué par le composé hydrophobe polymérisé. - La présente invention permet d'utiliser des bois faiblement valorisés des zones tempérées comme les bois clairs: érable, charme, tilleul, bouleau, peuplier, eucalyptus, hêtre, pin, sapin, etc... pour les transformer en bois très résistants avec les mêmes caractéristiques que celles des essences exotiques précieuses qui font l'objet d'une surexploitation dans les forêts tropicales. Par conséquent, la présente invention favorise une politique de gestion durable des forêts. - Le coût du procédé, ainsi que l'accessibilité de la technologie nécessaire à la mise en oeuvre du procédé permettent son utilisation dans l'industrie. Notamment, les composés, mis en oeuvre selon l'invention qu'il s'agisse des colorants ou des 30 composés hydrophobes polymérisables/réticulables sont disponibles industriellement en grandes quantités et à des coûts modérés, ce qui rend viable la mise en oeuvre du traitement. - Le procédé de l'invention permet de traiter un substrat comprenant du bois, tel que le bois, en profondeur, dans son 35 volume, et ne se limite pas seulement à sa surface contrairement aux traitements par vitrification, lasure, vernis, peinture, huilage et autres produits de finition. 10 15 20 25 5 15 20 25 30 35 - l0 - - Les propriétés mécaniques du bois sont renforcées, il a notamment une bonne dureté et une très bonne résistance à l'usure, à la traction, à la compression et au poinçonnement. - Le bois présente une très bonne résistance contre les organismes vivants xylophages comme les champignons, les bactéries ou les insectes. - Le procédé peut être mis en oeuvre pour des bois secs, mais aussi pour des bois humides, car la première étape a) peut être réalisée à partir de bois humide. - Le bois traité selon l'invention présente une bonne stabilisation dimensionnelle vis-à-vis de l'humidité. Notamment l'instabilité naturelle initiale du bois est généralement divisée par deux à l'issue du traitement selon l'invention. -Le matériau composite obtenu par le procédé selon l'invention n'est pas toxique et ne libère pas de substances toxiques durant toute sa durée de vie. Contrairement à du bois seul, le matériau obtenu par le procédé selon l'invention peut être défini comme un matériau composite bois-plastique qui possède des caractéristiques qui le rendent aptes à de nombreuses utilisations pour se substituer aux essences de bois exotique les plus nobles. Ce nouveau matériau composite, qui devient ainsi un bois exotique artificiel est particulièrement destiné à la coutellerie, la joaillerie (montre, bracelet, collier, ...), l'ameublement, la marqueterie, et de manière générale à tout élément décoratif constitué de bois: intérieurs de bâtiments avec des revêtements de sol et de mur ou boiseries dans les bateaux et les automobiles. L'invention va maintenant être décrite en :_éférence à deux exemples, donnés à titre illustratif et non limitatif. Exemple 1: Dix lames de charme clair de dimension 133x54xllmm sont traitées suivant la présente invention, le protocole de traitement choisi est l'étape a) avant l'étape b). Etape a) Les lames séchées environ à 10 % humidité sont disposées dans une étuve à l'air dont la température est fixée à 195°C. Ce traitement thermique se poursuit pendant 40 heures. Les lames sont ensuite sorties, pesées et mises à refroidir - 11 - avant le traitement d'imprégnation. A ce stade, les lames ont pris une couleur marron-brun, plus ou moins clair, homogène dans tout le volume du bois avec disparition de toutes traces claires dans le bois. Etape b) Une résine liquide de type polyester en solution dans du styrène est ensuite teintée en noir par mélange avec un colorant noir Ciba ORASOL à 1% en masse. Le colorant est ajouté à la résine, l'ensemble est maintenu sous agitation constante pendant 24 heures pour permettre une bonne dispersion du colorant dans la résine. Etape c) L'imprégnation des lames est réalisée dans un réacteur. Celles-ci sont introduites dans le réacteur dans lequel un vide primaire est réalisé. La dépression faite dans l'autoclave permet de dégazer le bois, et permet également, par 15 aspiration, le remplissage de l'autoclave, par la résine styrène- polyester coloré. La viscosité de la résine est égale à 100 centipoises. Pendant toute la durée de l'imprégnation, les lames sont immergées dans la résine. Une surpression d'azote de 5 bars est appliquée dans le réacteur pour faciliter la bonne pénétration de la résine dans tout le volume du bois. La durée de l'imprégnation est de 16 heures. Etape d) A l'issue de l'imprégnation, les lames sont extraites du réacteur pour procéder à la dernière étape du traitement : la polymérisation de la résine ln situ dans le bois. La polymérisation permet de durcir le produit hydrophobe coloré in situ dans le bois afin de bloquer le colorant à l'intérieur du substrat en charme. La polymérisation est réalisée par irradiation gamma des lames de bois au moyen de sources de cobalt 60. La dose nécessaire à une polymérisation complète de la résine est d'environ 20 kGy sous .In débit de dose 1 kGy par heure. L'irradiation des lames s'est faite à température et sous atmosphère ambiantes. Le tableau ci-après rend compte des quantités de matière plastique intégrées dans chaque lame de bois. Le traitement thermique initial ou torréfaction a aussi augmenté la porosité du substrat ; ce qui a permis dans cet exemple d'atteindre des taux d'imprégnation supérieurs à 65% massique. 10 20 25 30 35 - 12 - Masse Av Masse Ap Perte de Masse Masse Taux traitement traitement Masse en Av imp Ap imp imp. temp (g) temp (g) % (g) (g) % A 74,3 54 27 54 ? ? B 71,2 54,3 24 54,3 90 66 C 63,5 47,8 25 47,8 83,6 75 D 67,6 52,5 22 52,5 85,6 63 E 66,4 50,6 24 50,6 86,3 71 F 69,4 52,3 25 52,3 87,5 67 G 64,3 48,4 25 48,4 83,6 73 H 71,8 53,6 25 53,6 87,6 63 I 68,5 49,5 28 49,5 84,8 71 J 63,8 46 28 46 79,9 74 En fin de traitement, nous obtenons un composite bois-plastique parfaitement coloré en noir dans son volume de manière homogène avec une densité finale du substrat supérieure à 1. Ces modifications radicales du substrat initial, permettent de créer un nouveau matériau qui présente toutes les caractéristiques (esthétique et mécanique) de l'ébène.

Exemple 2: Dix lames de charme clair de dimension 148x50x6mm sont traitées suivant la présente invention. Le protocole de traitement choisi est la phase a) après la phase d). Etape b) Une résine liquide de type méthacrylate de méthyle est teintée en noir par mélange avec un colorant noir Ciba ORASOL à 1% en masse. Le colorant est ajouté à la résine. L'ensemble est maintenu sous agitation constante pendant 24 heures pour permettre une bonne dispersion du colorant dans la résine de méthacrylate de méthyle. Etape c) L'imprégnation des lames s'est faite dans un réacteur. Celles-ci sont introduites dans le réacteur où un vide primaire est réalisé. La dépression obtenue dans l'autoclave permet de dégazer le bois et permet également par aspiration le remplissage de l'autoclave par la résine méthacrylate de méthyle coloré. La viscosité de la résine est égale à 1 centipoise. 25 30 35 5 10 15 20 30 35 - 13 - Pendant toute la durée de l'imprégnation, les lames sont immergées dans la résine. Une surpression d'azote de 5 bars est appliquée dans le réacteur pour faciliter la bonne pénétration de la résine dans tout le volume du bois. La durée de l'imprégnation est de 8 heures. Etape d) A l'issue de l'imprégnation, les lames sont extraites du réacteur pour procéder au traitement de polymérisation de la résine in situ dans le bois. La polymérisation permet de durcir le produit hydrophobe coloré. La polymérisation est réalisée par irradiation gamma des lames de bois au moyen de sources de cobalt 60. La dose nécessaire à une polymérisation complète de la résine est d'environ 20 kGy sous un débit de dose 1 kGy par heure. L'irradiation des lames s'est faite à température et sous atmosphère ambiantes. A ce stade nous disposons de lames de charme teintées dans tout le volume, mais certaines veines du bois qui ne sont pas imprégnables gardent la couleur claire initiale du charme. Seule l'étape du traitement thermique/torréfaction permet de mod:_fier la couleur de ces zones, car même une augmentation de la durée d'imprégnation, de la surpression d'azote ou de la quantité de colorant dissout dans la résine ne permet pas de faire disparaître ces veines claires. Etape a) Pour limiter les déformations sur les lames de bois, le traitement thermique est réalisé par immersion des lames densifiées dans l'huile de lin. La température du bain d'huile est ensuite maintenue à 190°C pendant 16 heures. En fin de traitement, nous obtenons un composite bois-plastique parfaitement coloré dans son volume de manière homogène (les zones claires ont disparu) avec une densité finale du substrat supérieur à 1. Les qualités de dureté du substrat son améliorées et les variations de volume des lames sont réduites entre l'état initial du bois et l'état final. La ressemblance avec de l'ébène est dans ce cas flagrante.

Les principaux résultats sont résumés dans le tableau suivant. Il est à noter que les taux d'imprégnation sont compris entre 30 et 50% massique. -14 - Masse Ap Taux Masse Ap Masse Av imp et d'imp en Masse Av trait imp (g) irrad (g) % trait ther ther I 27,8 38,7 39 38,7 38,9 H 30,6 42 37 42 41,6 G 34,2 50 46 50 46,2 F 35,6 50,5 42 50,5 46,7 ^ 34,4 49,4 44 49,4 ? M 30,3 44,7 48 44,7 43 L 34 50,1 47 50,1 45,9 K 34,5 51,5 49 51,5 47,1 J 34,1 46,5 36 46,5 42,8 REFERENCES [1] Goland V.A., Khinskaya O.V., Mikhailova I.A., Procedure for treating and preserving wood to harden surface layer includes coating surface of wood with impregnating composition base on polymers, brevet GB-A62100288. [2] Matsushita Electric Works, Ltd., Preparation of inorganic board having finished surface by laying wooden plate or core of urethane resin and binder, thenshaped and cold pressing, brevet JP 59088383, 1984, Japon. [3] Park S.B., Development of surface improvementy technique of Japanese larch flooring board, Journal of the Korean Wood Science and Technology, 1999, 27(3), 31-38. [4] Kenaga D.L., Stabilisation of wood and wood products with vinyl compounds. Brevets US 3 077 417 à 3 077 42C. [5] Guyonnet R., Bourgeois J., Procédé de fabrication d'un matériau ligno-cellulosique par traitement thermique. Brevet N° FR 2 604 942 [6] Guyonnet R., Procédé de traitement du bois à étape de transition vitreuse. Brevet N° FR 2 751 579. [7] Guyonnet R., Gohar P., Procédé de traitement du bois par imprégnation, Brevet N° 2 755 054.35

Claims (4)

REVENDICATIONS

1- Procédé de traitement chimique de substrats comprenant du bois clair en un matériau ayant le même aspect et les mêmes propriétés que les bois exotiques précieux caractérisé en ce qu'il associe successivement dans l'ordre les quatre étapes suivantes . a) le substrat comprenant du bois, tel que le bois, est traité thermiquement pour initier des réactions de torréfaction au sein du bois qui permettent sa coloration partielle dans son volume, b) un colorant soluble est introduit dans au moins un composé organique hydrophobe polymérisable/réticulable pour obtenir un mélange homogène de la couleur souhaitée; c) le substrat comprenant du bois, tel que le bois est mis en contact avec au moins le composé organique hydrophobe polymérisable/réticulable coloré dans l'étape b), moyennant quoi ledit composé organique pénètre dans la porosité ouverte du bois; d) ledit composé organique hydrophobe coloré est polymérisé/réticulé à l'intérieur du bois et durcit.

2 - Procédé selon la revendication 1, pour lequel l'étape a) peut être réalisée après l'étape d).

3 - Procédé selon les revendications 1 et 2, pour lequel le traitement thermique de torréfactions de l'étape a) est réalisé sous air ou sous atmosphère contrôlée en taux d'oxygène et/ou en taux d'humidité à des températures comprises entre 100°C et 250°C, pendant des durées comprises entre 5 et 72 heures.

4 - Procédé selon la revendication 2, pour lequel le traitement thermique de torréfaction de l'étape a) est réalisé dans un liquide caloporteur comme des huiles, des liquides gras ou des alcanes à grandes chaînes carbonées à des températures comprises entre 100°C et 250°C, pendant des durées comprises entre 5 et 72 heures. 30 35- 16 - - Procédé selon les revendications 1 et 2, pour lequel le composé hydrophobe polymérisable/réticulable est choisi parmi les composés des familles de résines organiques suivantes: styrène-polyesters; les acryliques hydrophobes comme les 5 méthacrylates, les composés insaturés comme l'éthylène, le propylène, les résines époxydes, les résines polyuréthanes, les résines acrylonitriles et leurs mélanges 6 - Procédé selon les revendications 1 et 2, pour lequel le colorant soluble dans le composé hydrophobe de l'étape b) est choisi parmi les colorants commerciaux solubles dans les solvants organiques comme l'éthanol, l'acétone et les hydrocarbures aromatiques. 7 - Procédé selon la revendication 6, pour lecuel le colorant soluble dans le composé hydrophobe de l'étape b) est rouge ou noir. 8 - Procédé selon la revendication 6, pour lequel la quantité de colorant soluble dans le composé hydrophobe polymérisable/réticulable de l'étape b) est comprise entre 0,1 et 5% en masse. 9 - Procédé selon les revendications 1 et 2, pour lequel le substrat comprenant du bois est mis en contact avec le composé hydrophobe polymérisable/réticulable coloré par immersion dans un bain de traitement liquide. 10 - Procédé selon les revendications 8 et 9, pour lequel le substrat comprenant du bois à traiter est placé dans un autoclave sous vide, puis mis sous pression de gaz neutre en contact avec le composé hydrophobe polymérisable/réticulable à l'état liquide. 11 - Procédé selon les revendications 1 et 2, pour lequel le composé hydrophobe coloré est polymérisé/réticulé in-situ dans le bois par thermocatalyse ou par rayonnement ionisant (gamma, électron, Ultra Violet).- 17 - 12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le substrat comprenant du bois clair est choisi parmi les essences de bois suivantes: érable, charme, tilleul, bouleau, peuplier, eucalyptus, hêtre, pin, sapin. 10 15 20 25 30 35