FR3059662A1 - PROCESS FOR PRODUCING PLASTER PLATES - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une plaque de plâtre comprenant la préparation d'une mousse à partir d'un mélange comprenant de l'eau et un agent moussant ; la préparation d'une gâchée principale comprenant de l'eau du plâtre et la mousse préparée précédemment ; et la mise en forme de la gâchée principale pour obtenir la plaque de plâtre ; caractérisé en ce que l'agent moussant comprend des sels de sulfonates d'alpha-oléfine et en ce que le plâtre comprend des polysiloxanes réticulés. La présente invention concerne également une plaque de plâtre obtenue par ce procédé, ainsi que son utilisation pour l'aménagement intérieur dans les bâtiments.The present invention relates to a method of manufacturing a gypsum board comprising preparing a foam from a mixture comprising water and a foaming agent; preparing a main batch comprising plaster water and the foam previously prepared; and shaping the main mix to obtain the gypsum board; characterized in that the foaming agent comprises alpha-olefin sulphonate salts and that the plaster comprises cross-linked polysiloxanes. The present invention also relates to a plasterboard obtained by this method, as well as its use for interior design in buildings.
Description
© N° de publication : 3 059 662 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)© Publication no .: 3,059,662 (to be used only for reproduction orders)
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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
PROCEDE DE FABRICATION DE PLAQUES DE PLATRE.PROCESS FOR MANUFACTURING PLASTERBOARDS.
FR 3 059 662 - A1 \A) La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une plaque de plâtre comprenant la préparation d'une mousse à partir d'un mélange comprenant de l'eau et un agent moussant; la préparation d'une gâchée principale comprenant de l'eau du plâtre et la mousse préparée précédemment; et la mise en forme de la gâchée principale pour obtenir la plaque de plâtre; caractérisé en ce que l'agent moussant comprend des sels de sulfonates d'alphaoléfine et en ce que le plâtre comprend des polysiloxanes réticulés. La présente invention concerne également une plaque de plâtre obtenue par ce procédé, ainsi que son utilisation pour l'aménagement intérieur dans les bâtiments.FR 3 059 662 - A1 \ A) The present invention relates to a process for manufacturing a plasterboard comprising the preparation of a foam from a mixture comprising water and a foaming agent; the preparation of a main mix comprising plaster water and the foam previously prepared; and shaping the main batch to obtain the plasterboard; characterized in that the foaming agent comprises salts of alphaolefin sulfonates and in that the plaster comprises crosslinked polysiloxanes. The present invention also relates to a plasterboard obtained by this process, as well as its use for interior fittings in buildings.
ii
PROCEDE DE FABRICATION DE PLAQUES DE PLATREPROCESS FOR MANUFACTURING PLASTERBOARDS
La présente invention concerne un procédé de fabrication de plaques de plâtre, une plaque de plâtre obtenue par ce procédé, ainsi que son utilisation pour l’aménagement intérieur dans les bâtiments.The present invention relates to a method of manufacturing plasterboard, a plasterboard obtained by this process, as well as its use for interior design in buildings.
Le plâtre, de formule chimique CaSÛ4, Vi H2O, résulte de la calcination du gypse naturel ou synthétique. En présence d’eau, le gypse calciné subit une réaction d’hydratation et se transforme à nouveau en dihydratê de sulfate de calcium (CaSÜ4.2 H2O : gypse). Le plâtre en tant que tel est donc un matériau de choix du point de vue du recyclage. Si le recyclage des déchets de plâtre internes est une voie qui a été développée dans les usines de fabrication de plaques de plâtre comme alternative durable à l’enfouissement, des difficultés persistent pour intégrer l’ensemble des recyclés dans la filière de recyclage.Plaster, with the chemical formula CaS04, Vi H 2 O, results from the calcination of natural or synthetic gypsum. In the presence of water, the calcined gypsum undergoes a hydration reaction and is again transformed into calcium sulfate dihydrate (CaSÜ4.2 H 2 O: gypsum). Plaster as such is therefore a material of choice from the point of view of recycling. While recycling internal plaster waste is a path that has been developed in plasterboard factories as a sustainable alternative to landfilling, difficulties persist in integrating all of the recycled into the recycling process.
Les plaques de plâtre sont des panneaux comprenant une couche de plâtre entre deux feuilles de parement généralement en carton. Industriellement, le procédé de fabrication de plaques de plâtre comprend trois étapes principales : la mise en forme, la prise et le séchage. Lors de l’étape de mise en forme de la plaque de plâtre, une gâchée est réalisée en continu dans un mélangeur à partir de plâtre, d’eau et d’autres ingrédients spécifiques pour adapter les propriétés de la gâchée et/ou du produit final. Il est notamment connu d’ajouter des agents moussant ou de la mousse directement afin de réduire la densité des plaques de plâtre.Plasterboards are panels comprising a layer of plaster between two facing sheets, generally made of cardboard. Industrially, the plasterboard manufacturing process comprises three main stages: shaping, setting and drying. During the plasterboard shaping step, a batch is made continuously in a mixer from plaster, water and other specific ingredients to adapt the properties of the batch and / or the product. final. It is known in particular to add foaming agents or foam directly in order to reduce the density of the plasterboard.
Des agents hydrofuges peuvent être ajoutés au plâtre pour améliorer sa résistance à l’humidité. L'utilisation de siloxanes, tels que des polyalkylhydrogénosiloxanes, sont notamment connus pour hydrofuger le plâtre dans la masse. Après hydrolyse, par exemple sous l’effet de la chaleur et/ou du pH, les polyalkylhydrogénosiloxanes conduisent à la formation de réseaux polyalkylhydrogénosiloxaniques hydrophobes (polysiloxanes réticulés). De tels produits de plâtre hydrofuges posent d’énormes problèmes au recyclage, surtout lorsque l’agent hydrofugeant utilisé est à base de siloxanes. Une fois réticulés, ces agents hydrofuges, même à de très faibles concentrations, ont en effet tendance à casser les mousses introduites pour réguler la densité des plaques de plâtre. Afin d’éviter la production de produits non conformes qui affecteraient la productivité, il est généralement nécessaire de limiter, voire d’éviter, l’utilisation de recyclés hydrofuges. La stabilité de la mousse étant extrêmement sensible à la présence de polysiloxanes réticulés, la proportion de tels recyclés hydrofuges dans les procédés de fabrication de plaques de plâtre est bien inférieure à 1 % en poids du total de plâtre. Il en va de même pour les recyclés externes dont la composition n’est pas maîtrisée.Water repellents can be added to plaster to improve its resistance to humidity. The use of siloxanes, such as polyalkylhydrogensiloxanes, are especially known for waterproofing plaster in the mass. After hydrolysis, for example under the effect of heat and / or pH, the polyalkylhydrogenosiloxanes lead to the formation of hydrophobic polyalkylhydrogenosiloxane networks (crosslinked polysiloxanes). Such water-repellent plaster products pose huge problems for recycling, especially when the water-repellent used is based on siloxanes. Once crosslinked, these water-repellent agents, even at very low concentrations, tend to break the foams introduced to regulate the density of the plasterboard. In order to avoid the production of non-compliant products that would affect productivity, it is generally necessary to limit, or even avoid, the use of recycled water-repellents. As the stability of the foam is extremely sensitive to the presence of crosslinked polysiloxanes, the proportion of such recycled water-repellents in the plasterboard manufacturing processes is much less than 1% by weight of the total plaster. The same is true for external recyclers whose composition is not under control.
Afin de réduire davantage l’impact environnemental de l’industrie plâtrière, il existe une forte demande pour pouvoir augmenter la part de recyclé dans les procédés de fabrication. Cela passe notamment par l’intégration de l’ensemble des recyclés de plâtre, notamment les recyclé hydrofuges et les recyclés externes, dans la filière de recyclage. Dans ce contexte, la Demanderesse propose un procédé de fabrication de plaques de plâtre comprenant :In order to further reduce the environmental impact of the plastering industry, there is a strong demand to be able to increase the share of recycled in the manufacturing processes. This notably involves the integration of all recycled plaster, in particular water-repellent recycled and external recycled, into the recycling sector. In this context, the Applicant proposes a process for manufacturing plasterboard comprising:
la préparation d’une mousse à partir d’un mélange comprenant de l’eau et un agent moussant ;preparing a foam from a mixture comprising water and a foaming agent;
la préparation d’une gâchée principale comprenant de l’eau, du plâtre et la mousse préparée précédemment ; et la mise en forme de la gâchée principale pour obtenir la plaque de plâtre ;the preparation of a main batch comprising water, plaster and the foam previously prepared; and shaping the main batch to obtain the plasterboard;
caractérisé en ce que l’agent moussant comprend des sels de sulfonates d’alpha-oléfine et en ce que le plâtre comprend du recyclé hydrofuge.characterized in that the foaming agent comprises salts of alpha-olefin sulfonates and in that the plaster comprises recycled water-repellent.
Le terme « plâtre » au sens de la présente invention désigne en général aussi bien le plâtre pris, c’est-à-dire le dihydrate de sulfate de calcium (CaSCL, 2 H2O), que le plâtre non pris, c’est-à-dire l’hémihydrate de sulfate de calcium (08804//2 1320). L’expression «plaque de plâtre» désigne par exemple le produit fini formé par du plâtre pris mais également une plaque de plâtre en cours de fabrication dans laquelle le plâtre n’est pas entièrement pris. Dans certain cas le terme «plâtre» sera cependant compris au sens strict, c’est-à-dire désignant l’hémihydrate de sulfate de calcium. Cela est évident par exemple lorsque le terme « plâtre » est utilisé en référence à la matière première pour la préparation des gâchées. De même, lorsqu’il est fait référence à une quantité par rapport au poids sec de plâtre, ce dernier est considéré sous sa forme hémihydrate de sulfate de calcium.The term “plaster” within the meaning of the present invention generally designates both the plaster taken, that is to say calcium sulphate dihydrate (CaSCL, 2 H 2 O), and the plaster not taken, it i.e. calcium sulfate hemihydrate (08804 // 2 1320). The expression “plasterboard” designates for example the finished product formed by plaster taken, but also a plasterboard during manufacture in which the plaster is not entirely taken. In certain cases the term “plaster” will however be understood in the strict sense, that is to say designating the hemihydrate of calcium sulphate. This is evident, for example, when the term "plaster" is used in reference to the raw material for the preparation of mixes. Similarly, when reference is made to an amount relative to the dry weight of plaster, the latter is considered in its form calcium sulphate hemihydrate.
L’expression « recyclé hydrofuge » au sens de la présente invention désigne du plâtre recyclé à partir de produits à base de plâtre hydrofuge ou comprenant des produits de plâtre hydrofuges, notamment des plaques de plâtre ou des carreaux de plâtre hydrofuges. Un tel recyclé hydrofuge désigne notamment du plâtre recyclé comprenant des polysiloxanes réticulés. La quantité de polysiloxanes réticulé peut varier en fonction de l’origine du recyclé. Il peut contenir typiquement au moins 5 ppm, voire au moins 10 ppm ou au moins 50 ppm et jusqu’à 10000 ppm, voire jusqu’à 5000 ppm ou jusqu’à 1000 ppm en poids de polysiloxanes réticulés par rapport au poids sec de plâtre.The expression "recycled water repellent" in the sense of the present invention designates plaster recycled from products based on water repellent plaster or comprising products of water repellent plaster, in particular plasterboard or tiles of water repellent plaster. Such recycled water repellant designates in particular recycled plaster comprising crosslinked polysiloxanes. The amount of crosslinked polysiloxanes may vary depending on the origin of the recycled material. It can typically contain at least 5 ppm, or even at least 10 ppm or at least 50 ppm and up to 10,000 ppm, or even up to 5,000 ppm or up to 1,000 ppm by weight of crosslinked polysiloxanes relative to the dry weight of plaster .
La Demanderesse a remarqué qu’il était possible de stabiliser la mousse introduite dans la gâchée principale par l’utilisation d’un agent moussant comprenant des sels de sulfonates d’alpha-oléfine, et ce indépendamment de la proportion de recyclé hydrofuge contenu dans le plâtre. Le procédé selon l’invention permet donc l’utilisation d’une plus grande proportion de recyclés hydrofuges ou de recyclés externes (dont la composition n’est pas maîtrisée et peut varier considérablement).The Applicant has noticed that it is possible to stabilize the foam introduced into the main batch by the use of a foaming agent comprising salts of alpha-olefin sulfonates, and this independently of the proportion of recycled water-repellent contained in the plaster. The method according to the invention therefore allows the use of a greater proportion of water-repellent recycled or external recycled (the composition of which is not controlled and can vary considerably).
La gâchée principale comprend typiquement, pour 100 parts en poids de plâtre, 40 à 200 parts, de préférence 50 à 150 parts d’eau, et 2 à 10 parts de mousse obtenue à partir d’un mélange d’eau et d’un agent moussant comprenant des sels de sulfonates d’alpha-oléfine.The main mix typically comprises, for 100 parts by weight of plaster, 40 to 200 parts, preferably 50 to 150 parts of water, and 2 to 10 parts of foam obtained from a mixture of water and a foaming agent comprising salts of alpha-olefin sulfonates.
Le plâtre utilisé dans le procédé selon l’invention comprend généralement au moins 1 %, de préférence au moins 5 %, plus préférentiellement au moins 10 %, voire au moins 15 % ou au moins 20 %, et jusqu’à 50 %, voire jusqu’à 40 % ou jusqu’à % en poids de recyclé hydrofuge par rapport au poids sec total de plâtre.The plaster used in the process according to the invention generally comprises at least 1%, preferably at least 5%, more preferably at least 10%, or even at least 15% or at least 20%, and up to 50%, even up to 40% or up to% by weight of recycled water repellent relative to the total dry weight of plaster.
L’agent moussant comprend typiquement au moins 50 %, de préférence au moins 60 %, voire au moins 70 %, au moins 80 % ou au moins 90 % et jusqu’à 100 %, voire jusqu’à 95 % en poids de sels de sulfonates d’alpha-oléfine. Dans un mode de réalisation particulier, l’agent moussant est choisi parmi les sels de sulfonates d’alphaoléfine, à l’exclusion de tout autre agent moussant.The foaming agent typically comprises at least 50%, preferably at least 60%, or even at least 70%, at least 80% or at least 90% and up to 100%, even up to 95% by weight of salts of alpha-olefin sulfonates. In a particular embodiment, the foaming agent is chosen from the salts of alpha-olefin sulfonates, to the exclusion of any other foaming agent.
Les sels de sulfonates d’alpha-oléfine selon l’invention sont typiquement obtenus à partir d’alpha-oléfines ayant une chaîne carbonée en CIO à C20, de préférenceThe sulfonate salts of alpha-olefins according to the invention are typically obtained from alpha-olefins having a carbon chain from CIO to C20, preferably
02 à 08, plus préférentiellement de 04 à 06, ou d’un mélange de telles alphaoléfines, selon des procédés connus de sulfonation (par exemple par réaction avec du trioxyde de soufre suivi d’une hydrolyse puis neutralisation). De tels sels de sulfonates d’alpha-oléfine peuvent contenir des sels solubles dans l’eau d’acides monosulfonique d’oléfine, d’acides disulfonique d’oléfine, d’acide monosulfonique d’hydroxyalkane, d’acides disulfonique d’hydroxyalkane, et leurs mélanges. Le cation des sels de sulfonates d’alpha-oléfine est généralement un ion sodium mais d’autres sels de métal alcalin, des sels d’ammonium ou d’autres sels solubles dans l’eau peuvent également être utilisés.02 to 08, more preferably from 04 to 06, or a mixture of such alphaolefins, according to known sulphonation processes (for example by reaction with sulfur trioxide followed by hydrolysis then neutralization). Such alpha-olefin sulfonate salts may contain water-soluble salts of olefin monosulfonic acids, olefin disulfonic acids, hydroxyalkane monosulfonic acid, hydroxyalkane disulfonic acids , and mixtures thereof. The cation of the alpha-olefin sulfonate salts is generally a sodium ion, but other alkali metal salts, ammonium salts or other water-soluble salts can also be used.
La mousse est obtenue à partir d’eau comprenant typiquement 0,01 %, voire 0,05 %, ou 0,1 % à 2 %, voire 1 %, ou 0,8 % d’agent moussant, par mélange avec de l’air dans un générateur de mousse statique ou dynamique. La quantité d’air introduite est déterminée en fonction de la masse volumique souhaitée pour la mousse. Elle présente généralement une masse volumique de 50, voire 80 ou 100 g/L à 300, voire 250 ou 200 g/L.The foam is obtained from water typically comprising 0.01%, even 0.05%, or 0.1% to 2%, even 1%, or 0.8% of foaming agent, by mixing with l in a static or dynamic foam generator. The amount of air introduced is determined according to the density desired for the foam. It generally has a density of 50, even 80 or 100 g / L to 300, even 250 or 200 g / L.
La gâchée principale peut comprendre d’autres additifs, notamment des additifs de processabilité permettant d’adapter les propriétés de la gâchée en fonction des conditions de fabrication ainsi que d’autres agents fonctionnels permettant de modifier les propriétés finale de la plaque de plâtre. Les additifs de processabilité bien connus de l’homme du métier peuvent être notamment des agents d’adhésion, des accélérateurs de prise, des retardateurs de prise, des agents fluidifiants. Les agents fonctionnels également bien connus de l’homme du métier peuvent être des agents biocides, des agents hydrofugeants, des agents anti-feu ou des agents de renforcement.The main batch can include other additives, in particular processability additives making it possible to adapt the properties of the batch according to the manufacturing conditions as well as other functional agents making it possible to modify the final properties of the plasterboard. Processability additives well known to those skilled in the art can in particular be adhesion agents, setting accelerators, setting retarders, thinning agents. Functional agents also well known to those skilled in the art can be biocidal agents, water-repellent agents, fire-fighting agents or reinforcing agents.
II est à noter que, contrairement à ce que l’on pourrait penser, l’utilisation de recyclé hydrofuge pour la production de plaques de plâtre n’apporte aucune propriété hydrofuge aux plaques de plâtre ainsi produites. L’utilisation d’un agent hydrofugeant est donc nécessaire pour la fabrication de plaques de plâtre hydrofiiges, même lorsque le plâtre comprend du recyclé hydrofuge. Or, il a été observé que l’utilisation conjointe d’un agent hydrofugeant et de recyclé hydrofuge dans la fabrication de plaque de plâtre a un effet synergique négatif sur la stabilité des mousses obtenues avec des agents moussants classiques utilisés dans l’industrie plâtrière tels que les agents moussants de type alkyléthersulfates ou alkylsulfates. Le procédé selon l’invention mettant en œuvre un agent moussant comprenant des sels de sulfonates d’alpha-oléfine n’est au contraire pas significativement affecté par la présence simultanée d’agents hydrofugeants et de recyclé hydrofuge. Le procédé selon l’invention est donc particulièrement avantageux pour la fabrication de plaques de plâtre hydrofuges à partir de plâtre comprenant du recyclé hydrofuge.It should be noted that, contrary to what one might think, the use of recycled water repellent for the production of plasterboard does not bring any water repellent property to the plasterboard thus produced. The use of a water repellent is therefore necessary for the manufacture of water-repellent plasterboard, even when the plaster includes recycled water-repellent. However, it has been observed that the joint use of a water-repellent agent and recycled water-repellent in the manufacture of plasterboard has a negative synergistic effect on the stability of the foams obtained with conventional foaming agents used in the plastering industry such as as foaming agents of the alkyl ether sulphate or alkyl sulphate type. The process according to the invention using a foaming agent comprising salts of alpha-olefin sulfonates is on the contrary not significantly affected by the simultaneous presence of water-repellent agents and water-repellent recycled material. The process according to the invention is therefore particularly advantageous for the manufacture of water-repellent plasterboard from plaster comprising recycled water-repellent.
Ainsi, dans un mode de réalisation particulier, la gâchée principale comprend un agent hydrofugeant. Celui-ci peut être ajouté soit à la mousse avant son introduction dans la gâchée principale, soit à la gâchée principale au moment de sa préparation. La gâchée principale comprend typiquement de 0,01 parts, voire 0,1 parts ou 0,5 parts à 5 parts, voire 2 parts ou 1 parts d’un agent hydrofugeant pour 100 parts en poids de plâtre. L’agent hydrofugeant est de préférence choisi parmi les polyalkylhydrogénosiloxanes, notamment parmi les polyméthylhydrogénosiloxanes (PMHS). Les polyalkylhydrogénosiloxanes sont des agents hydrofugeants bien connus de l’industrie plâtrière, et décrits par exemple dans US 5,135,805, US 5,624,418 ou WO 99/50200. Les polyalkylhydrogénosiloxanes selon l’invention présentent de préférence le motif de répétition suivant -[SiH(R)-O]-, dans lequel R est un alkyl en ClC4, de préférence un méthyl.Thus, in a particular embodiment, the main mix comprises a water-repellent agent. This can be added either to the foam before its introduction into the main batch, or to the main batch at the time of its preparation. The main mix typically includes 0.01 parts, or even 0.1 parts or 0.5 parts to 5 parts, or even 2 parts or 1 parts of a water repellant per 100 parts by weight of plaster. The water-repellent agent is preferably chosen from polyalkylhydrogenosiloxanes, in particular from polymethylhydrogenosiloxanes (PMHS). Polyalkylhydrogensiloxanes are water repellents well known in the plastering industry, and described for example in US 5,135,805, US 5,624,418 or WO 99/50200. The polyalkylhydrogensiloxanes according to the invention preferably have the following repeating unit - [SiH (R) -O] -, in which R is a C 1 -C 4 alkyl, preferably methyl.
La gâchée principale peut également comprendre, pour 100 parts en poids de plâtre, chacun des additifs suivants indépendamment ou en combinaisons :The main batch can also include, for 100 parts by weight of plaster, each of the following additives independently or in combinations:
0,05 à 3 parts d’accélérateur de prise, par exemple le sulfate de calcium hydraté ou le sulfate de potassium ;0.05 to 3 parts of setting accelerator, for example hydrated calcium sulphate or potassium sulphate;
0,05 à 15 parts d’un agent d’adhésion, par exemple un poly(acétate de vinyl), un poly(alcool vinylique), un amidon, notamment préalablement traité avec un acide ou pré-gélatinisé, une dextrine ou une farine végétale, notamment de blé ou de maïs ;0.05 to 15 parts of an adhesion agent, for example a poly (vinyl acetate), a poly (vinyl alcohol), a starch, especially pretreated with an acid or pre-gelatinized, a dextrin or a flour vegetable, especially wheat or corn;
0,001 à 10 parts d’un biocide, par exemple les carbamates, tel que le 3-iodoprop-2yn-l-yl butylcarbamate, ou les complexes de pyrothione ;0.001 to 10 parts of a biocide, for example carbamates, such as 3-iodoprop-2yn-1-yl butylcarbamate, or pyrothione complexes;
0,1 à 20 parts d’au moins un agent anti-feu, par exemple la vermiculite, la silice, notamment de dimension micrométrique ou une argile ; et/ou0.1 to 20 parts of at least one fire-fighting agent, for example vermiculite, silica, in particular of micrometric size or a clay; and or
0,05 à 20 parts d’au moins un agent de renforcement, par exemple des fibres de polymère, des fibres minérales, notamment en verre, ou végétales.0.05 to 20 parts of at least one reinforcing agent, for example polymer fibers, mineral fibers, especially glass fibers, or vegetable fibers.
Le procédé de fabrication d’une plaque de plâtre selon l’invention comprend de préférence une étape de formage, une étape de prise et une étape de séchage, ladite étape de formage comprenant :The method of manufacturing a plasterboard according to the invention preferably comprises a forming step, a setting step and a drying step, said forming step comprising:
la fourniture d’une première feuille de parement; le déversement d’une gâchée principale; la fourniture d’une seconde feuille de parement ; et le formage de la plaque de plâtre à l’aide d’un extrudeur ;the supply of a first facing sheet; the release of a main batch; providing a second facing sheet; and forming the plasterboard using an extruder;
dans lequel gâchée principale comprenant de l’eau, du plâtre et une mousse obtenue à partir d’un mélange d’eau et d’agent moussant, caractérisé en ce que l’agent moussant comprend des sels de sulfonates d’alpha-oléfine et en ce que le plâtre comprend du recyclé hydrofuge.in which main mix comprising water, plaster and a foam obtained from a mixture of water and foaming agent, characterized in that the foaming agent comprises salts of alpha-olefin sulfonates and in that the plaster includes recycled water-repellent.
La Fig. 1 illustre de manière schématique un exemple de ligne industrielle de fabrication de plaque de plâtre. Une première feuille de parement 1 formant généralement la face avant de la plaque de plâtre (face visible lors du montage de la plaque) est entraînée par une courroie de transport. La gâchée principale est déversée à partir d’un mélangeur principal 4 sur la première feuille de parement. Une deuxième feuille de parement 5 est amenée au-dessus de la gâchée principale au niveau de l’extrudeur principal 6. Une bande de plâtre est extrudée à l’épaisseur voulue par l’extrudeur principal 6 qui répartit la gâchée principale pour former la couche qui donnera le corps de la plaque. Après le transport de la bande de plâtre pendant une durée appropriée pour permettre une prise suffisante du plâtre, la bande de plâtre est coupée à la dimension souhaitée par un couteau rotatif 7. La plaque est ensuite généralement retournée pour éviter d’endommager la face avant de la plaque et transportée vers une série de séchoirs à étage 8 pour compléter la prise du plâtre et éliminer l’eau excédentaire avant d’être conditionnée et envoyée en zone de stockage 9.Fig. 1 schematically illustrates an example of an industrial line for manufacturing plasterboard. A first facing sheet 1 generally forming the front face of the plasterboard (face visible during assembly of the plate) is driven by a conveyor belt. The main batch is poured from a main mixer 4 onto the first facing sheet. A second facing sheet 5 is brought above the main mix at the main extruder 6. A plaster strip is extruded to the thickness desired by the main extruder 6 which distributes the main mix to form the layer which will give the body of the plate. After transporting the plaster strip for an appropriate period of time to allow sufficient grip of the plaster, the plaster strip is cut to the desired size by a rotary knife 7. The plate is then generally turned over to avoid damaging the front face of the plate and transported to a series of dryers on stage 8 to complete the setting of the plaster and remove the excess water before being conditioned and sent to storage area 9.
Pour améliorer les propriétés mécaniques des plaques de plâtre, il est également connu de former une couche de plâtre plus dense sur une face, ou sur les deux faces, et éventuellement sur les bords de la plaque de plâtre. Pour cela, une première couche de gâchée plus dense, appelée couche de roller coating, est déversée et formée sur la première feuille de parement, en amont du déversement de la gâchée principale qui forme alors une deuxième couche appelée corps de la plaque de plâtre. Eventuellement, une deuxième couche de gâchée plus dense, pour former une deuxième couche de roller coating, est déversée sur la couche de gâchée principale en amont de la deuxième feuille de parement. Dans ce mode de réalisation, le procédé de fabrication d’une plaque de plâtre selon l’invention comprend une étape de formage, une étape de prise et une étape de séchage, ladite étape de formage comprenant:To improve the mechanical properties of plasterboard, it is also known to form a denser plaster layer on one side, or on both sides, and possibly on the edges of the plasterboard. For this, a first layer of more dense mix, called the roller coating layer, is poured and formed on the first facing sheet, upstream of the pouring of the main mix which then forms a second layer called the body of the plasterboard. Optionally, a second, denser mix layer, to form a second layer of roller coating, is poured onto the main mix layer upstream of the second facing sheet. In this embodiment, the method of manufacturing a plasterboard according to the invention comprises a forming step, a setting step and a drying step, said forming step comprising:
la préparation d’une gâchée principale; la préparation d’une gâchée secondaire;preparing a main batch; preparing a secondary mix;
optionnellement, la préparation d’une gâchée tertiaire, celle-ci pouvant être identique ou différente de la gâchée secondaire;optionally, the preparation of a tertiary mix, which can be identical or different from the secondary mix;
- la fourniture d’une première feuille de parement;- the supply of a first facing sheet;
le déversement de la gâchée secondaire sur la première feuille de parement, ladite gâchée secondaire formant une première couche de plâtre;pouring the secondary mix onto the first facing sheet, said secondary mix forming a first layer of plaster;
le déversement de la gâchée principale sur la première couche de plâtre, ladite gâchée principale formant une deuxième couche de plâtre;pouring the main batch onto the first plaster layer, said main batch forming a second layer of plaster;
- optionnellement, le déversement de la gâchée tertiaire sur la deuxième couche de plâtre, ladite gâchée tertiaire formant une troisième couche de plâtre; la fourniture d’une seconde feuille de parement sur la deuxième gâchée ; et le formage de la plaque de plâtre à l’aide d’un extrudeur ;- Optionally, the pouring of the tertiary mix on the second layer of plaster, said tertiary mix forming a third layer of plaster; the supply of a second facing sheet on the second batch; and forming the plasterboard using an extruder;
dans lequel gâchée principale comprend de l’eau, du plâtre et une mousse obtenue à partir d’un mélange d’eau et d’agent moussant, caractérisé en ce que l’agent moussant comprend des sels de sulfonates d’alpha-oléfine et en ce que le plâtre comprend du recyclé hydrofuge.in which main batch comprises water, plaster and a foam obtained from a mixture of water and foaming agent, characterized in that the foaming agent comprises salts of alpha-olefin sulfonates and in that the plaster includes recycled water-repellent.
En référence à la Fig. 1, la gâchée secondaire est alors déversée en continu à partir d’un mélangeur secondaire 2 sur la première feuille de parement 1 et formée en une première couche homogène par un ensemble de rouleaux 3. Cette première couche donnera la couche de roller coating. A une distance déterminée permettant une prise suffisante de la première couche, la gâchée principale est ensuite déversée à partir du mélangeur principal 4 sur la première couche. Le procédé suit ensuite sont cours comme décrit plus haut. Après prise et séchage, la première gâchée forme donc une couche de roller coating alors que la gâchée principale forme le corps de la plaque.With reference to FIG. 1, the secondary mix is then poured continuously from a secondary mixer 2 onto the first facing sheet 1 and formed into a first homogeneous layer by a set of rollers 3. This first layer will give the roller coating layer. At a determined distance allowing sufficient grip of the first layer, the main mix is then poured from the main mixer 4 onto the first layer. The process then follows are continued as described above. After setting and drying, the first batch therefore forms a layer of roller coating while the main batch forms the body of the plate.
ίοίο
La gâchée secondaire, de même que la gâchée tertiaire, destinée à la couche de roller coating peut être préparée indépendamment ou, comme illustré sur la Fig. 1, elle peut être obtenue à partir de la gâchée principale. Dans ce dernier cas, une conduite permet d’acheminer une partie de la gâchée principale depuis le mélangeur principal 4 jusqu’au mélangeur secondaire 2. Il est alors nécessaire d’y ajouter un agent antimousse et éventuellement un agent fluidifiant pour casser au moins en partie la mousse présente dans la gâchée principale et obtenir une couche de roller coating ayant la densité souhaitée, plus dense que la couche principale formant le corps de la plaque. De façon alternative, la gâchée principale peut être obtenue à partir de la gâchée secondaire. Dans ce cas, la gâchée secondaire est préparée dans le mélangeur secondaire et une conduite permet d’acheminer une partie de la gâchée secondaire depuis le mélangeur secondaire jusqu’au mélangeur principal. La gâchée secondaire peut, comme pour la gâchée principale, comprendre des additifs tels que mentionnés ci-dessus. Ces additifs sont généralement ajoutés dans la gâchée secondaire dans des proportions équivalentes à celles mentionnées pour la gâchée principale. Certains ajouts peuvent être également réalisés au niveau du mélangeur principal pour ajuster les propriétés de la gâchée principale. En particulier, une première mousse peut être introduite dans la gâchée secondaire au niveau du mélangeur secondaire tandis qu’une seconde mousse peut être introduite dans la gâchée principale au niveau du mélangeur principal. Lesdites première et deuxième mousses peuvent être identiques ou différentes (notamment en terme de masse volumique et/ou de taille de bulles) et sont généralement introduites en quantités différentes dans les gâchées respectives.The secondary mix, as well as the tertiary mix, intended for the roller coating layer can be prepared independently or, as illustrated in FIG. 1, it can be obtained from the main batch. In the latter case, a pipe allows part of the main batch to be conveyed from the main mixer 4 to the secondary mixer 2. It is then necessary to add an anti-foaming agent and possibly a thinning agent to break it at least in part of the foam present in the main batch and obtain a layer of roller coating having the desired density, denser than the main layer forming the body of the plate. Alternatively, the primary mix can be obtained from the secondary mix. In this case, the secondary mix is prepared in the secondary mixer and a line allows part of the secondary mix to be conveyed from the secondary mixer to the main mixer. The secondary mix can, as for the main mix, include additives as mentioned above. These additives are generally added to the secondary mix in proportions equivalent to those mentioned for the main mix. Some additions can also be made to the main mixer to adjust the properties of the main mix. In particular, a first foam can be introduced into the secondary mix at the level of the secondary mixer while a second foam can be introduced into the main mix at the level of the main mixer. Said first and second foams can be identical or different (in particular in terms of density and / or size of bubbles) and are generally introduced in different amounts in the respective mixes.
La présente invention concerne également une plaque de plâtre obtenue par le procédé tel que défini ci-dessus. La plaque de plâtre a généralement une épaisseur de à 25 mm, de préférence 10 à 20 mm.The present invention also relates to a plasterboard obtained by the process as defined above. The plasterboard generally has a thickness of from 25 mm, preferably 10 to 20 mm.
L’utilisation de recyclé hydrofuge dans la fabrication des plaques de plâtre avec le procédé selon l’invention n’affecte pas significativement les propriétés des plaques de plâtre obtenues. Lorsque des plaques de plâtre hydrofuges sont fabriquées, celles-ci satisfont notamment les propriétés d’hydrofugation requise, à savoir :The use of recycled water repellent in the manufacture of plasterboard with the process according to the invention does not significantly affect the properties of the plasterboard obtained. When water-repellent plasterboards are manufactured, these satisfy in particular the required water-repellency properties, namely:
- absorption d’eau < 5 % après 2 h d’immersion dans l’eau pour plaque hydrophobe HI selon la norme NF EN 520:2004;- water absorption <5% after 2 h of immersion in water for hydrophobic HI plate according to standard NF EN 520: 2004;
absorption d’eau <10% après 2 h d’immersion dans l’eau pour plaque hydrophobe H2 selon la norme NF EN 520:2004.water absorption <10% after 2 h of immersion in water for hydrophobic H2 plate according to standard NF EN 520: 2004.
Les plaques de plâtre selon l’invention peuvent être utilisées pour 10 l’aménagement intérieur dans les bâtiments, notamment pour monter ou habiller des cloisons intérieures ou des plafonds.The plasterboard according to the invention can be used for interior fittings in buildings, in particular for mounting or covering interior partitions or ceilings.
L’invention est illustrée à l’aide d’exemples non limitatifs suivants.The invention is illustrated by means of the following nonlimiting examples.
EXEMPLESEXAMPLES
Les exemples suivants mettent en œuvre différents agents moussant : un 15 agent de type alkyléthersulfates de sodium (AES) classiquement utilisé dans la fabrication de plaques de plâtre et des agents moussant comprenant des sulfonates d’alpha-oléfines (AOS). L’agent moussant de type AES utilisé, commercialisé sous le nom MILLIFOAM® H par la société Huntsman, comprend 29 % d’agent actif. L’agent moussant comprenant des AOS utilisé, commercialisé sous le nom HOSTAPUR® OS liquid par la société Clariant, comprend 41 % d’agent actif. Il est entendu que les quantités d’agent moussant mentionnées dans les exemples suivants, de même que dans l’ensemble de la description, font référence aux quantités d’agent actif ajoutées.The following examples use various foaming agents: an agent of the sodium alkyl ether sulphate (AES) type conventionally used in the manufacture of plasterboard and foaming agents comprising alpha-olefin sulphonates (AOS). The AES type foaming agent used, marketed under the name MILLIFOAM® H by the company Huntsman, comprises 29% of active agent. The foaming agent comprising AOS used, marketed under the name HOSTAPUR® OS liquid by the company Clariant, comprises 41% of active agent. It is understood that the amounts of foaming agent mentioned in the following examples, as well as throughout the description, refer to the amounts of active agent added.
Exemple 1Example 1
Afin de mettre en évidence l’effet du recyclé hydrofuge sur la fabrication des plaques de plâtre, des éprouvettes de plâtre ont été fabriquées en laboratoire à partir de gâchées comprenant 100 parts en poids de plâtre (CaSO4, Vi H2O), 75 parts d’eau et 3 parts de mousse.In order to highlight the effect of recycled water repellent on the manufacture of plasterboard, plaster specimens were manufactured in the laboratory from mixes comprising 100 parts by weight of plaster (CaSO4, Vi H 2 O), 75 parts of water and 3 parts of foam.
La mousse utilisée est une mousse de masse volumique de 110 g/L obtenue à partir d’un mélange d’eau comprenant 0,21% d’agent moussant. Pour les éprouvettes RI, Cl et C2, un agent moussant de type AES a été utilisé. Pour les éprouvettes R2, Il et 12, un agent moussant comprenant AOS a été utilisé.The foam used is a density foam of 110 g / L obtained from a mixture of water comprising 0.21% of foaming agent. For the RI, Cl and C2 specimens, an AES type foaming agent was used. For samples R2, II and 12, a foaming agent comprising AOS was used.
Tandis que les éprouvettes de référence RI et R2 ont été réalisées à partir de plâtre ne contenant pas de recyclé hydrofuge, les éprouvettes Cl, C2, Il et 12 ont été réalisées à partir de plâtre contenant 18 % de recyclé hydrofuge contenant 2400 ppm de polysiloxanes réticulés. Pour les éprouvettes C2 et 12, 0,8 parts de polyméthylehydrogenosiloxane (PMHS, agent hydrofugeant SILRES® BS94 commercialisé par Wacker) ont en outre été ajoutés à la gâchée.While the reference specimens RI and R2 were produced from plaster containing no water repellent recycled, test specimens Cl, C2, Il and 12 were produced from plaster containing 18% water repellent recycled containing 2400 ppm of polysiloxanes cross-linked. For test pieces C2 and 12, 0.8 parts of polymethylhydrogenosiloxane (PMHS, water-repellent agent SILRES® BS94 sold by Wacker) were also added to the mix.
Les gâchées ont été préparées comme suit. Les différents ingrédients sont pesés et mélangés à l’aide d’un malaxeur et d’une pale de type dé-floculeuse à 1600 TR/mn pendant une minute pour obtenir une pâte homogène. La mousse est préparée à la densité souhaitée et mélangée à la pâte obtenue dans un malaxeur avec une pale à 250 tr/mn pendant 10 secondes pour obtenir la gâchée finale. Des éprouvettes, de tailles identiques, sont préparées à partir des gâchées. Après durcissement des éprouvettes et séchage en étuve pendant 24 heures à 40°C, la masse volumique des éprouvettes a été mesurée.The mixes were prepared as follows. The various ingredients are weighed and mixed using a kneader and a de-flocculent type blade at 1600 rpm for one minute to obtain a homogeneous paste. The foam is prepared at the desired density and mixed with the dough obtained in a mixer with a blade at 250 rpm for 10 seconds to obtain the final mix. Test pieces, of identical sizes, are prepared from the mixes. After hardening of the test pieces and drying in an oven for 24 hours at 40 ° C., the density of the test pieces was measured.
Le tableau 1 ci-dessous résume la composition des éprouvettes et la masse volumique mesurée pour chacune d’entre elles. Plus la masse volumique d’une éprouvette est élevée, plus la mousse a été cassée lors de la fabrication de la gâchée.Table 1 below summarizes the composition of the test pieces and the density measured for each of them. The higher the density of a test piece, the more the foam was broken during the production of the mix.
Tableau 1Table 1
La masse volumique des éprouvettes Cl et C2 comprenant du recyclé hydrofuge et un agent moussant de type AES est supérieure de 12 à 19 % par rapport à l’éprouvette de référence RI correspondante. Au contraire, les éprouvettes II et 12, dans lesquelles un agent moussant comprenant des AOS a été utilisé, présentent une masse volumique quasiment inchangée par rapport à celle de l’éprouvette de référence R2 ne comprenant pas de recyclé hydrofugé. Dans les gâchées utilisées pour la préparation des éprouvettes II et 12, la stabilité de la mousse n’a par conséquent quasiment pas été affectée par la présence de recyclé hydrofuge contrairement aux gâchées des éprouvettes Cl et C2.The density of the C1 and C2 test pieces comprising water repellent recycled and an AES type foaming agent is 12 to 19% higher compared to the corresponding reference test piece RI. On the contrary, test pieces II and 12, in which a foaming agent comprising OSAs was used, have a density almost unchanged compared to that of the reference test piece R2 not comprising recycled water-repellent. In the mixes used for the preparation of test pieces II and 12, the stability of the foam was therefore hardly affected by the presence of recycled water-repellent, unlike the mixes of test pieces C1 and C2.
Exemple 2Example 2
Des plaques de plâtre ont été produites à l’échelle industrielle selon le procédé décrit à la FIG.1 à partir d’une gâchée principale comprenant 100 parts en poids de plâtre (CaSCL, U H2O), 77 parts d’eau, 0,4 parts d’amidon, 0,1 parts de fluidifiant et 0,4 parts d’accélérateur de prise. Une mousse de masse volumique de 150 g/L est préparée à partir d’un mélange d’eau et 0,29% d’agent moussant (de type AES pour les plaques R3, C3 et C4, et de type AOS pour les plaques R4, 13 et 14). La mousse est ajoutée à la gâchée en quantité suffisante pour satisfaire une consigne de masse surfacique de plaque de plâtre de 9,8 kg/m2 Plasterboards were produced on an industrial scale according to the process described in FIG. 1 from a main batch comprising 100 parts by weight of plaster (CaSCL, UH 2 O), 77 parts of water, 0 , 4 parts of starch, 0.1 parts of plasticizer and 0.4 parts of setting accelerator. A density foam of 150 g / L is prepared from a mixture of water and 0.29% of foaming agent (of the AES type for the plates R3, C3 and C4, and of the AOS type for the plates R4, 13 and 14). The foam is added to the mix in sufficient quantity to satisfy a set plasterboard surface mass requirement of 9.8 kg / m 2
Les plaques C3 et 13 ont été réalisées à partir de plâtre comprenant 13 % de 5 recyclé hydrofuge contenant 250 ppm de polysiloxanes réticulés. Les plaques C3 et 13 obtenues sont des plaques de plâtre standard.The plates C3 and 13 were produced from plaster comprising 13% of recycled water-repellent containing 250 ppm of crosslinked polysiloxanes. The C3 and 13 plates obtained are standard plasterboard.
Les plaques C4 et 14 ont été réalisées à partir de plâtre comprenant 8 % de recyclé hydrofuge contenant 250 ppm de polysiloxanes réticulés. 0,53 parts de polyméthylehydrogenosiloxane (PMHS, agent hydrofugeant) pour 100 parts de plâtre ont en outre été ajoutés à la gâchée pour produire des plaques de plâtre hydrofiiges.The plates C4 and 14 were produced from plaster comprising 8% of water repellent recycled containing 250 ppm of crosslinked polysiloxanes. 0.53 parts of polymethylhydrogenosiloxane (PMHS, water repellant) per 100 parts of plaster were additionally added to the batch to produce plasterboards.
Le tableau 2 ci-dessous indique la proportion d’agent moussant utilisée et la quantité relative de mousse introduite dans la gâchée lors de la production des plaques.Table 2 below indicates the proportion of foaming agent used and the relative amount of foam introduced into the batch during the production of the plates.
Tableau 2Table 2
Les résultats du tableau 2 montrent que pour la plaque C3, dans laquelle la 15 mousse est produite avec un agent moussant de type AES, il est nécessaire d’augmenter considérablement la quantité de mousse introduite dans la gâchée (environ +50 %) lorsque le plâtre comprend du recyclé hydrofugé. Au contraire, pour la plaque 13 selon l’invention, la quantité de mousse utilisée est comparable à une plaque ne comprenant pas de recyclé hydrofuge. L’avantage du procédé selon l’invention est encore exacerbé pour la production de plaque hydrofuge. En effet, alors que la présence combinée de recyclé hydrofuge et d’agent hydrofugeant nécessite de doubler la quantité de mousse à base d’AES nécessaire pour la production de la plaque C4 (malgré une moindre proportion de recyclé hydrofuge que pour la plaque C3), la plaque 14 ne nécessite pas plus de mousse à base d’AOS.The results of Table 2 show that for plate C3, in which the foam is produced with an AES type foaming agent, it is necessary to considerably increase the amount of foam introduced into the mix (approximately + 50%) when the plaster includes recycled water-repellent. On the contrary, for the plate 13 according to the invention, the amount of foam used is comparable to a plate not comprising recycled water-repellent. The advantage of the process according to the invention is further exacerbated for the production of water-repellent plate. Indeed, while the combined presence of recycled water repellent and water repellant requires doubling the amount of AES-based foam necessary for the production of plate C4 (despite a lower proportion of recycled water repellent than for plate C3) , the plate 14 does not require more foam based on AOS.
Etant donné que l’utilisation d’une mousse à base d’AOS selon l’invention permet, à densité de plaque constante, de réduire la quantité de mousse à introduire et par conséquent de réduire également la quantité d’agent moussant introduite, le procédé selon l’invention permet en outre de réduire les coûts de production.Since the use of an AOS-based foam according to the invention makes it possible, at constant plate density, to reduce the quantity of foam to be introduced and therefore also to reduce the quantity of foaming agent introduced, the process according to the invention also makes it possible to reduce production costs.
Exemple 3Example 3
Des plaques de plâtre ont été produites de la même manière que dans l’exemple 2 en faisant varier la proportion de polysiloxanes réticulés dans le recyclé hydrofuge. Ainsi, les plaques 15, 16, et 17 selon l’invention ont été réalisées à partir de plâtre comprenant respectivement 13 %, 26% et 39% de recyclé hydrofuge contenant respectivement 250 ppm de polysiloxanes réticulés.Gypsum plasterboards were produced in the same way as in Example 2 by varying the proportion of crosslinked polysiloxanes in the water-repellent recycled material. Thus, the plates 15, 16, and 17 according to the invention were produced from plaster comprising respectively 13%, 26% and 39% of water repellent recycled containing respectively 250 ppm of crosslinked polysiloxanes.
Le tableau 3 ci-dessous indique la quantité relative de mousse introduite dans la gâchée pour la production des plaques de plâtre de masse surfacique 9,8 kg/m2 Table 3 below indicates the relative amount of foam introduced into the batch for the production of plasterboards with a surface mass of 9.8 kg / m 2
La reprise en eau a été mesurée selon la norme NF EN 520:2004 pour des plaques Hl.The water uptake was measured according to standard NF EN 520: 2004 for Hl plates.
Comme on peut le voir dans le tableau 3, la quantité de mousse introduite pour atteindre la consigne d’une plaque de plâtre à 9,8 kg/m2 est peu dépendante de la quantité de recyclé hydrofuge introduite dans le plâtre. La quantité de recyclé hydrofuge n’a donc pas d’effet significatif sur le fonctionnement de la ligne de fabrication lorsqu’un agent moussant de type AOS est utilisé. Les recyclés externes, dont la composition est inconnue et peut varier significativement, peuvent ainsi être utilisés sans problème avec le procédé selon l’invention.As can be seen in Table 3, the amount of foam introduced to reach the set point of a plasterboard at 9.8 kg / m 2 is not very dependent on the amount of water repellent recycled introduced into the plaster. The amount of water repellent recycled therefore has no significant effect on the operation of the production line when an AOS type foaming agent is used. External recycled materials, the composition of which is unknown and can vary significantly, can thus be used without problem with the process according to the invention.
On peut noter par ailleurs que la quantité de recyclé hydrofuge n’affecte pas les propriétés hydrofuges des plaques de plâtre puisqu’elles présentent toutes une reprise en eau inférieure à 5%.It can also be noted that the amount of recycled water repellent does not affect the water repellent properties of the plasterboards since they all have a water uptake of less than 5%.
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