FR2886197A1 - METHOD FOR PROCESSING CONSOLIDATION AND STABILIZATION OF A SUBSTRATE IN A MATERIAL COMPRISING WOOD - Google Patents
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Abstract
Procédé de traitement d'un substrat en un matériau comprenant du bois dans lequel on associe les deux étapes a) et b) suivantes :a) - on met en contact ledit substrat avec une solution aqueuse d'au moins un composé organique hydrophile soluble dans l'eau, moyennant quoi ledit composé hydrophile pénétre dans la paroi cellulaire du bois ;b) - on réalise les trois étapes succesives suivantes : b1), b2) et b3)b1) - on sèche éventuellement ledit substrat ; puisb2) - on met en contact ledit substrat avec au moins un composé organique hydrophobe polymérisable et/ou réticulable moyennant quoi ledit composé pénétre dans la porosité du bois ;b3) - on polymérise et/ou réticule ledit composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable à l'intérieur de la porosité du bois.Substrat en un matériau comprenant du bois, ledit substrat comprenant dans la porosité du bois au moins 40%, de préférence, plus de 50%, mieux plus de 60%, en masse d'un composé polymérisé et/ou réticulé et 1 à 30% en masse d'un composé hydrophile tel qu'un PEG dans la paroi cellulaire et la porosité du bois.A method of treating a substrate made of a material comprising wood in which the two following steps a) and b) are combined: a) - said substrate is brought into contact with an aqueous solution of at least one hydrophilic organic compound which is soluble in water, whereby said hydrophilic compound penetrates into the cell wall of the wood; b) - the following three successive steps are carried out: b1), b2) and b3) b1) - said substrate is optionally dried; thenb2) - said substrate is brought into contact with at least one hydrophobic and / or crosslinkable hydrophobic organic compound whereby said compound enters the porosity of the wood; b3) - said polymerizable and / or crosslinkable hydrophobic compound is polymerized and / or crosslinked; the interior of the porosity of the wood.A substrate in a material comprising wood, said substrate comprising in the porosity of the wood at least 40%, preferably more than 50%, better more than 60%, by weight of a compound polymerized and / or crosslinked and 1 to 30% by weight of a hydrophilic compound such as a PEG in the cell wall and the porosity of the wood.
Description
PROCEDE DE TRAITEMENT DE CONSOLIDATION ET DEMETHOD OF PROCESSING CONSOLIDATION AND
STABILISATION D'UN SUBSTRAT EN UN MATERIAU COMPRENANT STABILIZING A SUBSTRATE INTO MATERIAL COMPRISING
DU BOISWOOD
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUEDESCRIPTION TECHNICAL FIELD
L'invention concerne un procédé de consolidation et de stabilisation d'un substrat en un matériau comprenant du bois, afin d'obtenir un substrat imprégné, modifié, pourvu de propriétés déterminées, en particulier de propriétés mécaniques, physiques, chimiques que le substrat en matériau comprenant du bois, par exemple le substrat en bois ne possède pas naturellement. The invention relates to a method for consolidating and stabilizing a substrate made of a material comprising wood, in order to obtain a modified impregnated substrate provided with specific properties, in particular mechanical, physical and chemical properties, that the substrate material comprising wood, for example the wooden substrate does not naturally possess.
Dans la présente description, on entend généralement par matériau comprenant du bois , un matériau comprenant une proportion majoritaire de bois. In the present description, generally means by material comprising wood, a material comprising a majority proportion of wood.
Par proportion majoritaire , on entend généralement que le matériau comprend au moins 50% en poids de bois. De préférence, ce matériau est constitué en totalité de bois. By majority proportion, it is generally understood that the material comprises at least 50% by weight of wood. Preferably, this material is made entirely of wood.
De même, dans la description, le terme Similarly, in the description, the term
bois doit être généralement compris comme signifiant non seulement bois pur, mais aussi matériau comprenant du bois. Wood should generally be understood to mean not only pure wood, but also material comprising wood.
Ce procédé s'applique, en particulier, au traitement du bois, en vue de lui conférer les propriétés mécaniques, physiques, et/ou chimiques voulues, afin, notamment, de le préserver, de le conserver, d'améliorer sa résistance et de le protéger contre différents types d'agressions chimiques, biologiques et/ou physiques. This process applies, in particular, to the treatment of wood, in order to give it the desired mechanical, physical and / or chemical properties, in particular, to preserve it, to preserve it, to improve its resistance and to protect against different types of chemical, biological and / or physical abuse.
En d'autres termes, le procédé de l'invention vise à obtenir un matériau comprenant du bois, par exemple du bois, présentant une meilleure résistance vis-à-vis des conditions extérieures - et, notamment, une meilleure stabilité intrinsèque vis-à-vis de l'humidité ambiante, qui fait que le matériau comprenant du bois, par exemple le bois, gonfle moins, voire pas du tout en reprenant de l'humidité, ou subit moins, voire plus du tout de retrait lors d'un séchage, une meilleure dureté, une meilleure résistance à l'abrasion, une meilleure tenue mécanique et une meilleure résistance vis-à-vis des attaques par des organismes vivants capables de dégrader le matériau comprenant du bois tel que le bois, par exemple les champignons, insectes et bactéries. In other words, the method of the invention aims to obtain a material comprising wood, for example wood, having a better resistance to external conditions - and, in particular, a better intrinsic stability vis-à-vis the environmental humidity, which means that the material comprising wood, for example wood, swells less or not at all while taking up moisture, or undergoes less, if not more, shrinkage during a period of time. drying, better hardness, better resistance to abrasion, better mechanical resistance and better resistance against attack by living organisms capable of degrading the material comprising wood such as wood, for example fungi , insects and bacteria.
Le procédé selon l'invention vise aussi à 20 améliorer sensiblement les propriétés mécaniques des matériaux comportant du bois. The process according to the invention also aims at substantially improving the mechanical properties of materials comprising wood.
Il est connu qu'il est possible, pour consolider le bois, de procéder à une densification du bois en utilisant des méthodes physiques pour polymériser in-situ des matières organiques dans le bois [1-2]. Ces traitements sont réalisés en deux étapes: une première étape d'imprégnation d'une résine liquide d'un monomère précurseur du polymère final suivie par la polymérisation proprement dite qui peut se faire selon deux approches. It is known that it is possible, in order to consolidate the wood, to densify the wood using physical methods to polymerize in-situ organic matter in the wood [1-2]. These treatments are carried out in two stages: a first stage of impregnation of a liquid resin with a precursor monomer of the final polymer followed by the actual polymerization which can be carried out according to two approaches.
A l'aide de ces procédés de densification, on introduit dans la porosité naturelle du bois de la matière plastique hydrophobe. Il est ainsi possible grâce à de tels "bois composites" d'améliorer sensiblement les propriétés mécaniques du bois naturel, en revanche, de tels traitements sont complètement inefficaces pour modifier la sensibilité du bois vis-àvis de l'humidité, car les résines hydrophobes sont incapables de pénétrer au sein de la paroi cellulaire. En effet, une telle densification ralentit certes la pénétration de l'eau dans le bois, mais ne l'empêche pas et le bois densifié conserve son instabilité initiale et il reste très sensible à la fissuration lors d'un cycle d'humidification/séchage. With the aid of these densification processes, hydrophobic plastic material is introduced into the natural porosity of the wood. It is thus possible thanks to such "composite woods" to significantly improve the mechanical properties of natural wood, on the other hand, such treatments are completely ineffective to modify the sensitivity of wood to moisture, because the hydrophobic resins are unable to penetrate the cell wall. Indeed, such densification certainly slows the penetration of water into the wood, but does not prevent it and the densified wood retains its initial instability and remains very sensitive to cracking during a humidification / drying cycle. .
Un procédé qui tient à la fois des techniques d'imprégnation et de greffage est décrit dans le document ([3]). Ce document concerne un procédé de traitement d'un élément en bois, de préférence en bois dit "debout" comprenant une étape d'imprégnation et une étape de réticulation. Au cours de l'étape d'imprégnation on imprègne ledit élément avec une substance d'imprégnation choisie parmi les composés hydrosolubles mono et/ou polyfonctionnels possédant un ou plusieurs atomes d'hydrogène actif et ayant comme propriété de gonfler les parois cellulaires du bois. A process which combines both impregnation and grafting techniques is described in document ([3]). This document relates to a method of treating a wooden element, preferably so-called "standing" wood comprising an impregnation step and a crosslinking step. During the impregnation stage, said element is impregnated with an impregnating substance chosen from mono and / or polyfunctional water-soluble compounds having one or more active hydrogen atoms and having the property of swelling the cell walls of the wood.
Ces substances d'imprégnation sont de préférence des monools ou polyols, en particulier des résines hydrophiles riches en fonctions hydroxyles (OH) tels que les polyéthers mono et polyols tels que les produits de polymérisation d'oxydes cycliques comme les oxiranes, oxétanes, oxolanes et leurs dérivés 2886197 4 substitués tels que l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène et le tétrahydrofuranne. These impregnating substances are preferably monols or polyols, in particular hydrophilic resins rich in hydroxyl functional groups (OH), such as mono and polyol polyethers, such as the products of polymerization of cyclic oxides such as oxiranes, oxetanes and oxolanes. substituted derivatives thereof such as ethylene oxide, propylene oxide and tetrahydrofuran.
Au cours de l'étape de réticulation on fait réagir, éventuellement en présence d'un catalyseur, la substance d'imprégnation avec un agent de réticulation ou agent de couplage de manière à obtenir au sein du bois au moins un agent de réticulation insoluble dans l'eau. L'étape d'imprégnation et l'étape de réticulation sont effectuées à partir d'un même bain. During the crosslinking step, the impregnating substance is reacted, optionally in the presence of a catalyst, with a crosslinking agent or coupling agent so as to obtain at least one crosslinking agent which is insoluble in the wood. the water. The impregnation step and the crosslinking step are carried out from the same bath.
Les agents de réticulation, greffage sont choisis parmi les diisocyanates, polyisocyanates et sont capables de polymériser soit avec la résine hydrophile soit avec les fonctions alcools du bois. L'approche décrite dans ce document nécessite un chauffage du bois pour initier la réaction chimique entre l'agent de réticulation et les hydrogènes labiles. De cette manière, il est possible de constituer "un réseau interpénétré entre les chaînes de polyuréthane et les polymères constitutifs des parois cellulaires du bois" en maintenant le bois gonflé et le rendant moins sensible à l'humidité. The crosslinking and grafting agents are chosen from diisocyanates and polyisocyanates and are capable of polymerizing either with the hydrophilic resin or with the alcohol functions of wood. The approach described in this document requires a heating of the wood to initiate the chemical reaction between the crosslinking agent and the labile hydrogens. In this way, it is possible to constitute "an interpenetrating network between the polyurethane chains and the polymers constituting the cell walls of the wood" by keeping the wood inflated and making it less sensitive to moisture.
Néanmoins, ce procédé est lourd à réaliser car il fait appel à des systèmes réactifs qui sont potentiellement dangereux à mettre en oeuvre comme les di-isocyanates. However, this process is cumbersome because it uses reactive systems that are potentially dangerous to implement as di-isocyanates.
En outre, ce procédé est délicat à maîtriser car l'agent réticulant doit se polymériser avec la résine hydrophile et avec les éléments constitutifs du bois; c'est la raison pour laquelle il est préconisé de mettre un excès d'agent réticulant par rapport aux fonctions réactives de la résine hydrophile. Comme, on ne connaît pas le nombre exact de moles de fonctions réactives du bois disponibles, il est pratiquement impossible de maîtriser la stoechiométrie de l'ensemble des réactions qui vont se dérouler dans le bois. Il en découle qu'il y aura probablement un excès d'agents réticulants au sein du bois à l'issue du traitement. Cet excès de réactif isocyanate libre dans le bois n'ayant pas été utilisé lors des réactions de polymérisation doit faire l'objet de traitements complémentaires onéreux de nettoyage et/ou de neutralisation soit pour le retirer du bois, soit pour le fixer de manière plus sûre dans la structure du bois. Le taux de polymérisation des réactifs n'est lui non plus pas garanti; par conséquent, la qualité du polymère de synthèse final obtenue dans le bois est médiocre et n'apporte pas significativement d'amélioration des propriétés mécaniques intrinsèques du bois. In addition, this process is difficult to control because the crosslinking agent must polymerize with the hydrophilic resin and with the constituent elements of the wood; this is the reason why it is recommended to put an excess of crosslinking agent with respect to the reactive functions of the hydrophilic resin. Since the exact number of moles of reactive wood functions available is not known, it is practically impossible to control the stoichiometry of all the reactions that will take place in the wood. As a result, there is likely to be an excess of crosslinking agents in the wood at the end of the treatment. This excess of free isocyanate reagent in the wood that has not been used during the polymerization reactions must be the subject of expensive additional cleaning and / or neutralization treatments either to remove it from the wood or to fix it more safe in the structure of the wood. The rate of polymerization of the reagents is not guaranteed either; therefore, the quality of the final synthetic polymer obtained in the wood is poor and does not significantly improve the intrinsic mechanical properties of the wood.
Il est aussi connu des documents [4] et [5] que les polyéthylènes-glycol ou PEG 2000, 4000 ([4]), 300 et 600 ([5]) sont des molécules qui ont un pouvoir de stabilisation important du bois. En revanche, comme ces molécules sont solubles dans l'eau, l'efficacité du traitement n'est pas pérenne, le PEG est lessivé si le bois est à nouveau en contact avec une source d'humidité. Par ailleurs, les traitements au PEG ne confère aucune propriété mécanique supplémentaire au bois; la résine par elle-même n'ayant aucune tenue mécanique intrinsèque. It is also known from documents [4] and [5] that polyethylene glycols or PEG 2000, 4000 ([4]), 300 and 600 ([5]) are molecules which have an important stabilizing power of wood. However, since these molecules are soluble in water, the effectiveness of the treatment is not sustainable, the PEG is leached if the wood is again in contact with a source of moisture. In addition, PEG treatments do not confer any additional mechanical properties on wood; the resin itself has no intrinsic mechanical strength.
Il existe donc un besoin non satisfait pour un procédé qui permette notamment de stabiliser le bois vis-à-vis de l'imprégnation/séchage, tout en améliorant les propriétés mécaniques du bois et en lui en conférant de nouvelles. There is therefore an unmet need for a process that allows in particular to stabilize the wood vis-à-vis the impregnation / drying, while improving the mechanical properties of wood and giving it new ones.
Il existe en outre un besoin non encore 5 satisfait pour un procédé qui permette un traitement dans l'ensemble du bois, aussi bien au coeur de celui-ci, qu'en surface, il doit aussi mettre en oeuvre des réactifs facilement disponibles d'un faible coût, et de toxicité nulle ou très réduite. There is also a need not yet met for a process which allows treatment in the whole wood, both at the heart of it, and at the surface, it must also use readily available reagents. low cost, and zero or very low toxicity.
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 satisfasse entre autres à l'ensemble des besoins mentionnés ci- dessous et qui réponde entre autres aux critères et exigences, indiqués plus haut pour un tel procédé. The object of the invention is to provide a method for treating a substrate made of a material comprising wood, such as a wooden substrate which satisfies, among other things, all the needs mentioned below and which, inter alia, responds the criteria and requirements given above for such a process.
Le but de l'invention est, en outre, 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. The object of the invention is, moreover, to provide a method of treating a substrate made of a material comprising wood such as a wooden substrate which does not have the disadvantages, limitations, defects and disadvantages of the processes of the invention. prior art and that provides a solution to the problems of the processes of the prior art.
Ce but, et d'autres encore sont atteints, conformément à l'invention par un procédé de traitement d'un substrat en un matériau comprenant du bois dans lequel on associe les étapes a) et b) suivantes: a) - on met en contact ledit substrat avec une solution aqueuse d'au moins un composé organique hydrophile soluble dans l'eau, moyennant quoi ledit composé hydrophile pénétre dans la paroi cellulaire du bois; b) -on réalise successivement les trois étapes suivantes: b1), b2) et b3) b1) - on sèche éventuellement ledit substrat; b2) - on met en contact ledit substrat avec au moins un composé organique hydrophobe polymérisable et/ou réticulable, moyennant quoi ledit composé pénétre dans la porosité du bois; b3) - on polymérise et/ou réticule ledit composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable dans la porosité du bois. This and other objects are achieved according to the invention by a method of treating a substrate made of a material comprising wood in which the following steps a) and b) are combined: a) contacting said substrate with an aqueous solution of at least one water-soluble hydrophilic organic compound, whereby said hydrophilic compound penetrates the cell wall of the wood; b) successively performs the following three steps: b1), b2) and b3) b1) - said substrate is optionally dried; b2) - said substrate is brought into contact with at least one polymerizable and / or crosslinkable hydrophobic organic compound, whereby said compound enters the porosity of the wood; b3) - polymerizing and / or cross-linking said hydrophobic compound polymerizable and / or crosslinkable in the porosity of the wood.
Avantageusement, l'étape b) est réalisée après l'étape a), mais l'inverse est également possible, c'est-à-dire que l'on commence par effectuer l'imprégnation, polymérisation par le composé hydrophobe, puis on effectue en tant qu'étape finale l'imprégnation par le composé hydrophile. Advantageously, step b) is carried out after step a), but the opposite is also possible, that is to say that one begins by carrying out the impregnation, polymerization with the hydrophobic compound, then performs as a final step the impregnation with the hydrophilic compound.
Avantageusement, ledit composé organique hydrophile, soluble dans l'eau, est solide à la température ambiante (généralement 10 à 30 C, par exemple 20 à 25 C). Advantageously, said hydrophilic organic compound, soluble in water, is solid at ambient temperature (generally 10 to 30 C, for example 20 to 25 C).
Avantageusement, ledit composé hydrophile 25 soluble dans l'eau est choisi parmi les composés comprenant au moins une fonction polaire. Advantageously, said hydrophilic compound 25 soluble in water is chosen from compounds comprising at least one polar function.
Avantageusement, la ou lesdites fonction(s) polaire (s) est (sont) choisie (s) parmi les fonctions hydroxyles et amines. Advantageously, said one or more polar function (s) is (are) chosen from hydroxyl and amine functions.
Avantageusement, le composé hydrophile est choisi parmi les composés polyfonctionnels comprenant plusieurs fonctions polaires tels que les polyols. Advantageously, the hydrophilic compound is chosen from polyfunctional compounds comprising several polar functions such as polyols.
Parmi les polyols, on préfère les poly(alkylène) glycols où le groupe alkylène a de 2 à 3 C tels que les polyéthylène glycols (PEG), comme le PEG 4000 solide à l'ambiante, le PEG 2000, le PEG 1500. Among the polyols, poly (alkylene) glycols in which the alkylene group has from 2 to 3 C, such as polyethylene glycols (PEG), such as PEG 4000 solid at room temperature, PEG 2000, PEG 1500, are preferred.
Selon l'invention, le substrat est mis en contact avec une solution aqueuse du composé hydrophile, car, en particulier dans le cas où le composé hydrophile est solide à la température ambiante, cela permet d'éviter le phénomène de ressuage du composé. According to the invention, the substrate is brought into contact with an aqueous solution of the hydrophilic compound, since, in particular in the case where the hydrophilic compound is solid at ambient temperature, this makes it possible to avoid the phenomenon of bleeding of the compound.
Avantageusement, la mise en contact est réalisée par immersion du substrat dans la solution du composé organique hydrophile. Advantageously, the contacting is performed by immersing the substrate in the solution of the hydrophilic organic compound.
Avantageusement ledit composé hydrophobe doit être solide à la température ambiante, après polymérisation et/ou réticulation. Avant polymérisation et/ou réticulation, le composé hydrophobe doit être généralement liquide à la température ambiante pour permettre l'imprégnation du bois. En revanche, après polymérisation, le composé hydrophobe, la résine durçit. Advantageously, said hydrophobic compound must be solid at ambient temperature, after polymerization and / or crosslinking. Before polymerization and / or crosslinking, the hydrophobic compound must be generally liquid at room temperature to allow impregnation of the wood. On the other hand, after polymerization, the hydrophobic compound, the resin hardens.
Avantageusement, le au moins un composé hydrophobe polymérisable est choisi parmi les styrène-polyesters; les composés (méth)acryliques hydrophobes comme les (méth)acrylates; et les autres composés éthyléniquement insaturés comme l'éthylène, le propylène; les résines époxydes; les résines polyuréthanes; les résines acrylonitriles; et leurs mélanges. Advantageously, the at least one polymerizable hydrophobic compound is chosen from styrene-polyesters; hydrophobic (meth) acrylic compounds such as (meth) acrylates; and other ethylenically unsaturated compounds such as ethylene, propylene; epoxy resins; polyurethane resins; acrylonitrile resins; and their mixtures.
Le procédé selon l'invention met en oeuvre une association d'étapes spécifiques, à savoir une étape de mise en contact, plus précisément d'imprégnation, du substrat avec un composé hydrophile, en solution dans l'eau (a), et une étape (b) comprenant le séchage éventuel dudit substrat (b1), puis la mise en contact (b2), plus précisément l'imprégnation, du substrat avec un composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable, suivie de la polymérisation et/ou réticulation (b3) dudit composé hydrophobe polymérisable et/ou polymérisable. The method according to the invention implements an association of specific steps, namely a step of contacting, more precisely impregnation, the substrate with a hydrophilic compound, in solution in water (a), and a step (b) comprising optionally drying said substrate (b1), then contacting (b2), more precisely the impregnation, of the substrate with a polymerizable and / or crosslinkable hydrophobic compound, followed by polymerization and / or crosslinking ( b3) of said polymerizable and / or polymerizable hydrophobic compound.
L'ordre des étapes a) et b) peut être quelconque mais, de préférence, les étapes spécifiques a) et b) sont réalisées dans un ordre spécifique: à savoir l'étape a) est réalisée avant l'étape b). The order of steps a) and b) can be arbitrary, but preferably the specific steps a) and b) are performed in a specific order: ie step a) is performed before step b).
Toutefois, les deux étapes a) et b) peuvent aussi être inversées par rapport à cet ordre préférée, l'étape b) précèdant alors l'étape a). However, the two steps a) and b) can also be reversed with respect to this preferred order, step b) then preceding step a).
Une telle association spécifique d'étapes spécifiques n'est ni décrite, ni suggérée dans l'art antérieur. Il en est de même de la succession spécifique préférée dans laquelle l'étape b) suit l'étape a). Such a specific association of specific steps is neither described nor suggested in the prior art. It is the same with the preferred specific succession in which step b) follows step a).
Le procédé selon l'invention se distingue fondamentalement des procédés de l'art antérieur et notamment du procédé décrit par le document [3] EP- A-1 447 189 non seulement par la combinaison et éventuellement la suite des étapes qu'il comprend mais également par les conditions et les réactifs spécifiques qui sont mis en oeuvre dans chacune des étapes. The process according to the invention is fundamentally different from the processes of the prior art and in particular from the process described in document [3] EP-A-1 447 189 not only by the combination and possibly the sequence of steps which it comprises but also by the specific conditions and reagents that are implemented in each of the steps.
Le procédé selon l'invention peut être défini comme étant un procédé qui associe un traitement chimique du bois qui consiste à imprégner le matériau comprenant du bois, tel que le bois avec un composé hydrophile, plus précisément une résine hydrophile, susceptible de stabiliser dimensionnellement le bois vis-à-vis de l'humidité en pénétrant sa structure, plus précisément en pénétrant au sein de la paroi cellulaire du bois, avec un second traitement qui consiste à imprégner le matériau comprenant du bois, tel que le bois, avec un composé hydrophobe, plus précisément une résine hydrophobe, susceptible de polymériser et/ou réticuler à l'intérieur des pores du bois pour améliorer sensiblement les propriétés mécaniques du matériau composite ainsi obtenu. On pourrait dénommer ce matériau composite un composite bois-plastique . The method according to the invention can be defined as a process which combines a chemical treatment of wood which consists in impregnating the material comprising wood, such as wood with a hydrophilic compound, more specifically a hydrophilic resin, capable of dimensionally stabilizing the wood. against moisture by penetrating its structure, more specifically by penetrating into the cell wall of the wood, with a second treatment which consists in impregnating the material comprising wood, such as wood, with a compound hydrophobic, more specifically a hydrophobic resin capable of polymerizing and / or cross-linking inside the pores of the wood to substantially improve the mechanical properties of the composite material thus obtained. This composite material could be called a wood-plastic composite.
Comme on l'a indiqué plus haut, de préférence, on réalise dans un premier temps l'imprégnation du matériau comprenant du bois, tel que le bois, avec un composé, résine hydrophile, puis dans un second temps, on réalise l'imprégnation du matériau comprenant du bois, avec un composé, résine, hydrophobe. As indicated above, the impregnation of the material comprising wood, such as wood, with a compound, a hydrophilic resin, is firstly carried out, then, in a second step, the impregnation is carried out. material comprising wood, with a compound, resin, hydrophobic.
Le composé, la résine hydrophile utilisée, pour l'imprégnation de l'étape a) qui est, de préférence la première imprégnation, est hydrophile, soluble dans l'eau, ce qui permet de manière très commode d'utiliser l'eau pour transporter cette résine au sein de la paroi cellulaire qui est un milieu très hydrophile. En effet, les éléments constitutifs de la paroi cellulaire du bois tels que la cellulose, les hémicelluloses, la lignine, sont des molécules riches en fonctions polaires hydroxyles (-OH). Cette opération se fait très facilement au cours d'une des deux étapes du procédé selon l'invention (étape a)), par exemple par une simple imprégnation du bois par une solution aqueuse. The compound, the hydrophilic resin used for the impregnation of step a) which is preferably the first impregnation, is hydrophilic, soluble in water, which makes it very convenient to use water for transport this resin within the cell wall which is a very hydrophilic medium. Indeed, the constituent elements of the wood cell wall such as cellulose, hemicellulose, lignin, are molecules rich in hydroxyl polar functions (-OH). This operation is very easily done during one of the two steps of the process according to the invention (step a)), for example by simply impregnating the wood with an aqueous solution.
Lorsque l'étape b) suit l'étape a), après le séchage éventuel de l'étape b1), les molécules de la résine hydrophile restent dans la paroi cellulaire et maintiennent celle-ci gonflée; ce qui permet de diminuer l'instabilité dimensionnelle du bois vis-à-vis de cycles d'humidification et de séchage. When step b) follows step a), after the optional drying of step b1), the molecules of the hydrophilic resin remain in the cell wall and keep it swollen; which makes it possible to reduce the dimensional instability of the wood vis-à-vis cycles of humidification and drying.
De manière importante, le matériau tel que le bois, stabilisé par le composé hydrophile lors de l'étape a) conserve une structure poreuse qui peut permettre lors de l'étape b) lorsque celle-ci suit l'étape a), la pénétration du composé hydrophobe au sein de cette porosité : à coeur . Importantly, the material such as wood, stabilized by the hydrophilic compound during step a), retains a porous structure which can, during step b) when it follows step a), penetration hydrophobic compound within this porosity: heart.
Selon l'invention, le composé, résine, utilisé dans l'étape de mise en contact, imprégnation b) est, au contraire du composé, résine utilisé au cours de la première étape a), un composé hydrophobe. According to the invention, the compound, resin, used in the contacting step, impregnation b) is, unlike the compound, resin used in the first step a), a hydrophobic compound.
En outre, lorsque l'étape b) est consécutive à l'étape a), cette succession particulière de traitements, d'abord par un composé spécifique hydrophile, puis par un composé spécifique hydrophobe, constitue une des caractéristiques essentielles du procédé de l'invention et permet d'obtenir, de manière plus importante, les avantages et effets du procédé de l'invention. En particulier, l'efficacité du procédé en termes notamment de stabilisation est nettement plus importante lorsque l'étape a) précède l'étape b). Moreover, when step b) follows step a), this particular succession of treatments, first of all by a specific hydrophilic compound, then by a hydrophobic specific compound, is one of the essential characteristics of the process of the invention and allows to obtain, more importantly, the advantages and effects of the method of the invention. In particular, the efficiency of the process in terms of stabilization is notably greater when step a) precedes step b).
Du fait que le composé, résine, utilisé dans cette étape b) est hydrophobe, il ne peut donc pas pénétrer dans la paroi cellulaire du bois, qui est, comme on l'a expliqué plus haut un milieu hydrophile. La résine hydrophobe pénètre donc seulement dans la porosité, dans les pores du bois, et demeure dans ces pores, elle ne pénètre pas au sein même de la paroi cellulaire du bois. Because the compound resin used in this step b) is hydrophobic, it can not penetrate the cell wall of wood, which is, as explained above a hydrophilic medium. The hydrophobic resin thus penetrates only into the porosity, into the pores of the wood, and remains in these pores, it does not penetrate even within the cell wall of the wood.
Cette pénétration du composé hydrophobe dans la porosité, à coeur , est en particulier possible, lorsque, de préférence, l'étape a) est réalisée en premier, car alors à l'issue de l'étape a), la porosité est conservée. De nouveau, à l'instar de l'étape a), l'étape b) comprend une simple étape d'imprégnation b2) qui peut être très facilement réalisée, par exemple par immersion dans le composé hydrophobe liquide tel que la résine hydrophobe. Il n'y a généralement pas de solvant, le composé hydrophobe, tel qu'une résine est utilisé pur. This penetration of the hydrophobic compound in the porosity, in the core, is in particular possible, when, preferably, step a) is carried out first, because then at the end of step a), the porosity is retained. Again, like step a), step b) comprises a simple impregnation step b2) which can be very easily performed, for example by immersion in the liquid hydrophobic compound such as the hydrophobic resin. There is generally no solvent, the hydrophobic compound, such as a resin is used pure.
La résine hydrophobe est choisie parmi les composés polymérisables et/ou réticulables. Cette polymérisation et/ou réticulation est réalisée au cours de l'étape b3) du procédé selon l'invention. The hydrophobic resin is chosen from polymerizable and / or crosslinkable compounds. This polymerization and / or crosslinking is carried out during step b3) of the process according to the invention.
Il est à noter que cette polymérisation et/ou réticulation du composé, résine hydrophobe, se produit dans la porosité du bois et que, contrairement, par exemple au procédé décrit dans le document [3] EP-A- 1 447 189, cette polymérisation et/ou réticulation ne fait pas appel aux constituants du bois, par l'intermédiaire en particulier des fonctions OH, ni au composé hydrophile. On peut dire que le composé hydrophobe, polymérise, réticule, avec lui-même, pour se polymériser, se réticuler ou qu'il s'autopolymérise et/ou s'autoréticule . It should be noted that this polymerization and / or crosslinking of the compound, the hydrophobic resin, occurs in the porosity of the wood and that, unlike, for example, the process described in document [3] EP-A-1 447 189, this polymerization and / or crosslinking does not make use of the constituents of the wood, especially via OH functions, or the hydrophilic compound. It can be said that the hydrophobic compound polymerizes, crosslinks, with itself, to polymerize, to crosslink or to self-cure and / or self-cross.
La stoechiométrie de cette étape est au contraire du procédé du document [3] parfaitement maîtrisée puisqu'elle ne dépend pas de paramètres incertains comme la quantité de résine hydrophobe présente et/ou la quantité de groupements hydrophiles. The stoichiometry of this step is in contrast to the method of document [3] perfectly controlled since it does not depend on uncertain parameters such as the amount of hydrophobic resin present and / or the amount of hydrophilic groups.
La stoechiométrie correspond simplement à la stoechiométrie initiale, précisément connue, du composé hydrophobe qui est injecté dans le matériau comprenant du bois tel que le bois. The stoichiometry simply corresponds to the initial stoichiometry, precisely known, of the hydrophobic compound which is injected into the material comprising wood such as wood.
En outre, étonnamment, la présence de la résine hydrophile dans le bois n'inhibe pas la polymérisation de la résine hydrophobe, et en revanche la polymérisation de la résine hydrophobe freine considérablement la pénétration de la résine hydrophile dans le bois, mais ne la rend pas impossible. In addition, surprisingly, the presence of the hydrophilic resin in the wood does not inhibit the polymerization of the hydrophobic resin, and on the other hand the polymerization of the hydrophobic resin considerably slows down the penetration of the hydrophilic resin into the wood, but does not render it not impossible.
C'est la raison pour laquelle, entre autres, il est préférable de réaliser l'étape a) avant l'étape b). This is the reason why, among other things, it is preferable to carry out step a) before step b).
Il n'existe aucune interaction entre la résine hydrophobe et la résine hydrophile, qui opérent de manière indépendante, mais dont l'association des effets conduit à des résultats particulièrement avantageux. There is no interaction between the hydrophobic resin and the hydrophilic resin, which operates independently, but the combination of effects leads to particularly advantageous results.
Autrement dit, le découplage qui existe entre le composé, résine hydrophile et le composé, résine hydrophobe, permet de choisir indépendamment les deux résines afin d'optimiser les performances que l'on attend d'elles, à savoir la résine hydrophile doit rentrer aisément dans la paroi cellulaire du bois en tant qu'agent gonflant, tandis que la composition de la résine hydrophobe doit permettre une polymérisation/réticulation aisée ainsi que l'obtention de très bonnes propriétés mécaniques lorsque le polymère sera constitué dans les pores du bois. In other words, the decoupling that exists between the compound, the hydrophilic resin and the hydrophobic resin compound, makes it possible to choose the two resins independently in order to optimize the performance that is expected of them, namely the hydrophilic resin must be easily returned. in the cell wall of wood as a blowing agent, while the composition of the hydrophobic resin must allow easy polymerization / crosslinking and obtaining very good mechanical properties when the polymer will be formed in the pores of the wood.
Le choix de chacun des composés hydrophile et hydrophobe n'étant pas limité par le choix de l'autre composé, la gamme de choix possible pour le composé hydrophile et le composé hydrophobe se trouve ainsi élargie. Since the choice of each of the hydrophilic and hydrophobic compounds is not limited by the choice of the other compound, the range of choice possible for the hydrophilic compound and the hydrophobic compound is thus widened.
De manière étonnante, il a été constaté que la densification par polymérisation du composé, de la résine hydrophobe, permet de bloquer pratiquement le composé, la résine hydrophile dans la paroi cellulaire du bois, même si la résine hydrophile est toujours libre puisqu'elle n'a pas participé à la polymérisation. De ce fait, de manière surprenante et tout à fait avantageuse, la résine hydrophile, pourtant soluble dans l'eau est difficilement lessivable par l'eau comme c'est le cas par exemple dans les documents [4] et [5] où cette résine est mise en oeuvre seule. Le blocage de la résine hydrophile est réalisée avec bien plus d'efficacité lorsque l'étape a) précède l'étape b). Surprisingly, it has been found that the densification by polymerization of the compound, the hydrophobic resin, practically blocks the compound, the hydrophilic resin in the cell wall of the wood, even if the hydrophilic resin is still free since it did not participate in the polymerization. Therefore, surprisingly and quite advantageously, the hydrophilic resin, however soluble in water is hardly leachable by water as is the case for example in documents [4] and [5] where this resin is used alone. Blocking of the hydrophilic resin is achieved much more effectively when step a) precedes step b).
Il est donc préférable et avantageux de 30 respecter l'ordre préféré spécifique des traitements spécifiques du procédé selon l'invention, à savoir la 15 stabilisation du bois (étape a)) avant la densification du bois (étape b)). It is therefore preferable and advantageous to adhere to the specific preferred order of the specific treatments of the process according to the invention, namely the stabilization of the wood (step a) before densification of the wood (step b).
A l'issue du traitement selon l'invention, le substrat en un matériau comprenant du bois a sa 5 masse augmentée d'au moins 50% par rapport à sa masse initiale. Grâce au gonflement-stabilisation, on obtient une imprégnation massive du matériau par le composé résine hydrophobe qui conduit à une amélioration sensible des propriétés mécaniques du matériau. At the end of the treatment according to the invention, the substrate made of a material comprising wood has its mass increased by at least 50% with respect to its initial mass. Thanks to the swelling-stabilization, a massive impregnation of the material is obtained by the hydrophobic resin compound which leads to a significant improvement in the mechanical properties of the material.
Le taux d'imprégnation par le composé hydrophobe est généralement de 40 à 70% en masse du matériau. The degree of impregnation with the hydrophobic compound is generally from 40 to 70% by weight of the material.
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 en extérieur où il est demandé une bonne résistance notamment à l'humidification/séchage, à la contamination biologique par exemple par les champignons, insectes, bactéries, aux sollicitations mécaniques, aux ultraviolets, et à la fatigue thermique. Unlike wood alone, the material obtained by the method according to the invention can be defined as a wood / plastic composite material that has characteristics that make it suitable for many outdoor applications where it is required a good resistance especially to humidification / drying, biological contamination for example by fungi, insects, bacteria, mechanical stress, ultraviolet, and thermal fatigue.
Les multiples avantages et effets surprenants de l'invention peuvent donc être énumérés comme suit, sans que cette énumération soit considérée comme limitative: - On obtient une excellente stabilisation du substrat en un matériau comprenant du bois, tel que le substrat en bois, vis-à-vis de l'humidité, cette stabilisation peut être exprimée par le paramètre dénommé ASE ("Anti Shrinkage Efficiency"). The numerous advantages and surprising effects of the invention can therefore be enumerated as follows, without this enumeration being considered as limiting: An excellent stabilization of the substrate in a material comprising wood, such as the wood substrate, is obtained. With respect to moisture, this stabilization can be expressed by the parameter called ASE ("Anti Shrinkage Efficiency").
L'ASE est défini par l'équation suivante: ASE _Sbois non traité Sbois traité xlOO (%) Sbois non traité avec la définition suivante de S: Sbois non traité ou traité volume bois humide-volume bois sec (%) volume bois sec - On peut également définir un ASE particulier dans lequel on fait référence non pas au volume de l'échantillon de bois mais à l'une des dimensions du bois; par exemple dans le cas d'une lame de bois il pourra s'agir de la Longueur (L) de la largeur (1) ou de l'épaisseur (e). The ASE is defined by the following equation: ASE _Wood untreated Sbois treated x100 (%) Sbois untreated with the following definition of S: Sbois untreated or treated volume wet wood-volume dry wood (%) volume dry wood - One can also define a particular ASE in which reference is made not to the volume of the wood sample but to one of the dimensions of the wood; for example in the case of a wood blade it may be the length (L) of the width (1) or the thickness (e).
Le coefficient ASE partiel ASEP relatif à la largeur (1) peut donc être exprimé par l'équation suivante: SPbois non traité SPbois traité ASEp(%) = x 100 SPbois non traité avec la définition suivante de Sp: largeur bois humide- largeur bois sec SPbois non traité ou traité(% largeur bois sec Le bois est généralement séché en étuve à 105 C pendant 24 heures et le bois est généralement x 100 x 100 humidifié par immersion dans l'eau à 60 C pendant 24 heures. The partial ASE coefficient ASEP relative to the width (1) can therefore be expressed by the following equation: SP untreated SPbois treated ASEp (%) = x 100 SPbois untreated with the following definition of Sp: width wet wood- width wood Dry wood untreated or treated (% dry wood width The wood is usually dried in an oven at 105 C for 24 hours and the wood is usually x 100 x 100 moistened by immersion in water at 60 C for 24 hours.
Selon l'invention, l'ASE est généralement d'au moins 50%, de préférence d'au moins 60%, et mieux d'au moins 70%. According to the invention, the ESA is generally at least 50%, preferably at least 60%, and more preferably at least 70%.
Il est ainsi possible d'utiliser le substrat en un matériau comprenant du bois, tel que le substrat en bois, traité, à l'extérieur, car il se voit conférer par le procédé de l'invention une meilleure résistance au vieillissement dû aux intempéries. It is thus possible to use the substrate made of a material comprising wood, such as the treated wood substrate, externally, since it is given by the process of the invention a better resistance to weathering due to bad weather conditions. .
Cette stabilisation du bois est conservée même après lessivage par une solution aqueuse car comme on l'a vu plus haut le composé hydrophile est pratiquement bloqué dans le bois par le composé hydrophobe. This stabilization of the wood is preserved even after leaching with an aqueous solution because, as has been seen above, the hydrophilic compound is practically blocked in the wood by the hydrophobic compound.
- Les composés mis en oeuvre selon l'invention sont peu, voire pas toxiques, et sont donc faciles à utiliser dans le cadre d'un processus industriel. The compounds used according to the invention are little or no toxic, and are therefore easy to use in the context of an industrial process.
- Le procédé de l'invention que l'on peut qualifier pour les étapes a) et b) de traitement d'imprégnation ne nécessite pas obligatoirement de catalyseurs chimiques, de solvants, d'adjuvants ou d'agents gonflants très nocifs ou dangereux, du type tétrahydrofuranne (THF), dichlorométhane, pyridine, diméthylformamide (DMF), triéthylamine, que ce soit pour transporter les composés, résines, mises en oeuvre selon l'invention au sein de la structure du substrat en un matériau comprenant du bois, tel que le bois, ou pour nettoyer le substrat de tous les résidus de traitement non fixés par le substrat en un matériau comprenant du bois, tel que le substrat en bois. En particulier, l'imprégnation de l'étape a) est réalisée simplement en solution aqueuse. The process of the invention that can be qualified for the impregnation treatment stages a) and b) does not necessarily require very harmful or dangerous chemical catalysts, solvents, adjuvants or blowing agents, of the tetrahydrofuran (THF), dichloromethane, pyridine, dimethylformamide (DMF) or triethylamine type, whether for transporting the compounds, resins, used according to the invention within the structure of the substrate in a material comprising wood, such as as the wood, or to clean the substrate of any non-substrate fixed treatment residues of a material comprising wood, such as wood substrate. In particular, the impregnation of step a) is carried out simply in aqueous solution.
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. The cost of the process, as well as the accessibility of the technology necessary for the implementation of the process allow its use in industry.
- Le procédé de l'invention permet de traiter un substrat en un matériau comprenant du bois, 10 tel qu'un substrat en bois, en profondeur, dans son volume, et ne se limite pas seulement à sa surface contrairement aux traitements par lasure, vernis et autre, en outre, l'efficacité du traitement est assurée même si la surface est altérée. The process of the invention makes it possible to treat a substrate made of a material comprising wood, such as a wooden substrate, in depth, in its volume, and is not limited only to its surface, unlike stain treatments. varnish and other, in addition, the effectiveness of treatment is assured even if the surface is altered.
- Contrairement à un matériau composite à base de particules de bois, le matériau composite bois/plastique obtenu par le procédé selon l'invention conserve l'aspect esthétique naturel du bois massif avec son veinage. - Unlike a composite material based on wood particles, the wood / plastic composite material obtained by the process according to the invention retains the natural aesthetic appearance of solid wood with its veining.
- Le procédé selon l'invention n'endommage pas le matériau comprenant du bois du substrat, tel que le bois, notamment l'aspect extérieur du substrat n'est pas altéré, et les propriétés mécaniques du matériau comprenant du bois tel que le bois sont sensiblement améliorées, il s'agit en particulier de la dureté et des tenues à la compression et à la flexion. 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. - The method according to the invention does not damage the material comprising wood substrate, such as wood, including the external appearance of the substrate is not impaired, and the mechanical properties of the material comprising wood such as wood are substantially improved, it is in particular the hardness and the resistance to compression and bending. The composite material obtained by the process according to the invention is not toxic and does not release toxic substances throughout its lifetime.
- Les composés, résines, mis en oeuvre selon l'invention qu'il s'agisse du composé hydrophile ou du 20 composé hydrophobe sont disponibles industriellement en grandes quantités et à des coûts modérés, ce qui rend viable la mise en oeuvre du traitement. The compounds and resins used according to the invention, whether it be the hydrophilic compound or the hydrophobic compound, are commercially available in large quantities and at moderate costs, which makes the implementation of the treatment viable.
L'invention a également trait à un substrat en un matériau comprenant du bois, ledit substrat comprenant dans la porosité du bois au moins 40%, de préférence, plus de 50%, mieux plus de 60%, en masse d'un composé polymérisé et/ou réticulé, et 1 à 30% en masse d'un composé hydrophile tel qu'un PEG dans la paroi cellulaire du bois et la porosité du bois. The invention also relates to a substrate made of a material comprising wood, said substrate comprising in the porosity of the wood at least 40%, preferably more than 50%, better still more than 60%, by mass of a polymerized compound and / or crosslinked, and 1 to 30% by weight of a hydrophilic compound such as PEG in the cell wall of the wood and the porosity of the wood.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail dans ce qui suit. The invention will now be described in more detail in the following.
Le substrat, traité selon l'invention, est en un matériau comprenant du bois, on a vu plus haut que par matériau comprenant du bois on entendait généralement un matériau comprenant une proportion majoritaire de bois (en poids), à savoir un matériau comprenant au moins 50% en poids, de préférence au moins 70% en poids, de préférence encore 90% en poids de bois. The substrate, treated according to the invention, is made of a material comprising wood, it has been seen above that by material comprising wood was generally meant a material comprising a majority proportion of wood (by weight), namely a material comprising at least one less than 50% by weight, preferably at least 70% by weight, more preferably 90% by weight of wood.
De préférence, le substrat est constitué de bois, c'est-à-dire qu'il est constitué, en totalité, à 100% de bois (compte tenu des impuretés naturellement présentes dans celui-ci). Preferably, the substrate is made of wood, that is to say that it consists entirely of 100% wood (considering the impurities naturally present in it).
Le bois comprend des fonctions polaires qui sont les fonctions hydroxyles de la cellulose, de l'hémicellulose et de la lignine. Le bois est un matériau poreux comprenant une porosité ouverte définie par des parois cellulaires. Wood includes polar functions which are the hydroxyl functions of cellulose, hemicellulose and lignin. Wood is a porous material comprising an open porosity defined by cell walls.
Selon l'invention, le substrat traité peut être un substrat sec mais il peut s'agir aussi d'un 30 substrat humide qui, de manière surprenante, peut être traité par l'étape a) du le procédé de l'invention. Par substrat humide, on entend généralement un substrat dont la teneur en eau est supérieure ou égale à 20% en poids, par exemple est de 20 à 50%. Si le substrat comprenant du bois par exemple le substrat en bois est déjà According to the invention, the treated substrate may be a dry substrate but it may also be a wet substrate which, surprisingly, may be treated by step a) of the process of the invention. By wet substrate, is generally meant a substrate whose water content is greater than or equal to 20% by weight, for example is 20 to 50%. If the substrate comprising wood for example the wooden substrate is already
humide, il peut, contrairement aux procédés de l'art antérieur être traité directement par l'étape a) du procédé de l'invention, ce qui évite de procéder préalablement à un séchage poussé, consommateur de temps et d'énergie. Ainsi dans le cas du bois, il sera possible d'utiliser un bois vert, c'est-à-dire un bois sans séchage après la coupe de l'arbre, ce qui est extrêmement avantageux. wet, it may, unlike the processes of the prior art be treated directly by step a) of the process of the invention, which avoids prior to a thorough drying, time and energy consumer. Thus in the case of wood, it will be possible to use a green wood, that is to say a wood without drying after cutting the tree, which is extremely advantageous.
Conformément à l'étape a) du procédé selon l'invention, le substrat est mis en contact avec au moins un composé organique hydrophile. Cette étape a) est de préférence réalisée avant l'étape b). According to step a) of the process according to the invention, the substrate is brought into contact with at least one hydrophilic organic compound. This step a) is preferably carried out before step b).
Cette étape a) peut être définie comme un traitement de stabilisation du bois en l'imprégnant par des substances organiques hydrophiles susceptibles de pénétrer dans l'intimité des parois cellulaires du bois. This step a) can be defined as a wood stabilizing treatment by impregnating it with hydrophilic organic substances that can penetrate the intimacy of the cell walls of the wood.
Le substrat peut être mis en contact avec 25 un seul composé organique hydrophile ou plusieurs composés organiques hydrophiles. The substrate may be contacted with a single hydrophilic organic compound or a plurality of hydrophilic organic compounds.
Ce composé organique hydrophile peut être généralement défini, du fait de sa consistance comme étant une résine. This hydrophilic organic compound can be generally defined because of its consistency as a resin.
Le composé organique hydrophile, soluble dans l'eau, est généralement choisi parmi les composés hydrophiles comportant au moins une fonction polaire choisie par exemple parmi les fonctions hydroxyles et amine. The hydrophilic organic compound, soluble in water, is generally chosen from hydrophilic compounds comprising at least one polar function selected for example from hydroxyl and amine functions.
De préférence, ces composés solubles dans l'eau sont des molécules polyfonctionnelles comprenant plusieurs fonctions polaires en d'autres termes riches en fonctions polaires de type hydroxyle ou amine. Preferably, these water-soluble compounds are polyfunctional molecules comprising several polar functions in other words rich in polar functions of the hydroxyl or amine type.
En outre, le composé organique hydrophile est de préférence un solide à la température ambiante. In addition, the hydrophilic organic compound is preferably a solid at room temperature.
De nombreuses molécules peuvent être envisagées pour le composé organique hydrophile soluble dans l'eau. Many molecules can be envisioned for the hydrophilic organic compound soluble in water.
De manière non exhaustive, on peut citer par exemple les polyols tels que les poly(alkylène)glycols dans lesquels le groupe alkylène a généralement de 2 à 3 C. Ces poly(alkylène glycol) ont généralement une masse moléculaire de 1000 à 10000. Non-exhaustively, there may be mentioned for example polyols such as poly (alkylene) glycols in which the alkylene group generally has 2 to 3 C. These poly (alkylene glycol) generally have a molecular weight of 1000 to 10000.
Les poly(alkylène glycol) préférés sont les poly(éthylène glycols) d'une masse moléculaire, par exemple de 1500, 4000 tels que le PEG 1500, le PEG 4000, mais il serait possible d'utiliser aussi des poly(propylène glycol) de même masse molaire. The preferred poly (alkylene glycol) are poly (ethylene glycols) of a molecular weight, for example 1500, 4000 such as PEG 1500, PEG 4000, but it would be possible to also use poly (propylene glycol) of the same molar mass.
La mise en contact, à savoir l'imprégnation du substrat par le composé organique hydrophile peut être réalisée à l'aide d'une solution de ce dernier dans l'eau, ce qui permet à la résine hydrophile de diffuser au sein des parois cellulaires, dans tout le volume du substrat, de l'objet considéré, traité. Généralement, cette mise en contact consiste en une immersion du substrat comprenant du bois, par exemple du substrat en bois, dans une solution aqueuse du composé organique hydrophile. The contacting, namely the impregnation of the substrate with the hydrophilic organic compound can be carried out using a solution of the latter in water, which allows the hydrophilic resin to diffuse within the cell walls , in all the volume of the substrate, of the considered object, treated. Generally, this bringing into contact consists of immersing the substrate comprising wood, for example the wooden substrate, in an aqueous solution of the hydrophilic organic compound.
La solution contient en général de 20 à 40% en masse du composé organique hydrophile. The solution generally contains from 20 to 40% by weight of the hydrophilic organic compound.
La mise en contact peut par exemple être réalisée de la manière suivante: on introduit le substrat en un matériau comprenant du bois, par exemple le substrat en bois, dans un réacteur étanche et on introduit de même le composé organique hydrophile sous 10 forme de solution aqueuse dans ledit réacteur. The contacting may for example be carried out in the following manner: the substrate is introduced into a material comprising wood, for example the wooden substrate, in a sealed reactor and the hydrophilic organic compound is likewise introduced in the form of a solution. in said reactor.
Pour favoriser la cinétique d'imprégnation, pour faciliter la diffusion du composé organique hydrophile dans le substrat, on chauffe généralement le substrat et le composé organique hydrophile à l'état 15 liquide sous la forme d'une solution aqueuse (le substrat se trouve immergé dans un bain de solution du composé organique hydrophile) à une température généralement de 20 à 100 C, de préférence de 30 à 80 C, de préférence encore de 40 à 60 C. To promote the kinetics of impregnation, to facilitate the diffusion of the hydrophilic organic compound into the substrate, the substrate and the hydrophilic organic compound are generally heated in the liquid state in the form of an aqueous solution (the substrate is immersed in water). in a solution bath of the hydrophilic organic compound) at a temperature generally of 20 to 100 ° C, preferably 30 to 80 ° C, more preferably 40 to 60 ° C.
En effet, au-dessus de 100 C, il y a un risque de modification irréversible du bois qui peut subir par exemple une pyrolyse ou une combustion, tandis qu'en dessous de 20 C, la cinétique de pénétration est généralement trop faible. Indeed, above 100 C, there is a risk of irreversible modification of the wood that may undergo for example pyrolysis or combustion, while below 20 C, the kinetics of penetration is generally too low.
La durée de la mise en contact peut être comprise entre 5 heures à plusieurs jours, par exemple 5 jours. The duration of the contacting can be between 5 hours to several days, for example 5 days.
Cette durée sera choisie selon le cahier des charges préalablement défini, relatif en particulier à la profondeur de l'imprégnation souhaitée au sein du volume du substrat en un matériau comprenant du bois, par exemple du substrat en bois, aux quantités et à la géométrie des pièces de substrat en un matériau comprenant du bois, par exemple des pièces de bois dans l'enceinte de traitement, etc. Plus les pièces, objets à traiter, sont massifs plus la durée de la mise en contact, par exemple de l'immersion, devra être importante pour s'assurer que la résine pénètre correctement jusqu'au coeur du bois. This duration will be chosen according to the previously defined specifications, relating in particular to the depth of the desired impregnation within the volume of the substrate in a material comprising wood, for example wood substrate, the quantities and the geometry of the substrate parts made of a material comprising wood, for example pieces of wood in the treatment chamber, etc. More pieces, objects to be treated, are massive plus the duration of contacting, for example immersion, should be important to ensure that the resin penetrates properly to the heart of the wood.
La mise en contact avec la solution de composé organique hydrophile est généralement réalisée à pression atmosphérique. The contacting with the hydrophilic organic compound solution is generally carried out at atmospheric pressure.
Afin de faciliter et d'accélérer l'imprégnation du substrat par exemple en bois, il est possible, avec ou sans chauffage dans les conditions décrites plus haut, de mettre en oeuvre un procédé dit "procédé vide- pression". Ce procédé consiste à placer le substrat à traiter, à imprégner dans une enceinte sous vide par exemple dans une enceinte sous un vide de 10 à 100 mbar, afin de dégazer le substrat, puis à réaliser la mise en contact proprement dite avec le composé organique hydrophile sous pression, c'est-à-dire par exemple en établissant une pression sur le bain de la solution aqueuse dans laquelle se trouve immergé le substrat, par exemple une pression de 5 à 10 bars, pour forcer le liquide à rentrer dans la porosité ouverte du substrat en un matériau comprenant du bois, par exemple du substrat en bois. In order to facilitate and accelerate the impregnation of the substrate, for example wood, it is possible, with or without heating under the conditions described above, to implement a process called "vacuum-pressure process". This method consists of placing the substrate to be treated, impregnating in a vacuum chamber, for example in a chamber under a vacuum of 10 to 100 mbar, in order to degas the substrate, then to carry out the actual contacting with the organic compound. hydrophilic pressure, that is to say for example by establishing a pressure on the bath of the aqueous solution in which the substrate is immersed, for example a pressure of 5 to 10 bar, to force the liquid to enter the open porosity of the substrate of a material comprising wood, for example wood substrate.
A l'issue du traitement chimique de l'étape a) selon l'invention, de l'imprégnation, de la mise en contact quelle qu'elle soit, le substrat en un matériau comprenant du bois, par exemple le substrat en bois peut être séché, afin d'enlever l'eau du bois, généralement par exemple à une température de 30 C à 100 C pendant une durée généralement de 5 à 120 heures, (il s'agit là de l'étape b1). At the end of the chemical treatment of step a) according to the invention, the impregnation, whatever contacting, the substrate made of a material comprising wood, for example the wooden substrate can be dried in order to remove the water from the wood, generally for example at a temperature of 30 C to 100 C for a period of generally 5 to 120 hours, (this is step b1).
L'étape b1) éventuelle est réalisée à l'issue de l'étape a) si celle-ci, comme ci-dessus, précède l'étape b) mais si l'on commence le procédé par l'étape b), il faut aussi sécher le bois en mettant en oeuvre l'étape b1). The optional step b1) is carried out at the end of step a) if this, as above, precedes step b) but if the process is started with step b), it wood must also be dried by implementing step b1).
Le substrat peut être notamment séché en étuve. The substrate may in particular be dried in an oven.
L'étape de séchage b1) généralement réalisée dans les conditions de température et de durée décrites ci-dessus, permet d'éliminer la quasitotalité de l'eau contenue dans le bois et d'obtenir un bois sec . A titre d'exemple, avant le séchage, la teneur en eau du bois est généralement de 20 à 100%, et à l'issue du séchage elle est généralement inférieure ou égale à 20% par exemple de 5 à 20%. En effet, pour que la polymérisation/réticulation (étape b3)) soit réalisée correctement il faut généralement que le bois soit sec. The drying step b1), generally carried out under the conditions of temperature and time described above, makes it possible to eliminate the quasi-totality of the water contained in the wood and to obtain a dry wood. For example, before drying, the water content of the wood is generally 20 to 100%, and after drying it is generally less than or equal to 20%, for example 5 to 20%. Indeed, for the polymerization / crosslinking (step b3)) to be carried out correctly, the wood must generally be dry.
A l'issue des étapes a) et b1), le taux d'imprégnation en composé organique hydrophile, par exemple en PEG, calculé comme étant le rapport (Masse sèche du substrat après imprégnation/densification Masse sèche du substrat avant imprégnation/densification) sur Masse sèche du substrat avant imprégnation/densification, est généralement de 1 à 30%. 10 At the end of steps a) and b1), the impregnation rate of hydrophilic organic compound, for example PEG, calculated as being the ratio (dry mass of the substrate after impregnation / densification Dry mass of the substrate before impregnation / densification) on dry mass of the substrate before impregnation / densification, is generally from 1 to 30%. 10
Le composé organique hydrophile tel que le PEG a pénétré dans la paroi cellulaire du bois. Le bois se trouve dans un état gonflé mais conserve sa structure poreuse tout en ayant perdu l'essentiel de son eau à cause de l'étape de séchage. The hydrophilic organic compound such as PEG has penetrated the cell wall of the wood. The wood is in an inflated state but retains its porous structure while having lost most of its water due to the drying step.
L'état gonflé, à structure poreuse conservée, du bois permet la pénétration facile du composé hydrophobe lors de l'étape b) du procédé selon l'invention lorsque l'étape b) succède, de préférence, à l'étape a). The swollen state, with a preserved porous structure, of the wood allows easy penetration of the hydrophobic compound during step b) of the process according to the invention when step b) preferably follows step a).
Dans l'étape b) de consolidation, on met en contact le substrat avec au moins un composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable. In consolidation step b), the substrate is brought into contact with at least one polymerizable and / or crosslinkable hydrophobic compound.
Cette étape b) peut être définie comme un traitement de consolidation du bois en l'imprégnant avec des composés, résines, polymérisables, hydrophobes qui vont remplir les pores du bois. This step b) can be defined as a wood consolidation treatment by impregnating it with compounds, resins, polymerizable, hydrophobic which will fill the pores of the wood.
Ce composé hydrophobe polymérisable et/ou réticulable peut être généralement défini, du fait de sa consistance comme une résine. This hydrophobic polymerizable and / or crosslinkable compound may be generally defined because of its consistency as a resin.
Ce composé, résine, peut être tout composé susceptible de polymériserréticuler quelle que soit la manière dont est réalisée la polymérisationréticulation. This compound, a resin, can be any compound capable of polymerizing crosslinking irrespective of the manner in which the polymerization crosslinking is carried out.
Ainsi, cette polymérisation/réticulation peut elle être réalisée par un rayonnement ionisant, ou bien par thermocatalyse avec des sels d'étain, des peroxydes, etc. Le composé hydrophobe polymérisable peut être choisi parmi les styrène-polyesters, les composés (méth)acryliques hydrophobes comme les (méth)acrylates, et les autres composés éthyléniquement insaturés comme l'éthylène, le propylène, etc... Thus, this polymerization / crosslinking can be carried out by ionizing radiation, or by thermocatalysis with tin salts, peroxides, etc. The polymerizable hydrophobic compound may be chosen from styrene-polyesters, hydrophobic (meth) acrylic compounds such as (meth) acrylates, and other ethylenically unsaturated compounds such as ethylene, propylene, etc.
Le substrat peut être mis en contact avec un seul composé hydrophobe ou plusieurs composés hydrophobes sans solvant. The substrate may be contacted with a single hydrophobic compound or a plurality of hydrophobic compounds without a solvent.
Toute la résine hydrophobe, introduite dans le bois participe à la polymérisation, il n'y a pas de solvant. All the hydrophobic resin, introduced into the wood participates in the polymerization, there is no solvent.
La mise en contact est généralement réalisée en immergeant le substrat tel que le bois dans le composé organique hydrophobe liquide (à la pression atmosphérique et à la température ambiante). La mise en contact est généralement réalisée à une température de 20 à 30 C pendant une durée de 12 à 48 heures. The contacting is generally carried out by immersing the substrate such as wood in the liquid hydrophobic organic compound (at atmospheric pressure and at room temperature). The contacting is generally carried out at a temperature of 20 to 30 C for a period of 12 to 48 hours.
La mise en contact avec le composé hydrophobe liquide est généralement réalisée à pression atmosphérique. The contact with the liquid hydrophobic compound is generally carried out at atmospheric pressure.
Il est généralement nécessaire de faciliter et d'accélérer l'imprégnation du substrat, par exemple en bois, en mettant en oeuvre un procédé videpression analogue à celui décrit plus haut, à une température comprise entre 20 et 30 C pour une durée de 12 à 48 heures, la pression étant établie sur le composé hydrophobe liquide. It is generally necessary to facilitate and accelerate the impregnation of the substrate, for example wood, by implementing a vacuumpressure process similar to that described above, at a temperature between 20 and 30 C for a period of 12 to 48 hours, the pressure being established on the liquid hydrophobic compound.
En effet, contrairement à l'étape a), pour l'étape b) (b2)), la technique vide/pression est généralement obligatoire car sinon la résine ne rentrerait pas dans le bois. Indeed, unlike step a), for step b) (b2)), the vacuum / pressure technique is usually mandatory because otherwise the resin would not enter the wood.
A la fin de l'étape b2), on procède à la polymérisation, réticulation, durcissement b3) du composé, résine, hydrophobe qui se trouve à l'intérieur de la porosité du substrat. At the end of step b2), the polymerization, crosslinking, hardening b3) of the hydrophobic resin compound which is inside the porosity of the substrate is carried out.
Cette polymérisation, réticulation, durcissement, permet d'améliorer sensiblement les propriétés mécaniques du matériau, notamment sa dureté. This polymerization, crosslinking, hardening, substantially improves the mechanical properties of the material, including its hardness.
La polymérisation, durcissement, réticulation peut se faire par tout procédé connu, par exemple par irradiation à l'aide d'un rayonnement ionisant tel que des rayons X, gamma, des électrons, des ultraviolets, ou bien par catalyse thermique (thermocatalyse) avec des sels d'étain, des péroxydes, etc. Dans le cas d'une polymérisation, durcissement, réticulation par irradiation, celle-ci se fait généralement à température et sous atmosphère ambiantes. The polymerization, curing, crosslinking can be carried out by any known method, for example by irradiation with ionizing radiation such as X-rays, gamma rays, electrons, ultraviolet rays, or by thermal catalysis (thermocatalysis) with tin salts, peroxides, etc. In the case of a polymerization, curing, crosslinking by irradiation, this is generally done at ambient temperature and atmosphere.
On obtient à l'issue de l'étape b) qui est généralement l'étape finale du procédé selon l'invention un matériau composite dit composite bois/plastique dont le taux d'imprégnation en résine, composé hydrophobe polymérisé, réticulé, durci est généralement au moins de 40%, par exemple de 40 à 70% en masse, et le taux d'imprégnation en résine, composé, hydrophile est généralement de 1 à 30% en masse. At the end of step b), which is generally the final step of the process according to the invention, a composite material known as a wood / plastic composite is obtained whose resin impregnation ratio, a cured, crosslinked, cured hydrophobic compound is generally at least 40%, for example 40 to 70% by weight, and the degree of impregnation resin compound hydrophilic is generally 1 to 30% by weight.
Le procédé selon l'invention s'applique particulièrement au domaine de la conservation du bois, vis-à-vis notamment des agressions induites par les conditions extérieures telles que l'humidité, mais il peut aussi répondre à des besoins à l'intérieur. The method according to the invention is particularly applicable to the field of wood preservation, particularly vis-à-vis the aggressions induced by external conditions such as moisture, but it can also meet needs inside.
Ainsi, le procédé selon l'invention est destiné aux bois maintenus à l'extérieur, faisant partie, par exemple, de bardages, volets, fenêtres, portes, portails, piquets, pancartes, poteaux, mobilier de jardins, et autres éléments de menuiserie extérieure, etc... Thus, the method according to the invention is intended for woods kept outside, being part, for example, of cladding, shutters, windows, doors, gates, stakes, signs, poles, garden furniture, and other carpentry elements. outside, etc ...
Le procédé selon l'invention trouve aussi des applications dans le bâtiment, où le bois fait partie de charpentes, meubles, par exemple de salle de bain ou de cuisine, escaliers, et particulièrement parquets, etc. .. The method according to the invention also has applications in the building, where the wood is part of frames, furniture, for example bathroom or kitchen, stairs, and particularly parquet, etc. ..
Le procédé selon l'invention peut être appliqué aux ouvrages d'art en bois tel que passerelles, ponts, structures, charpentes et également aux objets en bois utilisés dans les activités maritimes. The method according to the invention can be applied to wooden structures such as bridges, bridges, structures, carpentry and also to wooden objects used in maritime activities.
L'invention va maintenant être décrite en référence à un exemple, donnés à titre illustratif et non limitatif. The invention will now be described with reference to an example, given by way of illustration and not limitation.
ExempleExample
Dans cet exemple, on réalise le traitement d'échantillons constitués de lames de hêtre de dimensions 300x60x11 mm3 par le procédé de l'invention en procédant dans une première étape à la stabilisation du bois, puis après séchage à la densification du bois par une résine styrène-polyester, et enfin à la polymérisation de ladite résine. In this example, the processing of samples consisting of beech blades of dimensions 300 × 60 × 11 mm 3 by the method of the invention is carried out in a first step in the stabilization of the wood, then after drying the densification of the wood with a resin styrene-polyester, and finally to the polymerization of said resin.
Stabilisation Les lames sont immergées dans une solution d'eau et de polyéthylène glycol 4000 à une 15 concentration de 30% en masse. Cette imprégnation se fait à température et à pression atmosphérique mais une accélération de la pénétration de la résine peut être obtenue en augmentant la température ou en utilisant le procédé Bethell (vide d'imprégnation à pression température de 40 C a duré géométrie. A la fin presssion). La durée atmosphérique et à une 15 jours pour des lames de de cette imprégnation, les cette lames sont placées à l'étuve à 50 C pour y être séchées. Un suivi régulier de la perte de masse des lames a permis de déterminer le temps nécessaire pour éliminer l'eau contenue dans le bois et permettre la réalisation de la deuxième phase du traitement, à savoir la densification. A l'issue de cette phase du traitement, nous obtenons un bois qui garde sa structure gonflée; le bois est donc maintenu artificiellement gonflé par la présence du PEG 4000 tout en ayant perdu l'essentiel de son eau. Stabilization The slides are immersed in a solution of water and polyethylene glycol 4000 at a concentration of 30% by weight. This impregnation is done at temperature and at atmospheric pressure but an acceleration of the penetration of the resin can be obtained by increasing the temperature or by using the Bethell process (pressure impregnation vacuum at a temperature of 40 C has lasted geometry. presssion). The atmospheric time and a 15 days for slides of this impregnation, the slides are placed in an oven at 50 C to be dried. A regular monitoring of the loss of mass of the blades made it possible to determine the time necessary to eliminate the water contained in the wood and to allow the realization of the second phase of the treatment, namely the densification. At the end of this phase of the treatment, we obtain a wood which keeps its inflated structure; the wood is kept artificially inflated by the presence of PEG 4000 while having lost most of its water.
TABLEAU ITABLE I
Identification Masse initiale Largeur Masse sèche Largeur de la Taux de la lame de la lamme initiale de la en gramme de lame sèche en d'imprégnation en gramme lame en mm la lame après mm après de PEG 4000 traitement au traitement au en % des PEG 4000 PEG 4000 lames Hêtre 13 75, 5 62,6 90,8 66,2 20,3 Hêtre 15 73,9 62,7 86,3 66,5 16,8 Hêtre 8 68,9 62,6 85,8 66 24,5 Hêtre 1 71,6 62,5 87,9 66,6 22,8 Densification Il faut noter qu'il est nécessaire de procéder préalablement à la densification à un séchage poussé des lames pour éliminer au maximum l'eau continue dans le bois. Ce séchage doit être fait à une température inférieure à la température de fusion du PEG 4000 pour éviter son extraction. Identification Initial mass Width Dry mass Width of the blade rate of the initial lamme of the gram of dry blade in impregnation in gram blade in mm the blade after mm after PEG 4000 treatment treatment in% PEG 4000 PEG 4000 blades Beech 13 75, 5 62.6 90.8 66.2 20.3 Beech 15 73.9 62.7 86.3 66.5 16.8 Beech 8 68.9 62.6 85.8 66 24 , 5 Beech 1 71.6 62.5 87.9 66.6 22.8 Densification It should be noted that it is necessary to carry out densification before intensive drying of the blades in order to eliminate as much as possible the continuous water in the soil. wood. This drying must be done at a temperature below the melting temperature of the PEG 4000 to avoid its extraction.
La densification des lames s'est faite dans un réacteur, elles sont introduites dans le réacteur ou un vide primaire est réalisé ; la dépression faite dans l'autoclave permet de dégazer le bois, et permet également, par aspiration, le remplissage de l'autoclave, par une résine styrène-polyester. La viscosité de la résine est égale à 100 cp. 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. The densification of the slides was done in a reactor, they are introduced into the reactor or a primary vacuum is produced; the depression made in the autoclave makes it possible to degas the wood, and also makes it possible, by suction, to fill the autoclave with a styrene-polyester resin. The viscosity of the resin is equal to 100 cp. During the entire duration of the impregnation the blades are immersed in the resin. A nitrogen overpressure of 5 bar is applied in the reactor to facilitate the good penetration of the resin throughout the volume of the wood. The duration of the impregnation is 16 hours.
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. At the end of the impregnation, the slides are extracted from the reactor to proceed to the last stage of the treatment: the polymerization of the resin.
Polymérisation La polymérisation permet de durcir la résine qui va bloquer le PEG 4000 dans les parois cellulaires du bois et d'améliorer sensiblement les propriétés mécaniques du matériau, notamment la dureté. Polymerization Polymerization hardens the resin that will block PEG 4000 in the cell walls of wood and significantly improve the mechanical properties of the material, including hardness.
La polymérisation est réalisée par irradiation gamma des lames de bois au moyen de sources de cobalt 60. The polymerization is carried out by gamma irradiation of the wood slats using sources of 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. The dose required for complete polymerization of the resin is about 20 kGy at a dose rate of 1 kGy per hour. Irradiation of the slides was done at ambient temperature and atmosphere.
TABLEAU IITABLE II
Identification Masse de la Largeur initiale Masse sèche Largeur de la Taux ASEp de la lame lame en de la lame en en gramme de lame sèche en d'imprégnation des lames gramme avant mm avant la lame après mm après de résine en % densification densification densification densification styrène- polyester en % des lames Hêtre 13 90,8 66,2 137,9 66,5 52 69 Hêtre 15 86,3 66,5 125 66,9 45 73 Hêtre 8 85,8 66 132 66, 54 67 Hêtre 1 87,9 66,6 135 66,8 53,5 70 Conclusions Il ressort de l'exemple ci-dessus qu'il est possible de procéder à une densification d'un bois préalablement stabilisé avec du PEG 4000, le matériau garde une structure poreuse permettant la pénétration d'une résine styrène polyester à coeur. Identification Mass of initial Width Dry mass Width of the ASEp rate of the blade blade in the blade in gram of dry blade in impregnation of the blades gram before mm before the blade after mm after resin in% densification densification densification densification styrene-polyester% Blades Beech 13 90.8 66.2 137.9 66.5 52 69 Beech 15 86.3 66.5 125 66.9 45 73 Beech 8 85.8 66 132 66, 54 67 Beech 1 87.9 66.6 135 66.8 53.5 70 Conclusions It is apparent from the example above that it is possible to densify a wood previously stabilized with PEG 4000, the material retains a structure porous allowing the penetration of a styrene polyester resin core.
Le matériau garde une structure artificiellement gonflée liée à la présence du PEG 4000. Les variations dimensionnelles de ce matériau vont être extrémement atténuées par cet état gonflé permanent si le matériau est soumis à des variations hydroscopiques. The material maintains an artificially inflated structure related to the presence of PEG 4000. The dimensional variations of this material will be greatly attenuated by this permanent inflated state if the material is subjected to hydroscopic variations.
REFERENCESREFERENCES
[1] D. Lopez, G. Burillo, "Gamma-ray irradiation of polystyren in the presence of the cross- linking agent", Radiation Effects on Polymers, ACS Symposium Series 475, published by American Chemical Society, 1991, pp. 262-270. [1] D. Lopez, G. Burillo, "Gamma-Ray Irradiation of Polystyren in the Presence of the Cross-Linking Agent", Radiation Effects on Polymers, ACS Symposium Series 475, published by the American Chemical Society, 1991, pp. 262-270.
[2] C.B. Saunders, A. Singh et al., "Electron beam curing of aramid-fiberreinforced composites, Radiation Effects on Polymers, ACS Symposium Series 475, published by American Chemical Society, 1991, pp. 251-261. [2] C.B. Saunders, A. Singh et al., "Electron beam curing of aramid-fiberreinforced composites, Radiation Effects on Polymers, ACS Symposium Series 475, published by the American Chemical Society, 1991, pp. 251-261.
[3] EP-A-1 447 189 [4] Sanabria, Ernesto O. ; Pas, Jose M. ; Judis, Maria A., Faculdad de Agroindustrias - U.N.N.E. [3] EP-A-1 447 189 [4] Sanabria, Ernesto O.; No, Jose M.; Judis, Maria A., Faculdad of Agroindustrias - U.N.N.E.
"Efecto del PEG 2000 y 4000 en la contraccion radial de Aspidosperma quebracho blanco schlecht". "Efecto del PEG 2000 y 4000 in the radial contraccion of Aspidosperma quebracho blanco schlecht".
[5] Besold, G. ; Moreno G., 1988 Estabilizacion dimensional de la madera de Aspidosperma quebracho blanco Schlecht por impregnacion con sustancias tanicas , Congreso Forestal Argentino, Santiago del Estero, Argentina, Tomo III, IV, 603-606. [5] Besold, G.; Moreno G., 1988 Dimensional Estabilizacion of the madera of Aspidosperma quebracho blanco Schlecht por impregnacion con sustancias tanicas, Congreso Forestal Argentino, Santiago del Estero, Argentina, Tomo III, IV, 603-606.
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Cited By (1)
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1534648A (en) * | 1966-08-26 | 1968-07-26 | Mo Och Domsjoe Ab | Dimensionally stabilized timber and process for its manufacture |
FR1572794A (en) * | 1967-07-03 | 1969-06-27 | ||
FR2229517A1 (en) * | 1973-05-14 | 1974-12-13 | Orban Bois Sa | Dimensionally stabilised wood - by impregnating with reactive stabiliser and treating with reagent for stabiliser |
EP1447189A1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-08-18 | Materia Nova A.S.B.L | Treatment process of a wooden article |
-
2005
- 2005-05-26 FR FR0551383A patent/FR2886197B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-05-24 WO PCT/EP2006/062573 patent/WO2006125797A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1534648A (en) * | 1966-08-26 | 1968-07-26 | Mo Och Domsjoe Ab | Dimensionally stabilized timber and process for its manufacture |
FR1572794A (en) * | 1967-07-03 | 1969-06-27 | ||
FR2229517A1 (en) * | 1973-05-14 | 1974-12-13 | Orban Bois Sa | Dimensionally stabilised wood - by impregnating with reactive stabiliser and treating with reagent for stabiliser |
EP1447189A1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-08-18 | Materia Nova A.S.B.L | Treatment process of a wooden article |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3174676A4 (en) * | 2014-07-31 | 2018-09-12 | Koppers Performance Chemicals Inc. | Wood treatment for dimensional stabilization |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2886197B1 (en) | 2007-08-17 |
WO2006125797A1 (en) | 2006-11-30 |
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