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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MAKING PLASTIFIED WOOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1986/000041
Kind Code:
A1
Abstract:
During the first phase of a manufacturing process for making plastified wood, the wood to be plastified is placed into vats (2) and into retainer units (3) which prevent the wood from floating. Then the vats (2) are entered into a chamber (1) wherein a total drying of the wood takes place by applying heat and a vacuum, whereafter the vats (2) are filled with a liquid or liquifiable plastic material, while continuing and maintaining said vacuum, the material flowing by gravity and being assisted by the internal vacuum. Thereafter the vacuum is suppressed in the chamber (1) and a pressure is generated within said chamber, which pressure forces the liquid plastic material to penetrate into the cellular structure of the wood. Once the wood has been sufficiently impregnated, the solidification of the plastic material is carried out so as to obtain a plastified wood.

Inventors:
SORBET BAZTAN JOSE LUIS (FR)
Application Number:
PCT/FR1985/000144
Publication Date:
January 03, 1986
Filing Date:
June 07, 1985
Export Citation:
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Assignee:
SORBET BAZTAN JOSE LUIS
International Classes:
B27K3/10; B27K3/15; (IPC1-7): B27K3/15; B27K3/10
Foreign References:
FR1579353A1969-08-22
US2867543A1959-01-06
GB1229700A1971-04-28
Other References:
Composites, vol. 3, no. 5, September 1972, Hayward's Heath, Sussex (GB) P.R. Hills: "Radiation polymerized composites based on wood: new materials for use in corrosive environments" pages 211 to 215
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de bois plastifié carac¬ térisé en ce qu'au cours d'une première phase on loge le bois à plastifier dans des bacs (2) et dans des structures de retenue (3) qui empêchent son flottement, on introduit les bacs (2) dans une chambre (1) dans laquelle on procède à un séchage total du bois au moyen de chaleur et d'un vide, puis on remplit tout en continuant et maintenant ce vide, les bacs (2) avec une matière plastique liquide ou liqué fiable qui s'écoule par gravité en étant aidé par le vide interne, on passe ensuite au procédé d'imprégnation dans lequel on supprime le vide dans la chambre (1) et on crée dans cette chambre une pression qui force la matière plasti¬ que liquide à pénétrer dans la structure cellulaire du bois, et enfin, une fois que le bois a été suffisamment imprégné, on procède à la solidification de la matière plastique de manière à obtenir un bois plastifié présentant des caracté¬ ristiques très élevées d'imperméabilité, de résistance et de durabilité . 2.
2. Procédé de fabrication de bois plastifié suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le fluide d'impré¬ gnation peut être de n'importe quel type de matière plasti¬ que liquide ou liquéfiable par dissolution dans un solvant, tels que par exemple les résines époxy, les polyesters, le méthacrylate de méthyle, le phtalate de diallyle, le étha crylateacrylonitrile, le polyuréthane , le styrène, ou bien des solutions de divers monomères qui peuvent durcir ulté¬ rieurement dans chaque cas.
3. Procédé de fabrication de bois plastifié suivant la revendication 1 caractérisé en ce que suivant une solu¬ tion préférée la solidification de la matière plastique est réalisée dans des chambres de polymérisation ou dans des autoclaves à atmosphère d'azote dans le cas où, par exemple, l'oxygène ou l'humidité ambiante peuvent inhiber la poly é risation des matières plastiques employées.
4. Procédé de fabrication de bois plastifié sui¬ vant l'une quelconque des revendications 1 et 3 caractérisé en ce qu'on utilise de préférence, pour le durcissement des matières plastiques, des catalyseurs qui agissent à des températures supérieures à 80°C afin d'augmenter la durée de vie des résines catalysées.
5. Procédé de fabrication de bois plastifié suivant l'une quelconque des revendications 1,3 et 4 caractérisé en ce que pour obtenir le durcissement des matières plastiques imprégnant le bois, on peut utiliser un système à rayonne¬ ment, ce qui permet de supprimer l'emploi des catalyseurs et d'éviter également une gélification prématurée.
Description:
"PROCEDE DE FABRICATION DE BOIS PLASTIFIE" La présente invention concerne un procédé de fabrication de bois plastifié.

Parmi les procédés utilisés pour donner au bois des qualités telles que résistance, durabilité et imperméabili¬ té supérieures à ses propriétés naturelles, on connaît no¬ tamment le procédé consistant à imprégner le bois avec des matières plastiques, ce procédé permettant d'obtenir des matériaux qui présentent à un degré élevé les qualités pré- citées et qui offrent en outre les caractéristiques avanta¬ geuses du bois en ce qui concerne le toucher, la légèreté, la beauté, etc.

Pour réaliser une plastification d'un objet en bois, le procédé employé actuellement consiste à former des pa- quets de minces feuilles de bois entre lesquelles est inter¬ posée une résine ou une substance synthétique similaire. Ces paquets de lames sont ensuite pressés et moulés en continu en formant des ensembles compacts dans lesquels le bois, par suite de sa faible épaisseur, se trouve être imprégné des substances plastiquée ou similaires. Avec ce procédé on a pu fabriquer des hélices d'avions ainsi que des poutres et des pièces de formes de grandes dimensions et épaisseurs, en assurant la liaison entre des paquets différents.

Cependant ce procédé utilisant des lames superposées exige, en premier lieu, de pouvoir disposer du bois sous la forme de plaques minces et il nécessite ultérieurement la mise en oeuvre de pressions élevées qui peuvent engendrer les efforts nécessaires. Ces inconvénients ont entraînés en définitif un accoîssement du prix de revient de ce procédé qui peut être ainsi appliqué uniquement à des pièces de hautes qualités ou qui nécessitent des caractéristiques spéciales telles que le faible poids, la résistance, etc. caractéristiques qui sont totalement exemptes du procédé de plastification d'objets communs en bois, d'un usage quoti- dien, procédé avec lequel on peut obtenir des qualités tel¬ les que la durabilité, l'imperméabilité, un fini permanent etc.

Compte tenu de ces procédés connus de plastification du bois, le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que le bois, sous sa forme naturelle, est plastifié en faisant pénétrer, à l'intérieur de ce bois, par osmose et en immersion, des matières synthétiques qui peuvent se solidi¬ fier, et on applique ensuite, pour obtenir une imprégnation totale, des variations de pression et de température au fluide entourant le bois.

En fait, suivant l'invention, la première phase du procédé comporte, pour n'importe quels pièce de bois, plan¬ che ou produit similaire, une première phase consistant en un séchage sous l'action combinée de la température et du vide. Au cours de cette phase de séchage l'eau contenue dans le bois est évacuée pratiquement en totalité, en laissant la texture cellulaire prête pour l'admission de substances d'imprégnation renforçant les propriétés du bois. Cette première phase du procédé est mise en oeuvre dans des cham¬ bres adaptées à cet effet et dans lesquelles les pièces de bois sont placées dans des bacs, dans des cages ou clayettes ou des dispositifs de fixation similaires qui empêchent un flottement ultérieur du bois.

Une fois l'humidité extraite du bois, par suite de l'application de la chaleur et du vide, on alimente les bacs en matière plastique ou résine liquide. Cette matière est déposée à l'état de fluide visqueux à l'intérieur de la chambre à l'aide du vide interne. Une fois les bacs remplis de manière que tout le bois se trouve être parfaitement submergé, on procède à la suppression du vide et on provoque une augmentation de pression à l'intérieur de la chambre de manière à forcer la matière plastique à pénétrer dans la texture cellulaire du bois, y compris dans le cas de liqui¬ des à viscosité élevée, comme cela est le cas des résines époxy ou des sirops formés par des polymères de méthacrylate dissous dans leur monomère. Une fois réalisée l'imprégnation totale du bois on procède ensuite à la solidification du liquide introduit dans le bois. A cet effet on introduit les bacs dans des chambres de polymérisation ou dans des autoclaves à

atmosphères d'azote dans le cas où, par exemple, l'oxygène ou l'humidité ambiante peuvent inhiber la polymérisation des matières plastiques employées.

De préférence les catalyseurs employés sont du type qui agit à température élevée, de l'ordre de 80°C, de maniè¬ re à obtenir un accroissement de la durée de vie des résines catalysées. On pourrait également utiliser, pour obtenir le durcissement des matières plastiques imprégnant le bois, des procédés par rayonnement, ce qui permettrait de supprimer l'emploi des catalyseurs et d'éviter également une gélifica- tion prématurée.

Pour la plastification du bois par le procédé de suivant l'invention on peut utiliser n'importe quel type de bois et n'importe quelle catégorie de matière synthétique, liquide ou liquéfiable par dissolution dans un solvant, tels que par exemple les résines époxy, les polyesters, le mé- thacrylate de méthyie, le phtalate de diallyle, le méthacry- late-acryloπitrile , le polyuréthâne, le styrène, les méla- mines etc., et ce toujours en fonction des caractéristiques que doit présenter le produit fini.

Dans chaque cas l'imprégnation du bois avec des matières plastiques donne lieu à une série de caractéristi¬ ques spéciales parmi lesquelles on peut citer la grande dureté, l'imperméabilité, la stabilité à l'égard des chan- gements de température et d'humidité, l'augmentation de la résistance mécanique, l'augmentation de la résistance chimi¬ que, l' autoextinguibilité , le fait d'être inattaquable par les ennemis traditionnels du bois et un fini permanent qui exige simplement un polissage pour obtenir une surface bril- lante. Ces caractéristiques transforment le bois plastifié en un élément de construction exceptionnel non seulement pour des applications traditionnelles telles que revêtements de sois, structures, articles de sports etc. mais encore pour des applications réservées jusqu'à ce jour à d'autre matières auxquelles le bois plastifié peut être substitué d'une manière avantageuse, et tout ceci grâce au procédé

suivant l'invention qui, par ses caractéristiques, consti¬ tue un élément de nouveauté totalement différent de ce qui était connu jusqu'à ce jour.

On décrira ci-après, titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel :

La figure 1 est une vue en coupe verticale schémati¬ que illustrant la première phase du procédé suivant l'in¬ vention, c'est-à-dire la phase de séchage avec application de chaleur et du vide.

La figure 2 est une vue en coupe verticale schémati¬ que illustrant le remplissage des bacs avec le liquide syn¬ thétique.

La figure 3 est une vue en coupe verticale schémati- que illustrant l'imprégnation sous pression.

L'objet de la présente invention est un nouveau procédé de plastification du bois dans lequel on substitue aux molécules d'eau, associées naturellement au bois et retenues dans ses cellules et vaisseaux capillaires, des molécules de matières synthétiques qui donnent au bois des caractéristiques améliorées et qui, lors de la dernière phase du procédé, sont durcies, en stabilisant ainsi le bois plastifié.

Le bois mis en oeuvre dans le procédé peut être de n'importe quelle espèce d'arbre et il peut présenter une forme ou une surface de dimension quelconque, son épaisseur pouvant atteindre plusieurs centimètres. Dans chaque cas les portions de bois, planches etc. sont disposées dans des bacs 2, en étant logées dans des clayettes 3 ou d'autres disposi- tifs de retenus similaires qui empêchent, comme on le verra plus loin, le flottement du bois, l'ensemble des bacs 2 étant situés dans une chambre 1.

Dans cette chambre 1 et comme on peut le voir sur la figure 1, on soumet le bois à un processus de séchage en appliquant une pression négative afin d'obtenir un certain degré de vide, par l'intermédiaire de moyens d'aspiration correspondants 6, et en fournissant de la chaleur par des moyens 7. Ce procédé mixte donne lieu à un séchage pratique-

ment total du bois sans que se produisent des fissures ou distorsions appréciables, la durée de cette phase de sécha¬ ge étant fonction de l'humidité du bois introduit, de ses dimensions, de son épaisseur et d'autres caractéristiques naturelles dépendant du type de bois utilisé.

Tout en maintenant le vide interne on procède ensui¬ te, au cours d'une deuxième phase (figure 2), au remplissa¬ ge des bacs 2 avec une résine 4 qui, malgré sa viscosité élevée, flue vers l'intérieur de la chambre 1 par suite de la différence de pression existant avec l'extérieur. La résine 4 peut être de n'importe quel type de matière plasti¬ que liquide ou liquéfiable par dissolution dans un solvant, tels que par exemple les résines époxy, les polyesters, le méthacrylate de méthyle, le phtalate de diallyle, le métha- crylate-acrylonitri1e , le poiyuréthane, etc. ou des solu¬ tions des diverses résines précitées.

Une fois le bois recouvert de matière plastique liquide, les clayettes 3 évitant le flottement du bois, on commence la phase d'imprégnation du bois. Pour favoriser cette imprégnation on force de la matière plastique liquide à pénétrer dans la texture cellulaire du bois, en augmentant la pression dans la chambre 1. A cet effet on introduit de l'air sous pression dans la chambre 1, par l'intermédiaire des moyens 5, ainsi qu'il est représenté sur la figure 3, pendant une période de temps qui dépend de la fluidité de la résine plastique et de la nature et des dimensions du bois imprégné, pour forcer la matière plastique liquide à péné¬ trer dans les cellules et les vaisseaux capillaires du bois. De cette façon on obtient une imprégnation parfaite du bois, même dans le cas de l'emploi de liquides à viscosi¬ té élevée, comme cela est le cas des résines époxy ou des sirops formés par des polymères de méthacrylate dissous dans leur monomère.

Une fois le bois totalement imprégné, on procède à la solidification de la matière plastique dans des chambres de polymérisation ou dans des autoclaves à atmosphère d'azo-

te dans le cas où, par exemple, l'oxygène ou l'humidité ambiante peuvent inhiber la polymérisation des matières plastiques employées.

Quoique la plupart des matières plastiques peuvent se solidifier à la température ambiante, on utilise de pré¬ férence des catalyseurs qui agissent à des températures supérieures à 80°c afin d'augmenter la durée de vie des résines catalysées. Il convient également de signaler que dans le cas où l'on utilise un système à rayonnement pour le durcissement des matières plastiques, on peut supprimer l'emploi de catalyseurs et éviter la gélification préma¬ turée.

Comme il est déjà été mentionné précédemment, ce système peut être utilisé avec n'importe quel type de bois et avec tous les genres de matières plastiques liquides ou liquéfiables par dissolution dans des dissolvants.

Le procédé peut être appliqué à des bois vaporisés par exemple de hêtre ou de frêne, qui ont été incurvés ou moulés. Parmi d'autres applications possibles on peut citer, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, les applica¬ tions suivantes : revêtement de sol pour les habitations, aussi bien dans les cuisines que dans les salles de bains; revêtements de sol pour des locaux publics tels que pistes de danses, pistes de sport, etc.; fenêtres, portes et mobi¬ lier; façades et structures de couverture; dépôts de grande contenance pour tous les types de liquides y compris les acides et dissolvants; canalisations souterraines ou sous- marines; embarcations; articles de sports tels que skis, rames, sticks, clubs de golf, queues de billard, battes de base bail, palettes pour la pratique de la pelote, tremplins de saut, cages de football, etc.

Dans tous les cas les articles fabriqués n'exigent pas une finition avec un vernis du fait que leurs surfaces peuvent être rendues brillantes par simple polissage. De même dans tous les cas les objets obtenus par la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention sont imperméables à tous les types de liquides, ils ne brûlent pas ou bien ils

sont ou peuvent être rendus aptes à s'éteindre d'eux mêmes et ils peuvent présenter des caractéristiques e traordinai res de dureté et de résistance.

Evidemment il est possible, toujours suivant l'in vention, de recouvrir le bois, au lieu de le faire par im mersion, par n'importe quel autre procédé d'application conventionnel, par exemple par projection ou pulvérisation avec un revêtement synthétique en phase liquide tel que pa exemple le "nylon" le carbonate d' allyldiglycol et en géné rai les résines plastiques, monomères, polymères, vernis laques, émaux, solutions, dispersions etc., et de soumettr ensuite l'ensemble à l'action de la pression d'un fluide air ou gaz, qui l'entoure et qui force le recouvrement pla tique à pénétrer à l'intérieur du bois, ce processus pouva être répété autant de fois que nécessaire pour obtenir le niveaux de pénétration du revêtement plastique désiré da chaque cas.