[go: up one dir, main page]

WO2018224490A1 - Traitement hydrophobe du bois - Google Patents

Traitement hydrophobe du bois Download PDF

Info

Publication number
WO2018224490A1
WO2018224490A1 PCT/EP2018/064751 EP2018064751W WO2018224490A1 WO 2018224490 A1 WO2018224490 A1 WO 2018224490A1 EP 2018064751 W EP2018064751 W EP 2018064751W WO 2018224490 A1 WO2018224490 A1 WO 2018224490A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oil
wood
esterification
pressure
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/064751
Other languages
English (en)
Inventor
Aurélien AUGER
Nicolas Bedouin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority to EP18729650.4A priority Critical patent/EP3634649B1/fr
Publication of WO2018224490A1 publication Critical patent/WO2018224490A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/08—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation
    • B27K3/086—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation using supercritical or high pressure fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/34—Organic impregnating agents
    • B27K3/346—Grafting onto wood fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K2240/00—Purpose of the treatment
    • B27K2240/70—Hydrophobation treatment

Definitions

  • the present invention relates to a method particularly useful for carrying out a hydrophobic treatment of a wood-type material and / or its by-products in order to block its recovery in water and thus improve its durability.
  • wood Used as a material for building or heating, wood is extremely present in our society. In the field of construction, the wood is used for the interior (parquet, decoration, etc.) or outside (doors, cladding, etc.). In addition, there are many reasons to choose wood as a building material: appearance, thermal insulation, cost, environmentally friendly. Like other materials (concrete, bricks, polymers, plastics, etc.), wood for building is subject to drastic weather conditions (rain, wind, UV exposure, etc.) and fungal attacks (molds).
  • Wood is a hygroscopic material.
  • the dimensions and composition of a wood substrate are likely to change depending on its moisture content.
  • this type of transformation is undesirable insofar as these modifications tend to alter the integrity of the material and therefore its life or its durability.
  • this phenomenon of hygroscopy is more pronounced with woods such as pines, fir trees and more generally spruces, which are widely used woods given their moderate costs.
  • "species" of wood or "species” of wood or even “varieties” of wood such as Douglas fir, which are expensive woods have lower sensitivities to humidity (use class 4).
  • the esterification of the hydroxyl functions of wood is the method conventionally considered to make the wood hydrophobic and thus considerably improve its durability and thus its chemical or dimensional stability.
  • fluids under supercritical conditions have been used as preferential vectors of antifungal and antimicrobial compounds for impregnating the wood, as well as for the extraction of undesirable substances.
  • the invention relates to a process for esterification of all or part of the hydroxyl functions of a wood-type material and / or of one of its derived products, characterized in that it brings said material into contact with a fluid in a supercritical state carrying at least one natural unsaturated vegetable oil, preferably drying, under conditions conducive to carrying out said esterification, comprising at least the steps of:
  • i) have, within a chamber, a wood-type material, preferably having a water content of less than 20% by weight relative to its total weight, and at least one unsaturated natural vegetable oil conveyed , preferably solubilized, in a liquid fluid capable of evolving under pressure in a supercritical state.
  • step iii) exposing said impregnated material with said oil obtained in step ii) under conditions of pressure and temperatures effective to make said fluid evolve to a supercritical state and carry out said esterification reaction.
  • the method according to the invention comprises a step of diffusion of said oil, conveyed by said supercritical fluid, within said material, and therefore in depth of said material, prior to said esterification.
  • the process according to the invention makes it possible to access a hydrophobic treatment at depth of the treated wood, unlike processes without such a stage as those described in CN 104 985 653 A and WO 2013/070196 A2.
  • this preliminary step is carried out at a pressure of between 15.0 and 25.0 MPa, preferably around 20.0 MPa, at room temperature and for a time sufficient to promote an effective impregnation of the material by said oil.
  • step ii) requires pressurizing the chamber to a pressure of at least 15.0 MPa or even at least 20.0 MPa.
  • Step iii) comprises the diffusion of said oil carried by the fluid in the supercritical state within said material and its interaction, by esterification, with the free hydroxyl functions of said material. It is advantageously carried out at a pressure greater than that considered in step ii) preferably to about 30.0 MPa, and under heating, preferably at a temperature ranging from 100 ° C to 150 ° C and preferably about 130 ° C and for a sufficient time for carrying out said esterification.
  • the invention also relates to the use of a method as defined above, for the hydrophobic treatment of a wood-type porous material and / or its derived products and in particular for the purpose of increasing its durability.
  • wood will be used generically to designate all the porous materials containing free hydroxyl functions within their structures and formed in whole or in part of wood, that is to say wood as such, but also products derived from wood.
  • wood-based products is used to cover materials such as, for example, wood particles and composite products, for example agglomerated panels.
  • the method according to the invention is particularly suitable for the treatment of a type of wood chosen from hardwoods such as beech and softwoods such as red cedar and those of the family Pinaceae such as fir, pine and spruce.
  • the process according to the invention makes it possible to confer on woods with a lower cost than the species of wood species with slower growth, comparable properties in terms of environmental sustainability and in particular comparable weather resistance properties.
  • the wood treatment method according to the invention implements at least one unsaturated natural vegetable oil.
  • Vegetable oils are often divided into three categories, depending on their quality, and these categories are non-drying, semi-drying and drying. In contrast to non-drying oils, drying oils have the advantage of rapidly oxidizing and then becoming solid. They thus form a more resistant protective film.
  • oil will be used to denote either a single oil or a mixture of oils.
  • the oil considered according to the invention comprises unsaturations, preferably at least two unsaturations, and more preferably at least three unsaturations.
  • the oil suitable for the implementation of the present invention contains carboxylic acid functions capable of reacting with hydroxyl functions commonly present in woods.
  • these functions are in contrast inert with respect to supercritical fluids including carbon dioxide type.
  • the oil suitable for the implementation of the present invention may be in particular a modified oil by chemical reaction.
  • it can be refined and / or partially polymerized.
  • blown oils and standolies there may be mentioned blown oils and standolies, maleinized oils, epoxidized or cooked.
  • the oil considered according to the invention may also contain additives and in particular cobalt salt, zirconium salt and 2-ethylhexanoic acid (between 0.1 and 1%) which makes it more siccative.
  • the oil considered according to the invention is a drying unsaturated vegetable oil.
  • the drying oil of the invention may be advantageously chosen from among the follicle oil, linseed oil, pomegranate oil, castor oil, walnut oil, cotton, their derivatives and in particular their esters.
  • the drying unsaturated vegetable oil according to the invention is linseed oil or raw and preferably raw.
  • drying oils are commercially available.
  • flaxseed oil marketed by RECOCHEM Inc.
  • the oil considered according to the invention is used in sufficient quantity to obtain the expected hydrophobic treatment.
  • the adjustment of this quantity falls clearly the skills of the skilled person.
  • the implementation of an excess of oil is possible. It is then possible to consider in parallel its recycling.
  • the oil (or mixture of oils) considered according to the invention is implemented at a weight equivalent to the weight of the material to be treated.
  • the fluid in the supercritical state according to the invention is inert with respect to the vegetable oil with which it is used.
  • a supercritical fluid is a fluid having a critical temperature, below which it is in the liquid state and a fluid in the supercritical state is a fluid which has been exposed, generally under pressure, to a temperature above its critical temperature.
  • the supercritical fluid suitable for the present invention may be any suitable fluid such as, but not limited to, carbon dioxide, nitrous oxide (N 2 0).
  • It is preferably carbon dioxide.
  • Carbon dioxide is a solvent that is considered “green”. Carbon dioxide has a relatively low critical temperature (31.1 ° C). It is virtually non-toxic, non-flammable, relatively inert and has little impact on the environment compared to the other supercritical solvents listed above.
  • the fluid in the liquid state dissolves the lipophilic compounds that are unsaturated vegetable natural oils and is therefore effective for efficiently conveying them.
  • the fluid loaded with oil and having evolved in the supercritical state diffuses efficiently within the material and thus guarantees efficient and uniform esterification of the latter.
  • the pressure conditions conditioning the transition from the fluid state to the supercritical state are variable depending on the fluid in question and their adjustment is clearly within the skill of the skilled person.
  • this conversion is carried out from 31 ° C. and under a pressure of the order of 20.0 MPa.
  • the supercritical fluid is carbon dioxide and unsaturated natural vegetable oil is a drying oil and preferably a linseed oil.
  • the process according to the invention does not require the obligatory presence of a catalyst for carrying out esterification.
  • the process is carried out in the absence of an esterification catalyst.
  • Such a catalyst has the advantage of accelerating the interaction between the free cellulosic hydroxyl groups and the carboxylic functions of the fatty acids of the oil and thus contributing to a faster retention of the latter in the wood.
  • Such catalysts may especially be H 2 SO 4 or pyridine.
  • the method according to the invention comprises at least the steps of:
  • i) have, in a chamber, a wood-type material and preferably having a water content of less than 20% by weight relative to its total weight and at least one unsaturated natural vegetable oil conveyed, preferably solubilized, in a liquid fluid capable of evolving under pressure to a supercritical state
  • esterification reaction exposing said material impregnated with said oil obtained in stage ii) to conditions of pressure and temperatures that are effective for changing said fluid to a supercritical state and carrying out said esterification reaction.
  • the esterification reaction is carried out under anhydrous conditions. Indeed, in the absence of water, the yield of the esterification is considerably increased.
  • the wood-type substrate advantageously undergoes, prior to being brought into contact with the supercritical fluid carrying the oil, a drying operation so as to significantly reduce its water content which could interfere with the smooth running of the chemical esterification reaction.
  • the elimination of water may in particular be sanctioned by weighing the substrate before and after drying.
  • this drying step is performed under conditions conducive to the reduction of about 10% of the initial weight of the wood-type substrate, which corresponds to a removal of water.
  • the material considered in stage i) is advantageously a material having previously undergone a drying step intended to remove from 8% to 10% by weight of water relative to its total weight, preferably 9.4%. to 9.5% by weight of water relative to its total weight.
  • Such drying can in particular be carried out by heating the material at a temperature of 100 ° C. in an oven.
  • the material is then impregnated with said oil conveyed by said fluid in the liquid state.
  • This step ii) or impregnation step is advantageously carried out under pressure so as to homogenize the system and bring the oil conveyed by the liquid supercritical fluid to and into the porosities of the wood.
  • step ii) is carried out at a pressure of between 15.0 and 25.0 MPa, preferably about 20.0 MPa, at room temperature and therefore not supercritical and for a time sufficient to promote the reaction. impregnation of the entire material with said oil.
  • an ambient temperature is of the order of 20 ° C to plus or minus 5 ° C, and preferably less than 30 ° C.
  • the reactor containing the substrate to be treated can advantageously be pressurized at ambient temperature and under a CO 2 atmosphere, the pressure of which is equal to or less than 20.0 MPa.
  • the esterification consisting in the functionalization at least in part of the free hydroxyl functions of the constituent cellulose of the substrate to be treated, with carboxylic functions of the fatty acids constituting the oil, can then intervene.
  • Step iii) relating to this esterification is carried out at a pressure greater than that considered in step ii) and in the case of CO2 at a pressure, of the order of 30.0 MPa. and under heating preferably, at a temperature ranging from 100 ° C to 150 ° C and preferably about 130 ° C.
  • the temperature within the chamber is adjusted to generate the supercritical form of the fluid in question, for example at a value greater than 31 ° C. for CO2, and to promote the esterification reaction.
  • this temperature is greater than 70 ° C and is preferably of the order of 130 ° C.
  • esterification can be carried out between 0.5 and 24 hours.
  • An example of such a spectrum is shown in Figure 1.
  • the uniformity of the esterification reaction carried out according to the invention can be in turn controlled by a measurement of wetting angle. Results of this type for a sample of red cedar treated with linseed oil are shown in Table 1 below. It can thus be observed that Theta (M) angle values are increased for a treated sample compared to the same wood sample before treatment.
  • the process can advantageously be carried out within a device that can be closed, put under high pressure and heated. It may in particular be composed of a supercritical fluid supply in the liquid state, for example liquid C0 2 , a reaction chamber, a pump for pressurizing this fluid and a heating device.
  • a supercritical fluid supply in the liquid state for example liquid C0 2 , a reaction chamber, a pump for pressurizing this fluid and a heating device.
  • the process according to the invention uses linseed oil and supercritical CO2.
  • the weight of the material treated according to the invention is increased from 0.1% to 10%, preferably from 0.3% to 5%, relative to its original weight.
  • from 0.1% to 10%, preferably from 0.3% to 5%, of its weight in oil has been esterified within its structure.
  • the method according to the invention is particularly interesting for performing a hydrophobic treatment of a wood-type material and / or its derivatives.
  • Figure 1 Infrared spectrum of a 740N red cedar sample before treatment and after treatment 740.
  • Figure 2 Infrared spectrum of a 74 IN fir sample before treatment and after treatment 741.
  • Figure 3 Infrared spectrum of two samples of treated wood according to Example 4.
  • a sample of red cedar (width 280 mm, height 200 mm, length 910 mm) is dried at 100 ° C in an oven for 24 hours to remove traces of moisture and traces of water likely to displace the chemical equilibrium of esterification.
  • the initial mass of the red cedar sample prior to the process treatment is 12.578 g.
  • the sample is placed in a 250 ml volume reactor equipped with safety devices, needle valves, manometer, and heating cord.
  • the mass of linseed oil considered at the beginning of the esterification process is 11.396 g.
  • the temperature of the reactor is then adjusted to 130 ° C., and the pressure to 30.0 MPa, for 6 hours.
  • the equipment used is: K USS DSA10 Contact Angle Measuring System.
  • Untreated red cedar wood (740N) gives the following water wetting angles: 81.2 ⁇ 8.6 ° and 87.8 ⁇ 4.6 °.
  • the red cedar wood treated according to the process of the invention shows a clear increase in the measures of wetting angle indicating that the treated wood is more hydrophobic, and therefore has less affinity for water: 109.5 ⁇ 5.4 ° and 111.0 ⁇ 2.6 °.
  • IR spectrometric analyzes were also performed on both samples.
  • Figure 1 shows the results obtained.
  • the hydrogen bonds generated by the carboxylic acids are responsible for the displacement of this signal. In contrast, this peak is not present for the untreated sample (see Figure 1).
  • a fir sample (width 198 mm, height 199 mm, length 860 mm) is dried under the conditions detailed in Example 1.
  • the initial mass of the fir sample before the treatment according to the process is 12.047 g.
  • the mass of the fir sample after a drying step thereof is 10.898 g or 9.5% by weight of water removed.
  • Supercritical carbon dioxide esterification treatment CO2SC
  • the mass of linseed oil considered at the beginning of the process is 10.898 g.
  • the sample thus esterified is then characterized.
  • a sample of beech (diameter 197 mm, length 840 mm) is dried under the conditions detailed in Example 1.
  • a sample of spruce (width 15 mm, height 25 mm, length 50 mm) is dried under the conditions detailed in example 1.
  • the initial mass of the spruce sample before treatment according to the method is 8,110 g.
  • the mass of the sample of spruce after a drying step thereof is 7.258g is 10.5% by weight of water removed.
  • CO2SC Supercritical Carbon Dioxide Esterification Treatment
  • Example 1 The protocol is in accordance with that detailed in Example 1 except that the linseed oil is introduced into the reactor with the sample of spruce and the liquid fluid and is directly exposed to pressure conditions and temperatures effective to make evolve the fluid to a supercritical state, as described in Example 1.
  • a first sample is taken from the surface of the wood sample and a second sample is taken from the center of the sample.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

La présente invention vise un procédé d'estérification de tout ou partie des fonctions hydroxyles d'un matériau de type bois et/ou de l'un de ses produits dérivés caractérisé ce en qu'il met en contact ledit matériau avec un fluide à un état supercritique véhiculant au moins une huile végétale naturelle insaturée dans des conditions propices à la réalisation de ladite estérification, comprenant au moins les étapes consistant à : i) disposer, au sein d'une enceinte, d'un matériau de type bois, possédant de préférence une teneur en eau inférieure à 20% en poids par rapport à son poids total, et d'au moins une huile végétale naturelle insaturée véhiculée, de préférence solubilisée, dans un fluide liquide apte à évoluer sous pression à un état supercritique. ii) imposer à l'ensemble des conditions de pression efficaces à l'imprégnation dudit matériau par ladite huile et iii) exposer ledit matériau imprégné par ladite huile obtenu en étape ii) à des conditions de pression et températures efficaces pour faire évoluer ledit fluide à un état supercritique et réaliser ladite réaction d'estérification.

Description

TRAITEMENT HYDROPHOBE DU BOIS
La présente invention concerne un procédé notamment utile pour réaliser un traitement hydrophobe d'un matériau de type bois et/ou de ses produits dérivés afin de bloquer sa reprise en eau et ainsi améliorer sa durabilité.
Utilisé comme matériau pour le bâtiment ou bien le chauffage, le bois est extrêmement présent dans notre société. Dans le domaine du BTP, le bois est utilisé pour l'intérieur (parquet, décoration, etc) ou l'extérieur (portes, bardages, etc). De plus, il y a de nombreuses raisons de choisir le bois comme matériau de construction : apparence, isolation thermique, coût, « environmentally friendly ». Comme d'autres matériaux (béton, briques, polymères, plastiques, etc), le bois pour le bâtiment est sujet aux conditions météorologies drastiques (pluie, vent, exposition UV, etc) et aux attaques fongiques (moisissures).
Or, le bois est un matériau hygroscopique. En conséquence, les dimensions et la composition d'un substrat en bois sont susceptibles d'évoluer en fonction de sa teneur en humidité. Pour des raisons évidentes, ce type de transformation est indésirable dans la mesure où ces modifications tendent à altérer l'intégrité du matériau et donc sa durée de vie ou encore sa durabilité. Par ailleurs, ce phénomène d'hygroscopie est plus particulièrement prononcé avec des bois comme les pins, sapins et de manière plus générale les épicéas, qui sont des bois largement utilisés compte-tenu de leurs coûts modérés. En effet des « essences » de bois ou « espèces » de bois ou encore « variétés » de bois comme le Douglas, qui sont des bois onéreux, présentent des sensibilités moindres à l'humidité (classe d'emploi 4).
II est donc important d'améliorer les performances en termes de durabilité des bois de coût modéré, en utilisation extérieure.
L'estérifïcation des fonctions hydroxyles du bois, est la méthode conventionnellement considérée pour rendre le bois hydrophobe et améliorer ainsi considérablement sa durabilité et donc sa stabilité chimique ou dimensionnelle.
Plusieurs modes d'estérifïcation et en particulier d'acétylation sont déjà proposés. Ainsi, Pacétylation des fonctions hydroxyles du bois a déjà été décrite par de l'anhydride acétique (WO 2005/077626). Cependant, ce composé chimique d'acétylation présente un certain nombre de désavantages, tels que son caractère corrosif fort, et le fait qu'il soit hautement inflammable et toxique.
L'utilisation d'huiles végétales naturelles siccatives pour le traitement d'un bois a également été décrite dans le document WO 2014/002008. Cependant celle-ci y est limitée à un traitement de surface, à l'air libre, de ce type de matériau. Une réaction de polymérisation est en outre à réaliser consécutivement au dépôt. Ce procédé a donc notamment pour inconvénient de ne pas être efficace en profondeur du bois.
Par ailleurs, des fluides en conditions supercritiques ont été utilisés comme vecteurs préférentiels de composés antifongiques et antimicrobiens pour imprégner le bois, ainsi que pour l'extraction de substances indésirables.
Ainsi, pour un traitement en profondeur du bois, il a été proposé de mettre à profit un véhicule de type dioxyde de carbone (C02) en conditions supercritiques pour véhiculer un certain nombre de composés dans du bois. En particulier, le document J. Mater. Sci., 2011, 46, 5406-5411 met à profit cette technologie pour l'introduction de sels de calcium (CaCb) et de sodium (NaCl), les documents Wood Sci. Technol, 2012, 46, 643-656, WO 00/27601 et WO 03/095165, pour l'imprégnation de composés antifongiques, le document DE 4202320 Al pour l'imprégnation d'une huile de silicone et le document WO 2011/066830 pour une diffusion de copolymères blocs comportant une partie grasse saturée ainsi qu'une fonction acide carboxylique avec réalisation consécutive d'une acétylation catalytique des fonctions hydroxyles natives du bois par ces dits polymères. Enfin, les documents J. Wood Sci., 2010, 56, 293-298 et JP 4686775 B2 2011. 5. 25 décrivent, dans des conditions supercritiques, Pacétylation à l'aide d'anhydride acétique d'un bois ayant subi au préalable un traitement d'extraction éthanoPbenzène ainsi qu'un « bouillage ». Ce procédé implique une mise en œuvre complexe avec ce prétraitement préalable du bois.
En conséquence, et à la connaissance des inventeurs, il n'existe pas à ce jour de procédé de traitement hydrophobe du bois qui soit simple de mise en œuvre, c'est à dire ne requérant pas la mise en œuvre d'étape de prétraitement obligatoire et qui repose par ailleurs sur l'emploi de produits non corrosifs, d'origine naturelle. La présente invention a précisément pour objectif de répondre à ce besoin.
Ainsi, l'invention concerne, selon l'un de ses aspects, un procédé d'estérifïcation de tout ou partie des fonctions hydroxyles d'un matériau de type bois et/ou de l'un de ses produits dérivés caractérisé ce en qu'il met en contact ledit matériau avec un fluide à un état supercritique véhiculant au moins une huile végétale naturelle insaturée de préférence siccative, dans des conditions propices à la réalisation de ladite estérifïcation, comprenant au moins les étapes consistant à :
i) disposer, au sein d'une enceinte, d'un matériau de type bois, possédant de préférence une teneur en eau inférieure à 20% en poids par rapport à son poids total, et d'au moins une huile végétale naturelle insaturée véhiculée, de préférence solubilisée, dans un fluide liquide apte à évoluer sous pression à un état supercritique.
ii) imposer à l'ensemble des conditions de pression efficaces à l'imprégnation dudit matériau par ladite huile et
iii) exposer ledit matériau imprégné par ladite huile obtenu en étape ii) à des conditions de pression et températures efficaces pour faire évoluer ledit fluide à un état supercritique et réaliser ladite réaction d'estérifïcation.
Plus précisément, le procédé selon l'invention comprend une étape de diffusion de ladite huile, véhiculée par ledit fluide supercritique, au sein dudit matériau, et donc en profondeur dudit matériau, préliminairement à ladite estérifïcation.
A ce titre, le procédé selon l'invention permet d'accéder à un traitement hydrophobe en profondeur du bois traité, contrairement aux procédés dépourvus d'une telle étape comme ceux décrits dans CN 104 985 653 A et WO 2013/070196 A2.
Selon une variante préférée, cette étape préliminaire est réalisée à une pression comprise entre 15,0 et 25,0 MPa, de préférence d'environ 20,0 MPa, à température ambiante et durant un délai suffisant pour promouvoir une imprégnation efficace du matériau par ladite huile.
Selon une variante préférée, l'étape ii) requiert une mise sous pression de l'enceinte à une pression d'au moins 15,0 MPa voire d'au moins 20,0 MPa.
L'étape iii) comprend la diffusion de ladite huile véhiculée par le fluide à l'état supercritique au sein dudit matériau et son interaction, par estérifïcation, avec les fonctions hydroxyles libres dudit matériau. Elle est avantageusement réalisée à une pression supérieure à celle considérée en étape ii) de préférence à environ 30,0 MPa, et sous chauffage, de préférence, à une température variant de 100°C à 150°C et de préférence d'environ 130°C et durant un délai suffisant pour la réalisation de ladite estérifïcation.
L'invention concerne également l'utilisation d'un procédé tel que défini ci- dessus, pour le traitement hydrophobe d'un matériau poreux de type bois et/ou de ses produits dérivés et notamment à des fins d'en accroître sa durabilité.
MATERIAU DE TYPE BOIS
Dans la description qui suit, le terme « bois » sera utilisé de manière générique pour désigner tous les matériaux poreux contenant des fonctions hydroxyles libres au sein de leurs structures et formés en tout ou partie de bois, c'est-à-dire du bois en tant que tel, mais également les produits dérivés du bois.
Au sens de l'invention, sont notamment couverts sous la qualification « produits dérivés du bois » les matériaux comme par exemple des particules de bois et de produits composites comme par exemple, des panneaux agglomérés.
Le procédé selon l'invention convient tout particulièrement au traitement d'un type de bois choisi parmi les bois durs tel que le hêtre et les bois résineux tel que le cèdre rouge et ceux de la famille des pinacées tels que le sapin, le pin et l'épicéa.
Avantageusement, le procédé selon l'invention permet de conférer à des bois de coût plus modiques que les essences d'espèces de bois à la croissance plus lente, des propriétés comparables en termes de durabilité environnementale et notamment des propriétés de résistance aux intempéries comparables.
HUILE VEGETALE INSATUREE
Comme précisé ci-dessus, le procédé de traitement du bois selon l'invention met en œuvre au moins une huile végétale naturelle insaturée.
Les huiles végétales sont souvent divisées en trois catégories, suivant leur qualité, et ces catégories sont non siccatives, semi- siccatives et siccatives. Par opposition aux huiles non siccatives, les huiles siccatives ont pour intérêt de s'oxyder rapidement et de devenir alors solides. Elles forment donc un film protecteur plus résistant.
Dans la description qui suit le terme « huile » sera utilisé pour désigner indifféremment une unique huile ou un mélange d'huiles.
L'huile considérée selon l'invention comporte des insaturations, de préférence au moins deux insaturations, et plus préférentiellement au moins trois insaturations.
L'huile convenant à la mise en œuvre de la présente invention contient des fonctions acides carboxyliques capables de réagir avec des fonctions hydroxyles communément présentes dans des bois. Avantageusement, ces fonctions s'avèrent en revanche inertes à l'égard des fluides supercritiques notamment de type dioxyde de carbone.
Elle est ainsi composée plus particulièrement de triglycérides.
L'huile convenant à la mise en œuvre de la présente invention peut être notamment une huile modifiée par réaction chimique. En particulier, elle peut être raffinée et/ou partiellement polymérisée. A ce titre, on peut citer les huiles soufflées et les standolies, les huiles maléinisées, époxydées ou cuites.
L'huile considérée selon l'invention peut contenir également des additifs et notamment, du sel de cobalt, du sel de zirconium et de l'acide 2-éthylhexanoïque (entre 0,1 et 1 %) qui la rend plus siccative.
Selon une variante préférée, l'huile considérée selon l'invention est une huile végétale insaturée siccative.
L'huile siccative de l'invention peut être avantageusement choisie parmi l'huile d'œillette, l'huile de lin, l'huile de grenade, l'huile de ricin, l'huile de noix, l'huile de graine de coton, leurs produits dérivés et notamment leurs esters.
De préférence, l'huile végétale insaturée siccative selon l'invention est de l'huile de lin cuite ou crue et de préférence crue.
De telles huiles siccatives sont disponibles commercialement. A titre d'exemple, on peut citer l'huile de lin commercialisée par la société RECOCHEM Inc.
L'huile considérée selon l'invention est mise en œuvre en quantité suffisante pour obtenir le traitement hydrophobe attendu. L'ajustement de cette quantité relève clairement des compétences de l'homme du métier. La mise en œuvre d'un excès d'huile est envisageable. Il est alors possible de considérer parallèlement son recyclage.
Classiquement, l'huile (ou encore mélange d'huiles) considérée selon l'invention est mis en œuvre à une quantité pondérale équivalente au poids du matériau à traiter.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, elle est mise en présence du matériau à traiter préliminairement à la mise en œuvre du fluide supercritique à l'état liquide. FLUIDE SUPERCRITIQUE
Comme énoncé précédemment, le fluide à l'état supercritique selon l'invention est inerte vis-à-vis de l'huile végétale avec laquelle il est mis en œuvre.
Au sein de l'invention, un fluide supercritique est un fluide possédant une température critique, en deçà de laquelle il est à l'état liquide et un fluide à l'état supercritique est un fluide qui a été exposé, généralement sous pression, à une température supérieure à sa température critique.
Le fluide supercritique convenant à la présente invention peut être tout fluide approprié tel que, mais sans s'y limiter : le dioxyde de carbone, le protoxyde d'azote (N20).
Il s'agit de préférence du dioxyde de carbone.
Le dioxyde de carbone est un solvant que l'on considère comme « vert ». Le dioxyde de carbone a une température critique relativement basse (31,1°C). Il est pratiquement non-toxique, ininflammable, relativement inerte et ne présente que peu d'impact sur l'environnement par rapport aux autres solvants supercritiques cités ci-dessus.
En outre, le dioxyde de carbone est relativement peu coûteux.
Plus précisément, le fluide à l'état liquide, et en particulier le CO2 dissout les composés lipophiles que sont les huiles naturelles végétales insaturées et donc est efficace pour les véhiculer efficacement.
Après imprégnation, le fluide chargé en huile et ayant évolué à l'état supercritique diffuse efficacement au sein du matériau et garantie ainsi une estérifîcation efficace et uniforme de ce dernier. Pour des raisons évidentes, les conditions de pression conditionnant le passage de l'état fluide à l'état supercritique sont variables selon le fluide considéré et leur ajustement relève clairement des compétences de l'homme du métier.
Dans le cas du CO2, cette conversion est réalisée à partir de 31°C et sous une pression de l'ordre de 20,0 MPa.
Selon un mode préféré de l'invention, le fluide supercritique est le dioxyde de carbone et l'huile végétale naturelle insaturée est une huile siccative et de préférence une huile de lin.
Avantageusement, le procédé selon l'invention ne requiert pas la présence obligatoire d'un catalyseur pour la réalisation d'estérification.
En conséquence, selon une variante de réalisation avantageuse, le procédé est mis en œuvre en absence d'un catalyseur d'estérification.
Bien entendu, il est néanmoins possible de considérer la présence d'un tel catalyseur. La présence de ce dernier a pour avantage d'accélérer l'interaction entre les groupements hydroxyles libres cellulosiques et les fonctions carboxyliques des acides gras de l'huile et donc de contribuer à une rétention plus rapide de ces derniers dans le bois. De tels catalyseurs peuvent notamment être H2SO4 ou la pyridine.
DESCRIPTION DETAILLEE DU PROCEDE
Comme énoncé précédemment, le procédé selon l'invention comprend au moins les étapes consistant à :
i) disposer, au sein d'une enceinte, d'un matériau de type bois et possédant de préférence une teneur en eau inférieure à 20% en poids par rapport à son poids total et d'au moins une huile végétale naturelle insaturée véhiculée, de préférence solubilisée, dans un fluide liquide apte à évoluer sous pression à un état supercritique
- ii) imposer à l'ensemble des conditions de pression efficaces à l'imprégnation dudit matériau par ladite huile et
- iii) exposer ledit matériau imprégné par ladite huile obtenu en étape ii) à des conditions de pression et températures efficaces pour faire évoluer ledit fluide à un état supercritique et réaliser ladite réaction d'estérification. Selon un mode de réalisation préféré, la réaction d'estérification est réalisée dans des conditions anhydres. En effet, en l'absence d'eau, le rendement de l'estérifïcation est considérablement accru.
Pour ce faire, le substrat de type bois, subit avantageusement et préalablement à sa mise en contact avec le fluide supercritique véhiculant l'huile, une opération de séchage de manière à réduire signifîcativement sa teneur en eau qui pourrait interférer sur le bon déroulement de la réaction chimique d'estérification.
L'élimination de l'eau peut notamment être sanctionnée par pesage du substrat avant et après séchage.
D'une manière générale, cette étape de séchage est réalisée dans des conditions propices à la réduction d'environ 10% du poids initial du substrat de type bois, ce qui correspond à une élimination d'eau.
La réalisation de cette étape de séchage relève clairement des compétences de l'homme de l'art. Elle est bien entendu réalisée dans des conditions ajustées pour ne pas altérer l'intégrité du substrat de type bois considéré.
Ainsi, le matériau considéré en étape i) est avantageusement un matériau ayant subi au préalable une étape de séchage destinée à éliminer de 8% à 10%> en poids d'eau par rapport à son poids total, de préférence de 9,4% à 9,5% en poids d'eau par rapport à son poids total. Un tel séchage peut notamment être réalisé par chauffage du matériau à une température de 100 °C à l'étuve.
Le matériau est ensuite imprégné par ladite huile véhiculée par ledit fluide à l'état liquide.
Cette étape ii) ou encore étape d'imprégnation est avantageusement réalisée sous pression de manière à homogénéiser le système et amener l'huile véhiculée par le fluide supercritique liquide, vers et dans les porosités du bois.
Selon une variante préférée, l'étape ii) est réalisée à une pression comprise entre 15,0 et 25,0 MPa, de préférence d'environ 20,0 MPa, à température ambiante donc pas supercritique et durant un délai suffisant pour promouvoir l'imprégnation de la totalité du matériau par ladite huile.
Au sens de l'invention, une température ambiante est de l'ordre de 20 °C à plus ou moins 5 °C, et de préférence inférieure à 30 °C. Dans le cas du C02, le réacteur contenant le substrat à traiter peut avantageusement être pressurisé à température ambiante et sous une atmosphère de CO2, dont la pression est égale ou inférieure à 20,0 MPa.
Bien entendu, il est également possible d'ajuster ces paramètres de pression et le cas échéant de températures pour moduler l'amplitude de l'imprégnation du matériau en huile(s) et sa vitesse de réalisation.
A partir du moment où l'huile est imprégnée dans le matériau, Pestérifïcation, consistant en la fonctionnalisation au moins en partie des fonctions hydroxyles libres de la cellulose constitutive du substrat à traiter, avec des fonctions carboxyliques des acides gras constitutifs de l'huile, peut alors intervenir.
L'étape iii) relative à cette estérification est réalisée à une pression supérieure à celle considérée en étape ii) et dans le cas du CO2 à une pression, de l'ordre de 30,0 MPa. et sous chauffage de préférence, à une température variant de 100°C à 150°C et de préférence d'environ 130°C.
En particulier, la température au sein de l'enceinte est ajustée pour générer la forme supercritique du fluide considéré, par exemple à une valeur supérieure à 31°C pour le CO2, et promouvoir la réaction d'estérification.
De préférence, cette température est supérieure à 70°C et est de préférence de l'ordre de 130°C.
Bien entendu, il est également possible d'ajuster ces paramètres de pression et de températures pour moduler l'amplitude de la réaction d'estérification et sa vitesse. Ces ajustements relèvent clairement des compétences de l'homme de l'art.
D'une manière générale, Γ estérification peut être réalisée entre 0,5 et 24 heures.
Avantageusement, elle peut être considérée comme accomplie au terme de 6 heures dans les conditions précitées avec du CO2 supercritique.
Le suivi de la réaction peut être effectué par une analyse de spectrométrie infra-rouge du matériau traité, en caractérisant sur le spectre correspondant la présence d'un pic caractéristique d'une liaison C=0 d'une fonction ester à 1745 cm"1. Un exemple d'un tel spectre est présenté en figure 1. L'uniformité de la réaction d'estérifîcation réalisée selon l'invention peut être quant à elle contrôlée par une mesure d'angle de mouillage. Des résultats de ce type pour un échantillon de cèdre rouge traité par de l'huile de lin sont représentés dans le tableau 1 ci-après. Il peut ainsi être observé que les valeurs d'angle Theta(M) sont accrues pour un échantillon traité comparativement au même échantillon de bois avant traitement.
Le procédé peut être avantageusement réalisé au sein d'un dispositif pouvant être clos, mis sous forte pression et chauffé. Il peut notamment être composé d'une alimentation en fluide supercritique à l'état liquide par exemple en C02 liquide, d'une enceinte de réaction, d'une pompe de mise sous pression de ce fluide et d'un dispositif de chauffage.
Selon une variante de réalisation avantageuse, le procédé selon l'invention met en œuvre de l'huile de lin et du CO2 supercritique. En fin de réaction d'estérifîcation le poids du matériau traité selon l'invention est augmenté de 0,1% à 10%, de préférence de 0,3%> à 5% comparativement à son poids d'origine. Autrement dit, de 0,1 % à 10%>, de préférence de 0,3%> à 5% de son poids en huile a été estérifié au sein de sa structure. Comme énoncé précédemment, le procédé selon l'invention s'avère tout particulièrement intéressant pour réaliser un traitement hydrophobe d'un matériau de type bois et/ou de ses produits dérivés.
Il s'avère également efficace pour bloquer la reprise en eau d'un matériau de type bois et/ou de ses produits dérivés.
II est également avantageux pour accroître la durabilité temporelle, la stabilité chimique et/ou la stabilité dimensionnelle d'un matériau de type bois et/ou de ses produits dérivés.
Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire. Sauf indication contraire, l'expression « comportant/comprenant un(e) » doit être comprise comme « comportant/comprenant au moins un(e) ».
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en œuvre de l'invention soumis à titre illustratif et non limitatif de l'invention et par référence aux figures suivantes :
Figure 1 : Spectre infrarouge d'un échantillon de cèdre rouge 740N avant traitement et après traitement 740.
Figure 2 : Spectre infrarouge d'un échantillon de sapin 74 IN avant traitement et après traitement 741.
Figure 3 : Spectre infrarouge de deux échantillons de bois traités selon l'exemple 4.
Exemple 1: TRAITEMENT D'UN ECHANTILLON DE CEDRE ROUGE a) Traitement préalable à l'estérification
Un échantillon de cèdre rouge (largeur 280 mm, hauteur 200 mm, longueur 910 mm) est séché à 100 °C dans une étuve pendant 24 h pour éliminer les traces d'humidité et les traces d'eau susceptibles de déplacer l'équilibre chimique d'estérifïcation.
La masse initiale de l'échantillon de cèdre rouge avant le traitement selon le procédé est de 12,578 g.
La masse de l'échantillon de cèdre rouge après une étape de séchage de celui-ci est de 11,394 g soit 9,4% en poids d'eau éliminée. b) Traitement d'estérification en conditions dioxyde de carbone supercritique (CO2SC) :
L'échantillon est placé dans un réacteur de 250 mL de volume muni d'organes de sécurités, vannes pointeaux, manomètre, et cordon chauffant.
La masse d'huile de lin considérée au début du procédé d'estérification est de 11,396 g.
Elle est également introduite dans le réacteur qui est également alimenté en CO2 à l'état liquide. La pression au sein du réacteur est ajustée à une valeur de 20,0 MPa, à température ambiante, durant 1 heure, afin de promouvoir la diffusion de l'huile dans l'échantillon.
La température du réacteur est ensuite ajustée à 130°C, et la pression à 30,0 MPa, durant 6 heures.
L'échantillon ainsi estérifîé est ensuite caractérisé. c) Caractérisation de l'échantillon traité selon le procédé de l'invention. i) Sa masse finale est de 13.1160 g, ce qui correspond à un gain en masse de 4%.
ii) Une intensité de la coloration après traitement au C02 supercritique en présence d'huile de lin est observée visuellement. La découpe transversale de l'échantillon permet de contrôler cette modification de teinte dans toute l'épaisseur de l'échantillon 740.
iii) Des mesures d'angles de mouillage ont été réalisées, dans le but de montrer l'uniformité lipophile du matériau traité.
L'équipement utilisé est : K USS DSA10 Contact Angle Measuring System.
Le volume des gouttes d'eau est de 1.5 μί. Le tableau 1 ci-après rend compte des résultats obtenus. A titre comparatif, il y est également indiqué les valeurs obtenues avec un échantillon de mêmes spécificités mais non traité selon l'invention (740N).
Tableau 1
Figure imgf000014_0001
Le bois de cèdre rouge non-traité (740N) donne les valeurs suivantes d'angles de mouillage à l'eau : 81.2±8.6° et 87.8±4.6°.
En revanche, le bois de cèdre rouge traité selon le procédé de l'invention montre une nette augmentation des mesures d'angle de mouillage indiquant que le bois traité est plus hydrophobe, et présente donc moins d'affinité à l'eau : 109.5±5.4° et 111.0±2.6°. iv) Des analyses par spectrométrie IR ont également été réalisées sur les deux échantillons. La figure 1 rend compte des résultats obtenus. Dans le cas de 740, ce dernier présente un pic caractéristique à 1745 cm"1 typique de la liaison C=0 d'un ester. Ce pic se trouverait vers 1700-1710 cm"1 pour un acide carboxylique. Les ponts hydrogène générés par les acides carboxyliques sont responsables du déplacement de ce signal. En revanche, ce pic n'est pas présent pour l'échantillon non-traité (voir la figure 1).
Exemple 2: TRAITEMENT D'UN ECHANTILLON DE SAPIN a) Traitement préalable à l'estérification
Un échantillon de sapin (largeur 198 mm, hauteur 199 mm, longueur 860 mm) est séché dans les conditions détaillées en exemple 1. La masse initiale de l'échantillon de sapin avant le traitement selon le procédé est de 12,047 g. La masse de l'échantillon de sapin après une étape de séchage de celui-ci est de 10,898 g soit 9,5% en poids d'eau éliminée. b) Traitement d'estérification en conditions dioxyde de carbone supercritique CO2SC :
Le protocole est conforme à celui détaillé en exemple 1.
La masse d'huile de lin considérée au début du procédé est de 10,898 g. L'échantillon ainsi estérifîé est ensuite caractérisé. c) Caractérisation de l'échantillon traité selon le procédé de l'invention. i) Sa masse finale est de 12.7366 g, ce qui correspond à un gain en masse de
5%.
ii) Une intensité de la coloration après traitement au CO2 supercritique en présence d'huile de lin est observée visuellement et caractérisée également dans toute l'épaisseur de l'échantillon.
iii) Des analyses par spectrométrie IR ont également été réalisées sur les deux échantillons. La figure 2 rend compte des résultats obtenus. L'estérification est ainsi contrôlée. Exemple 3: TRAITEMENT D'UN ECHANTILLON DE HETRE a) Traitement préalable à l'estérification
Un échantillon de hêtre (diamètre 197 mm, longueur 840 mm) est séché dans les conditions détaillées en exemple 1.
La masse initiale de l'échantillon de hêtre avant le traitement selon le procédé est de 19,961 g puis de 18,207 g, après séchage soit 9,5% en poids d'eau éliminée. b) Traitement d'estérification en conditions dioxyde de carbone supercritique CO2SC :
Le protocole est conforme à celui détaillé en exemple 1.
La masse d'huile de lin considérée au début du procédé d'estérification est de 18,207 g. L'échantillon ainsi estérifié est ensuite caractérisé. c) Caractérisation de l'échantillon traité selon le procédé de l'invention
Sa masse finale est de 20.0221 g, ce qui correspond à un gain en masse de 0.3%) et une intensité de la coloration après traitement au CO2 supercritique est visuellement observée en surface et dans l'épaisseur de l'échantillon 742.
La réaction d'estérification est donc vérifiée.
Exemple 4: TRAITEMENT HORS INVENTION D'UN ECHANTILLON D'EPICEA a) Traitement préalable à l'estérification
Un échantillon d'épicéa (largeur 15 mm, hauteur 25 mm, longueur 50 mm) est séché dans les conditions détaillées en exemple 1.
La masse initiale de l'échantillon d'épicéa avant le traitement selon le procédé est de 8.110 g. La masse de l'échantillon d'épicéa après une étape de séchage de celui-ci est de 7.258g soit 10.5% en poids d'eau éliminée. b) Traitement d'estérification en conditions dioxyde de carbone supercritique (CO2SC) :
Le protocole est conforme à celui détaillé en exemple 1 à la différence que, l'huile de lin est introduite dans le réacteur avec l'échantillon d'épicéa et le fluide liquide et est directement exposée à des conditions de pression et températures efficaces pour faire évoluer le fluide à un état supercritique, telles que décrites dans l'exemple 1.
L'étape préalable d'imprégnation prévue selon l'invention n'est donc pas reproduite dans le cadre de ce procédé.
La masse d'huile de lin considérée au début du procédé d'estérification est de 8.110g. L'échantillon ainsi estérifié est ensuite caractérisé. c) Caractérisation de l'échantillon traité selon un procédé différent de l'invention
Un premier échantillon est prélevé en surface de l'échantillon de bois et un second est prélevé au centre de celui-ci.
Des analyses par spectrométrie IR ont été réalisées sur ces deux échantillons (voir la figure 3).
Dans le cas de l'échantillon pris en surface, un pic caractéristique à 1745 cm"1 typique de la liaison C=0 d'un ester a été observé. La présence de ce pic permet de conclure que l'estérification a bien eu lieu en surface de l'épicéa.
En revanche, le pic à 1745 cm"1 n'est pas retrouvé dans le spectre IR de l'échantillon prélevé en profondeur. L'huile de lin n'a donc pas imprégné l'épicéa en profondeur et la réaction d'estérification n'a pu y avoir lieu.
Ces résultats permettent de mettre en évidence l'importance de l'étape selon l'invention de mise en conditions de pression efficaces à l'imprégnation de l'échantillon par l'huile pour un traitement en profondeur du bois.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'estérifïcation de tout ou partie des fonctions hydroxyles d'un matériau de type bois et/ou de l'un de ses produits dérivés caractérisé en ce qu'il met en contact ledit matériau avec un fluide à un état supercritique véhiculant au moins une huile végétale naturelle insaturée, dans des conditions propices à la réalisation de ladite estérification, comprenant au moins les étapes consistant à :
i) disposer, au sein d'une enceinte, d'un matériau de type bois, possédant de préférence une teneur en eau inférieure à 20% en poids par rapport à son poids total, et d'au moins une huile végétale naturelle insaturée véhiculée, de préférence solubilisée, dans un fluide liquide apte à évoluer sous pression à un état supercritique.
ii) imposer à l'ensemble des conditions de pression efficaces à l'imprégnation dudit matériau par ladite huile et
iii) exposer ledit matériau imprégné par ladite huile obtenu en étape ii) à des conditions de pression et températures efficaces pour faire évoluer ledit fluide à un état supercritique et réaliser ladite réaction d'estérifïcation.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'étape ii) est réalisée à température ambiante et sous une pression comprise entre 15,0 et 25,0 MPa, de préférence d'environ 20,0 MPa, à température.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'étape iii) est réalisée à une pression supérieure à celle de l'étape ii) de préférence à environ 30,0 MPa, et sous chauffage de préférence, à une température variant de 100°C à 150°C et de préférence d'environ 130°C.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le matériau de type bois choisi parmi les bois durs tel que le hêtre et les bois résineux tel que le cèdre rouge et ceux de la famille des pinacées tels que le sapin, le pin et l'épicéa.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'huile végétale naturelle est une huile végétale insaturée siccative avantageusement choisie parmi l'huile d'œillette, l'huile de lin, l'huile de grenade, l'huile de ricin, l'huile de noix, l'huile de graine de coton, leurs produits dérivés et notamment leurs esters et de préférence une huile de lin cuite ou crue et de préférence crue.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes mettant en œuvre de l'huile de lin et du C02 supercritique.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes réalisé dans des conditions anhydres.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le bois subit au préalable à sa mise en contact avec ladite huile, une étape de séchage.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications dans lequel ladite estérification est réalisée en absence d'un catalyseur d'estérification.
10. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes pour un traitement hydrophobe d'un matériau de type bois et/ou de ses produits dérivés.
11. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour bloquer la reprise en eau d'un matériau de type bois et/ou de ses produits dérivés.
12. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour accroître la durabilité temporelle, la stabilité chimique et/ou la stabilité dimensionnelle d'un matériau de type bois et/ou de ses produits dérivés.
PCT/EP2018/064751 2017-06-08 2018-06-05 Traitement hydrophobe du bois Ceased WO2018224490A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18729650.4A EP3634649B1 (fr) 2017-06-08 2018-06-05 Traitement hydrophobe du bois

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1755132A FR3067274B1 (fr) 2017-06-08 2017-06-08 Traitement hydrophobe du bois
FR1755132 2017-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018224490A1 true WO2018224490A1 (fr) 2018-12-13

Family

ID=59699876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/064751 Ceased WO2018224490A1 (fr) 2017-06-08 2018-06-05 Traitement hydrophobe du bois

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3634649B1 (fr)
FR (1) FR3067274B1 (fr)
WO (1) WO2018224490A1 (fr)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4202320A1 (de) 1992-01-29 1993-08-05 Dierk Dr Knittel Verfahren zum impraegnieren von substraten
WO1998056989A1 (fr) * 1997-06-12 1998-12-17 Windsor Technologies Limited Procede permettant de traiter une substance lignocellulosique
WO2000027601A1 (fr) 1998-11-10 2000-05-18 Fls Miljø A/S Procede permettant de realiser un traitement d'impregnation ou d'extraction sur un substrat de bois contenant de la resine
WO2003095165A2 (fr) 2002-05-08 2003-11-20 Supertræ A/S Under Konkurs Procédé de traitement de bois comprenant l'utilisation d'un véhicule fluide sous haute pression ne causant pas de dommages au bois
WO2005077626A1 (fr) 2004-02-18 2005-08-25 Titan Wood Limited Procede d'impregnation
JP4686775B2 (ja) 2006-02-15 2011-05-25 独立行政法人森林総合研究所 木材の改質方法
WO2011066830A1 (fr) 2009-12-03 2011-06-09 Vkr Holding A/S Procédé permettant d'augmenter la résistance à l'eau d'un matériau poreux, compositions associées et matériaux poreux traités au moyen du procédé
FR2973270A1 (fr) * 2011-03-28 2012-10-05 A R C Nucleart Traitement oleothermique permettant de stabiliser dimensionnellement le bois
WO2013070196A2 (fr) 2011-11-08 2013-05-16 Empire Technology Development Llc Procédés de traitement du bois par des conservateurs à l'aide de gaz rares sur-critiques
WO2014002008A1 (fr) 2012-06-27 2014-01-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de traitement du bois avec une huile vegetale insaturee siccative en association avec des nanoparticules d'oxyde de cerium
CN104985653A (zh) 2015-06-24 2015-10-21 南通亚振东方家具有限公司 一种用超临界流体处理木材的方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4202320A1 (de) 1992-01-29 1993-08-05 Dierk Dr Knittel Verfahren zum impraegnieren von substraten
WO1998056989A1 (fr) * 1997-06-12 1998-12-17 Windsor Technologies Limited Procede permettant de traiter une substance lignocellulosique
WO2000027601A1 (fr) 1998-11-10 2000-05-18 Fls Miljø A/S Procede permettant de realiser un traitement d'impregnation ou d'extraction sur un substrat de bois contenant de la resine
WO2003095165A2 (fr) 2002-05-08 2003-11-20 Supertræ A/S Under Konkurs Procédé de traitement de bois comprenant l'utilisation d'un véhicule fluide sous haute pression ne causant pas de dommages au bois
WO2005077626A1 (fr) 2004-02-18 2005-08-25 Titan Wood Limited Procede d'impregnation
JP4686775B2 (ja) 2006-02-15 2011-05-25 独立行政法人森林総合研究所 木材の改質方法
WO2011066830A1 (fr) 2009-12-03 2011-06-09 Vkr Holding A/S Procédé permettant d'augmenter la résistance à l'eau d'un matériau poreux, compositions associées et matériaux poreux traités au moyen du procédé
FR2973270A1 (fr) * 2011-03-28 2012-10-05 A R C Nucleart Traitement oleothermique permettant de stabiliser dimensionnellement le bois
WO2013070196A2 (fr) 2011-11-08 2013-05-16 Empire Technology Development Llc Procédés de traitement du bois par des conservateurs à l'aide de gaz rares sur-critiques
WO2014002008A1 (fr) 2012-06-27 2014-01-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de traitement du bois avec une huile vegetale insaturee siccative en association avec des nanoparticules d'oxyde de cerium
FR2992579A1 (fr) * 2012-06-27 2014-01-03 Commissariat Energie Atomique Procede de traitement du bois avec une huile vegetale insaturee siccative en association avec des nanoparticules d'oxyde de cerium.
CN104985653A (zh) 2015-06-24 2015-10-21 南通亚振东方家具有限公司 一种用超临界流体处理木材的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. MATER. SCI., vol. 46, 2011, pages 5406 - 5411
J. WOOD SCI., vol. 56, 2010, pages 293 - 298
WOOD SCI. TECHNOL., vol. 46, 2012, pages 643 - 656

Also Published As

Publication number Publication date
FR3067274A1 (fr) 2018-12-14
EP3634649A1 (fr) 2020-04-15
EP3634649B1 (fr) 2024-02-14
FR3067274B1 (fr) 2022-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. Effects of thermal modification on the surface and chemical properties of moso bamboo
Niu et al. Surface coating and interfacial properties of hot-waxed wood using modified polyethylene wax
Kocaefe et al. Comparison of the protection effectiveness of acrylic polyurethane coatings containing bark extracts on three heat-treated North American wood species: Surface degradation
CA3065413A1 (fr) Procede de delignification partielle par voie supercritique ou subcritique et de remplissage d'un materiau ligno-cellulosique
Shen et al. Influence of post-extraction on photostability of thermally modified scots pine wood during artificial weathering
Ausanio et al. Matrix-assisted pulsed laser evaporation of β-glucosidase from a dopa/quinone target
EP3634649B1 (fr) Traitement hydrophobe du bois
EP1492653B1 (fr) Procede de traitement de matieres lignocellulosiques, notamment du bois
WO1996034897A1 (fr) Procede de purification d'alcool polyvinylique
Jaxel et al. Bio-inspired conformational lipophilization of wood for scCO2-assisted colouring with disperse dyes
FR3032057A1 (fr) Composition de revetement hydrosoluble destinee a proteger la surface de crayons de combustible nucleaire
EP2576162A2 (fr) Procede d'assemblage de pieces en materiau ligno-cellulosique
CA2477461C (fr) Utilisation d'un sol organique de cerium dans les peintures, notamment les lasures ou les vernis
EP1232047B1 (fr) Procede et dispositif pour le traitement du bois ou des materiaux similaires
EP1694478A1 (fr) Procede de traitement de bois par polymerisation in situ sous rayonnement electromagnetique
WO2004071728A1 (fr) Procede de traitement d'un element en bois
FR2992579A1 (fr) Procede de traitement du bois avec une huile vegetale insaturee siccative en association avec des nanoparticules d'oxyde de cerium.
WO2018150132A1 (fr) Procédé de fabrication d'un élément hydrophobe et son utilisation
FR3018714A1 (fr) Procede de traitement de consolidation et de durcissement d'un materiau comprenant du bois par combinaison d'une compression uniaxiale et d'une polymerisation in-situ a l'aide de reactifs exogenes
FR2995549A1 (fr) Procede de traitement de consolidation et de stabilisation d'un substrat comprenant du bois par reaction chimique entre l'acide citrique et le glycerol in situ
FR2924045A1 (fr) Procede de coloration d'un bois dans son volume permettant de realiser un substitut aux bois precieux exotiques
FR2918913A1 (fr) Procede de protection du bois contre l'humidite efficace sur une longue duree
FR2909026A1 (fr) Procede de stabilisation d'un materiau comprenant du bois vis-a-vis de l'humidite
EP3651956B1 (fr) Procédé de traitement du bois
FR2922139A1 (fr) Procede qui permet de rendre le bois tres hydrophobe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18729650

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018729650

Country of ref document: EP

Effective date: 20200108