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WO2024235940A1 - Procédé de recyclage de voiles de fibres minérales - Google Patents

Procédé de recyclage de voiles de fibres minérales Download PDF

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Publication number
WO2024235940A1
WO2024235940A1 PCT/EP2024/063170 EP2024063170W WO2024235940A1 WO 2024235940 A1 WO2024235940 A1 WO 2024235940A1 EP 2024063170 W EP2024063170 W EP 2024063170W WO 2024235940 A1 WO2024235940 A1 WO 2024235940A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
amine
binder
acid
chosen
mixtures
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.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/063170
Other languages
English (en)
Inventor
Fabien HERMANT
Juliette SLOOTMAN
Brendan KERLOCH
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.)
Saint Gobain Adfors SAS
Original Assignee
Saint Gobain Adfors SAS
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 Saint Gobain Adfors SAS filed Critical Saint Gobain Adfors SAS
Publication of WO2024235940A1 publication Critical patent/WO2024235940A1/fr
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Pending legal-status Critical Current

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    • D06M13/338—Organic hydrazines; Hydrazinium compounds
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    • D06M23/06—Processes in which the treating agent is dispersed in a gas, e.g. aerosols
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to the field of non-woven fabrics based on mineral fibers, which are intended in particular for application in the field of construction.
  • the invention relates more particularly to a method for recycling a non-woven web containing mineral fibers and a binder comprising at least one thermoset resin other than a phenolic resin, said method comprising a step consisting of placing said web in contact with at least one amine in liquid or gaseous form, for a time sufficient to decompose said binder.
  • Mineral fibre veils also called “non-woven”, “non-woven” or “mats” can be manufactured using known processes operating by dry or wet method.
  • molten material from a furnace is fed to a set of spinnerets from which filaments flow by gravity and are drawn by a gas flow.
  • the filaments are collected on a conveyor where they intertwine.
  • a sizing composition containing at least one thermosetting resin is applied using a suitable device, most often operating by curtain deposition, and the excess sizing composition is removed by suction at the opposite face.
  • the material then enters a hot air oven whose temperature is adapted to remove the water and crosslink the resin in a fairly short time, then the veil of mineral fibers formed is collected and rolled up.
  • the veil is obtained from an aqueous dispersion of chopped mineral fibres which is deposited by means of a forming head on a conveyor provided with perforations and the water is extracted through the conveyor by means of a suction box.
  • the chopped fibres remaining on the conveyor form a veil which is treated under the same conditions as those described for the dry process.
  • the binder obtained from the sizing composition has the function of binding the fibers together and of giving the web obtained mechanical properties adapted to the desired use, in particular sufficient rigidity to be able to be handled easily without risk of it being torn.
  • the sizing composition applied to the mineral fibers is generally in the form of an aqueous solution containing at least one thermosetting resin such as a urea-formaldehyde resin (US-6,993,876) or a resin polyester obtained from a hydrogenated sugar and a polycarboxylic acid (WO2022/106789), for example, as well as additives.
  • Mineral fiber veils can be used in particular as wall coverings, surfacing materials or as a support layer for acoustic or sound insulation products. Alternatively, they can be used in the manufacture of shingles or waterproofing membranes for bituminous terraces or roofs.
  • the shingles generally consist of one or more layers of glass fiber veil impregnated with asphalt, one surface of which is provided with granules and the other surface is covered with smaller particles. Examples of shingles are described in particular in documents US-4,352,837; US-5,181,361; US-5,287,669; US-5,347,785; US-5,375,491; US-5,421,134; and US-5,426,902. Similar structures to these shingles are also sometimes applied to building facades and constitute another application of mineral fiber veils.
  • the sails at the end of production are generally cut, particularly on their edges, before being put into rolls. Their manufacture therefore generates unusable cutting waste.
  • Other waste consists of the first and last sails obtained during a manufacturing cycle or during transitions when changing production parameters, which do not necessarily have the desired properties (grammage, porosity and/or binder rate). Currently, this waste is landfilled. However, given the cost of landfilling and its environmental impact, it would be desirable to be able to recycle these sails.
  • the inventors have developed a simple process for breaking down the binder by aminolysis at a moderate temperature, while preserving the structure of the fibers.
  • the process according to the invention thus makes it possible to recycle nonwoven webs under economically acceptable and more environmentally favorable conditions.
  • this aminolysis process has a universal character, in the sense that it can be applied to non-woven webs containing all types of binders, which was not foreseeable in view of document US2019/0241713 which suggests that the described process is not even effective on all types of phenolic resin.
  • the present invention thus relates to a method for recycling a non-woven web containing mineral fibers and a binder comprising at least one thermoset resin other than a phenolic resin, said method comprising a step consisting of placing said non-woven web in contact with at least one amine in liquid or gaseous form, for a time sufficient to decompose said binder.
  • It also relates to the use of an amine to decompose the binder contained in a non-woven web containing mineral fibers and a binder comprising at least one thermoset resin other than a phenolic resin.
  • nonwoven web a material whose thickness is generally less than 2 mm, preferably less than 1 mm and generally between 250 and 500 pm or between 700 and 1000 pm. Its surface mass is generally between 20 and 500 g/m 2 , preferably between 30 and 250 g/m 2 , for example between 35 and 110 g/m 2 or between 150 and 250 g/m 2 .
  • This non-woven veil contains as its first constituent mineral fibres, which are preferably glass fibres or alternatively rock fibres. It is also possible to combine the two types of fibres.
  • the mineral fiber veil is composed of discontinuous mineral filaments of a length of up to 150 mm, preferably between 1 and 100 mm and advantageously between 2 and 50 mm, and having a diameter which can vary to a large extent, for example from 5 to 30 ⁇ m.
  • the mineral fiber veil is composed of mineral threads.
  • the mineral threads can be threads composed of a multitude of mineral filaments (or base threads) or assemblies of these base threads in rovings.
  • the aforementioned yarns may be untwisted yarns or twisted yarns (or textile yarns), preferably untwisted.
  • Mineral wires are generally cut to a length of up to 100 mm, preferably between 6 and 40 mm, in particular between 10 and 35 mm.
  • the diameter of the glass filaments constituting the yarns can vary to a large extent, for example from 5 to 30 pm. Similarly, wide variations can occur in the linear mass of the yarn which can range from 34 to 1500 tex.
  • the glass constituting the filaments can be of any type, for example C, E, R, ECR or AR (alkali resistant). C and E glass are preferred.
  • the nonwoven web may further be reinforced by a network of mineral threads, in particular glass threads with or without twist, preferably arranged parallel to each other.
  • Each thread is composed of a multitude of very fine filaments.
  • These mineral threads are generally deposited on the web conveyor device in the direction of advancement of the web and distributed over all or part of the width of the mat. They are preferably deposited between two layers of mineral fibers.
  • the nonwoven web therefore comprises mineral threads, in particular glass threads, arranged parallel to each other, and preferably in the machine direction, between two layers of mineral fibers arranged randomly.
  • the nonwoven web used according to the invention contains at least one binder.
  • binder means a product comprising a crosslinked, insoluble and infusible polymer system. It can be obtained by hardening a sizing composition, which consists of an aqueous solution or dispersion suitable for being deposited by curtain on the mineral fibres and containing a mixture of organic and optionally inorganic compounds (sometimes referred to as "resin") capable of reacting with each other at high temperature.
  • the binder comprises a thermoset resin other than a phenolic resin. More generally, it is preferred that the nonwoven web does not contain phenolic resin.
  • the binder comprises a urea-formaldehyde resin or a melamine-formaldehyde resin.
  • the binder comprises the product of the reaction between compounds one of which comprises:
  • the saccharide at least one saccharide chosen from monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, polysaccharides and their mixtures, hereinafter referred to as "the saccharide", and/or
  • polycarboxylic acid chosen from monomeric and polymeric carboxylic acids, their anhydrides, their copolymers and their mixtures, hereinafter referred to as "polycarboxylic acid”.
  • the binder may comprise the product of the reaction of the polycarboxylic acid with a co-reactant chosen from: at least one saccharide chosen from monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, polysaccharides and mixtures thereof; at least one alkanolamine; at least one polyol other than a saccharide; at least one polyamine; and mixtures thereof.
  • a co-reactant chosen from: at least one saccharide chosen from monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, polysaccharides and mixtures thereof; at least one alkanolamine; at least one polyol other than a saccharide; at least one polyamine; and mixtures thereof.
  • the polycarboxylic acids used in this embodiment are preferably polymeric polycarboxylic acids, generally having a molar mass greater than 1000, obtained from monomers chosen from: acrylic, methacrylic, crotonic, isocrotonic, maleic, cinnamic, itaconic, 2-methylmaleic or 2-methylitaconic acid; succinic, glutaric, trimellitic, maleic, itaconic, phthalic, tetrahydrophthalic, acrylic and methacrylic anhydrides; and mixtures of these acids and anhydrides with each other and/or with a vinyl comonomer.
  • the co-reactant be selected from alkanolamines and polyols other than saccharides (the term "saccharides” including hydrogenated sugars).
  • polyols used as co-reactants are alkylene glycols, in particular ethylene glycol, glycerol, pentaerythritol, trimethylolpropane, resorcinol, catechol, pyrogallol, 1,4-cyclohexanediol, and addition polymers comprising at least two hydroxyl groups, such as poly(vinyl alcohol).
  • alkylene glycols in particular ethylene glycol, glycerol, pentaerythritol, trimethylolpropane, resorcinol, catechol, pyrogallol, 1,4-cyclohexanediol, and addition polymers comprising at least two hydroxyl groups, such as poly(vinyl alcohol).
  • binders based on carboxylic polymers and polyols mention may be made of those described in application US2004/002567.
  • At least one alkanolamine may be used as a co-reactant with the polycarboxylic acids or their anhydrides, such as the addition/elimination products of the anhydrides of aliphatic and/or aromatic polycarboxylic acids with alkanolamines such as diethanolamine, triethanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, n-butyldiethanolamine, methyldiisopropanolamine, ethylisopropanolamine, ethyldiisopropanolamine, 3-amino-1,2-propanediol, 2-amino-1,3-propanediol and tris(hydroxymethyl)aminomethane, preferably diethanolamine. Binders of this type are described in particular in applications W02004/007615 and W02006/0061249.
  • the polycarboxylic acids used in this embodiment of the present invention may be monomeric polycarboxylic acids, generally having a molar mass of less than or equal to 1000. In other words, this term does not encompass polymers obtained by polymerization of monomeric carboxylic acids.
  • Polycarboxylic acids chosen from the group consisting of dicarboxylic acids, tricarboxylic acids and tetracarboxylic acids will preferably be used.
  • the dicarboxylic acids are for example selected from the group consisting of oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, malic acid, tartaric acid, tartronic acid, aspartic acid, glutamic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic acid, traumatic acid, camphoric acid, phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, chlorendic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, mesaconic acid and citraconic acid.
  • Tricarboxylic acids are for example selected from the group consisting of citric acid, tricarballylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, aconitic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid and trimesic acid.
  • Tetracarboxylic acids are for example 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and pyromellitic acid.
  • the particularly preferred polycarboxylic acid is citric acid.
  • the co-reactant is preferably a saccharide selected from monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, polysaccharides and mixtures thereof.
  • the monosaccharide may be selected from monosaccharides containing 3 to 8 carbon atoms, preferably 5 to 7 carbon atoms.
  • Preferred monosaccharides are hexoses such as glucose, mannose, galactose, psicose and fructose, as well as pentoses such as xylose, arabinose, ribose, ribulose, lyxose and xylulose.
  • the disaccharides may be chosen from sucrose, lactose and maltose, preferably sucrose.
  • oligosaccharides means compounds containing from 3 to 8 monosaccharide units in the form of aldoses and/or ketoses, such as raffinose, manninotriose, stachyose and verbascose.
  • polysaccharides are arabinan, galactan, glucan, manan, and xylan.
  • the oligo- and polysaccharides may alternatively be extracted from plants.
  • starch hydrolysates including dextrins and glucose syrups
  • cellulose and/or hemicellulose hydrolysates may be mentioned, in particular hydrolysates of bagasse or sugar cane molasses or beet molasses.
  • the starch itself may be extracted from plants selected from vegetables, legumes, fruits and seeds, in particular rice, peas, potatoes, cassava, sweet potatoes, wheat, corn, rye, rice, barley, millet, oats, sorghum, chestnuts or hazelnuts.
  • the saccharides used in the manufacture of the binder can be chosen from reducing sugars, non-reducing sugars and hydrogenated sugars.
  • hydrogenated sugar means all the products resulting from the reduction of a saccharide selected from monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides and polysaccharides and mixtures of these products. Hydrogenated sugars are also called sugar alcohols, alditols or polyols. They can be obtained by catalytic hydrogenation of saccharides. The hydrogenation can be carried out by known methods operating under conditions of high hydrogen pressure and temperature, in the presence of a catalyst selected from the elements of groups IB, MB, IVB, VI, VII and VIII of the periodic table of elements, preferably from the group comprising nickel, platinum, palladium, cobalt, molybdenum and mixtures thereof. The preferred catalyst is Raney nickel.
  • the hydrogenated sugar(s) are advantageously chosen from the group consisting of erythritol, arabitol, xylitol, sorbitol, mannitol, iditol, maltitol, isomaltitol, lactitol, cellobitol, palatinitol, maltotritol, and the hydrogenation products of starch hydrolysates or hydrolysates of lignocellulosic materials, in particular hemicellulose, in particular xylans and xyloglucans.
  • a hydrogenated sugar chosen from the group formed by maltitol, xylitol, sorbitol and the hydrogenation products of starch hydrolysates or lignocellulosic materials.
  • the reducing sugars are preferably selected from monosaccharides such as glucose, galactose, mannose and fructose, disaccharides such as lactose, maltose, isomaltose, cellobiose and mixtures thereof, as well as the starch or lignocellulosic material hydrolysates described above.
  • monosaccharides such as glucose, galactose, mannose and fructose
  • disaccharides such as lactose, maltose, isomaltose, cellobiose and mixtures thereof, as well as the starch or lignocellulosic material hydrolysates described above.
  • Glucose, xylose and mixtures thereof, in particular glucose will preferably be used.
  • the non-reducing sugars are preferably diholosides such as trehalose, isotrehaloses, sucrose, isosucroses and mixtures thereof. Sucrose is particularly preferred.
  • Thermosetting resin systems for mineral wool based on saccharides and polycarboxylic acids are described in detail in international applications WO2009/080938, WO2010/029266, WO2013/014399, WO2013/021112 and WO2015/132518. It is preferred to use bio-based reagents comprising at least 70% by weight, preferably at least 80%, and most preferably at least 90% by weight of hydrogenated sugars and citric acid.
  • co-reactants include polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine or tetraethylenepentamine. Binders based on polycarboxylic acids and polyamines are described in particular in application US 2007/0173588.
  • the binder comprises the product of the reaction of at least one saccharide as described above with a co-reactant other than a polycarboxylic acid or in addition to said polycarboxylic acid.
  • the saccharide comprises a reducing sugar, for example glucose or xylose, preferably glucose
  • at least one chosen co-reactant is preferably used among nitrogenous or amino compounds, in particular ammonia; a primary or secondary amine, linear, branched or cyclic (optionally heterocyclic); a protein, a peptide or an amino acid; an amino-amide; or an ammonium salt of a monomeric or polymeric carboxylic acid, such as citric acid, of a mineral acid, such as sulfuric or phosphoric acid, or of an organophosphonic or organosulfonic acid; and mixtures thereof.
  • Such binders based on Maillard reagents are known for example from applications WO2007/014236, WO2009/019232 and WO2012/037451.
  • the binder of the nonwoven web of mineral fibers comprises from 15% to 100% by weight, preferably from 50 to 95% by weight, and more preferably from 75 to 90% by weight, of thermoset polymer obtained by crosslinking a resin.
  • the other constituents of the binder may be derived from the sizing composition or from the reaction between components of the sizing composition and at least one of the constituents of the resin described above and/or produced by heating components of the sizing composition.
  • the sizing composition may thus comprise at least one component chosen from: a catalyst, which may in particular be chosen from Lewis bases and acids, such as clays, colloidal or non-colloidal silica, amines, quaternary amines, metal oxides (including ZnO and CaO), metal sulfates, metal chlorides, urea sulfates, urea chlorides and silicate-based catalysts, or a compound containing phosphorus, for example an alkali metal hypophosphite salt, an alkali metal phosphite, an alkali metal polyphosphate, an alkali metal hydrogen phosphate, a phosphoric acid or an alkylphosphonic acid, the alkali metal advantageously being sodium or potassium, or a compound containing flu
  • the sizing composition further contains water.
  • the sizing composition used for the manufacture of the binder may contain at least one polysaccharide, as described in application WO2016/00106, such as an optionally modified starch or a dextrin (WO2022/106789) or one or more ethylene-vinyl acetate copolymers, as described in application WO2018/138429, or even one or more latexes.
  • the web advantageously contains from 60 to 95% by weight of mineral fibers and preferably from 65 to 90% by weight of mineral fibers, for example from 75 to 85% by weight of mineral fibers, relative to the dry weight of the web. It advantageously contains from 5 to 40% by weight of binder, preferably from 10 to 35% by weight of binder, for example from 15 to 25% by weight of binder, relative to the dry weight of the web. In one embodiment of the invention, the weight ratio of fibers to binder is between 3:1 and 5:1.
  • the binder When the binder consists solely of combustible organic components, this binder content is identical to what is usually called in the technical field of glass textiles the loss on ignition (LOI).
  • the binder may, however, contain a certain fraction of mineral components, for example mineral particulate fillers. This fraction generally does not exceed 20% by weight of the binder. When the binder contains such a mineral filler, its loss on ignition (LOI) will therefore be lower than the binder content of the nonwoven web of mineral fibres.
  • the nonwoven web comprising a binder as described above is reacted with at least one amine.
  • the amine that can be used in the process according to the invention can be in liquid or gaseous form. It comprises at least one compound chosen from: ammonia; hydrazine; a primary or secondary hydrocarbon mono- or diamine, saturated or unsaturated, linear, branched or cyclic, optionally aromatic, the hydrocarbon chain of which contains from 1 to 20 carbon atoms and can optionally be substituted by at least one hydroxyl group and/or interrupted by at least one oxygen atom; and mixtures thereof.
  • Examples of monoamines are: ethylamine, propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, /so-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, hexylamine, tert- octylamine, cyclohexylamine, isophorylamine, benzylamine (aniline), xylylamine, tolylamine, aminoethanol, aminopropanol, and mixtures thereof.
  • diamines the following can be used: l-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (IPDA), bis-(4-aminocyclohexyl)-methane, bis-(4-amino-3-methylcyclohexyl)methane, 1,6-diamino hexane, 2-methyl pentamethylenediamine, ethylenediamine, 1,2- and 1,3-propanediamines, 2-methyl-l,2-propanediamine, 2,2-dimethyl-l,3-propanediamine, 1,3- and 1,4-butanediamines, 1,3- and 1,5-pentanediamines, 2-methyl-l,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediamine, 2,2,4- or 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,
  • the diamine may also be a polyetheramine.
  • a polyetheramine is a polyamine comprising ether linkages (-O-), more particularly ethylene oxide (-O-CH2- CH2) and/or propylene oxide (-O-CH2-CHCH3-) units.
  • polyetheramines examples include compounds marketed by Hunstmann under the Jeffamine® brand name, including the Jeffamine® D, ED and EDR series. These series include, but are not limited to, the following references: Jeffamine®D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® D-2000, Jeffamine® D-4000, Jeffamine® ED-600, Jeffamine® ED-900, Jeffamine® ED-2003, Jeffamine® EDR-148, Jeffamine® EDR-176.
  • a preferred diamine according to this invention is ethylene diamine.
  • amine refers to both a single amine and a mixture of amines.
  • the nonwoven web may be brought into contact with the amine by any means enabling the entire material to be treated to be brought into contact with the amine and in particular, in the case where the amine is in the gas phase, by passing the amine into a container containing the web. nonwoven and, in the case where the amine is in the liquid phase, by dipping, spraying or coating, preferably by immersing the nonwoven web in a solution containing, or consisting of, the amine.
  • the amine When the amine is in the liquid phase, it may optionally be mixed with an organic solvent and/or water, although it is preferred not to use organic solvents.
  • the contacting of the nonwoven web with the amine may be carried out at a temperature of -20 to 250°C and is preferably carried out at the boiling point of the amine, for a period ranging for example from one minute to 48 hours, preferably from 2 hours to 30 hours.
  • the method according to the invention may further comprise steps of recovering the nonwoven web treated with the amine, washing, preferably with water or with an aqueous solution, and drying, in order to obtain mineral fibers, which can then be reused in the manufacture of a nonwoven web.
  • the glass veil is cut into pieces of approximately 2x2 cm.
  • the pieces are then placed in contact with the solvent (amine) in a flask, in a proportion of between 2 and 5% m/v of veil in the solvent.
  • the mixture is heated in an oil bath at 100-180 °C for 1-8 h.
  • the fibres are recovered by filtration and then rinsed with water. If they are to be reused, the fibres are generally not dried. Alternatively, the fibres can be dried by rinsing with acetone and then drying at room temperature.
  • Recycled fibres (0.5 to 1.0 g) are subjected to pyrolysis at 550 °C for 1 h in air.
  • the quantity of residual binder after solvolysis is assimilated to the mass lost by pyrolysis. It is calculated as follows:
  • the initial LOI of the veil is determined in the same way.
  • EXAMPLE 1 Decomposition of a urea-formaldehyde resin binder Tests were carried out on a sample of a nonwoven web having a thickness of 330 pm and a surface mass of 35 g/m 2 , comprising glass fibres and a binder based on urea-formaldehyde resin.
  • Tests were carried out on samples of nonwoven fabric with a thickness of 350 pm and a surface mass of 35 g/ m2 , comprising glass fibres and an acrylic resin binder.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de recyclage d'un voile non-tissé renfermant des fibres minérales et un liant comprenant au moins une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique, ledit procédé comprenant une étape consistant à mettre ledit voile non-tissé en contact avec au moins une amine sous forme liquide ou gazeuse, pendant une durée suffisante pour décomposer ledit liant. Elle a également pour objet l'utilisation d'une amine pour décomposer le liant contenu dans un voile non-tissé renfermant des fibres minérales et un liant comprenant au moins une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique.

Description

Description
Titre : Procédé de recyclage de voiles de fibres minérales
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des voiles non tissés à base de fibres minérales, qui sont notamment destinés à une application dans le domaine de la construction.
L'invention concerne plus particulièrement un procédé de recyclage d'un voile non-tissé renfermant des fibres minérales et un liant comprenant au moins une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique, ledit procédé comprenant une étape consistant à mettre ledit voile en contact avec au moins une amine sous forme liquide ou gazeuse, pendant une durée suffisante pour décomposer ledit liant.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Les voiles de fibres minérales (aussi appelés « intissés », « non tissés » ou « mats ») peuvent être fabriqués selon les procédés connus opérant par voie sèche ou par voie humide.
Dans le procédé par voie sèche, de la matière fondue contenue dans un four est acheminée vers un ensemble de filières à partir desquelles des filaments s'écoulent par gravité et sont étirés par un flux gazeux. Les filaments sont récoltés sur un convoyeur où ils s'entremêlent.
Sur la face supérieure du matériau ainsi formé, on applique une composition d'encollage renfermant au moins une résine thermodurcissable à l'aide d'un dispositif adapté, le plus souvent opérant par dépôt par rideau, et on élimine l'excès de composition d'encollage par aspiration au niveau de la face opposée. Le matériau entre ensuite dans une étuve à air chaud dont la température est adaptée pour éliminer l'eau et réticuler la résine en un temps assez court, puis le voile de fibres minérales formé est collecté et enroulé.
Dans le procédé par voie humide, le voile est obtenu à partir d'une dispersion aqueuse de fibres minérales coupées qui est déposée au moyen d'une tête de formage sur un convoyeur muni de perforations et l'eau est extraite à travers le convoyeur grâce à un caisson d'aspiration. Les fibres coupées restant sur le convoyeur forment un voile qui est traité dans les mêmes conditions que celles décrites pour le procédé par voie sèche.
Dans les procédés précités, le liant obtenu à partir de la composition d'encollage a pour fonction de lier les fibres entre elles et de conférer au voile obtenu des propriétés mécaniques adaptées à l'usage désiré, notamment une rigidité suffisante pour pouvoir être manipulé facilement sans risque qu'il puisse être déchiré. La composition d'encollage appliquée sur les fibres minérales se présente généralement sous la forme d'une solution aqueuse renfermant au moins une résine thermodurcissable telle qu'une résine urée-formaldéhyde (US-6,993,876) ou une résine polyester obtenue à partir d'un sucre hydrogéné et d'un acide polycarboxylique (WO2022/106789), par exemple, ainsi que des additifs.
Les voiles de fibres minérales peuvent notamment être utilisés en tant que revêtements muraux, matériaux de surfaçage ou couche support pour des produits d'isolation acoustique ou phonique. En variante, ils peuvent servir à la fabrication de bardeaux ou de membranes d'étanchéité pour terrasses ou toitures bitumineuses. Les bardeaux sont généralement constitués d'une ou plusieurs couches de voile de fibres de verre imprégné d'asphalte, dont une surface est pourvue de granules et l'autre surface est recouverte de particules de plus petite taille. Des exemples de bardeaux sont notamment décrits dans les documents US-4,352,837 ; US-5, 181,361 ; US-5,287,669 ; US-5,347,785 ; US-5,375,491 ; US-5,421,134 ; et US-5,426,902. Des structures similaires à ces bardeaux sont également parfois appliquées sur les façades de bâtiments et constituent une autre application des voiles de fibres minérales.
Les voiles en sortie de production sont généralement découpés, notamment sur leurs bords, avant d'être mis en rouleaux. Leur fabrication génère par conséquent des déchets de découpe inutilisables. D'autres déchets sont constitués par les premiers et derniers voiles obtenus lors d'un cycle de fabrication ou lors des transitions lors des changements de paramètres de production, qui ne présentent pas nécessairement les propriétés (grammage, porosité et/ou taux de liant) voulus. Actuellement, ces déchets sont mis en décharge. Or, compte tenu du coût de mise en décharge et de son impact environnemental, il serait souhaitable de pouvoir recycler ces voiles.
Dans ce contexte, les inventeurs ont mis au point un procédé simple permettant de décomposer le liant par aminolyse à une température modérée, tout en préservant la structure des fibres. Le procédé selon l'invention permet ainsi de recycler des voiles non-tissés dans des conditions économiquement acceptables et plus favorables sur le plan environnemental.
Il a déjà été suggéré dans la demande US 2019/0241713 de recycler un matériau composite à base d'une matrice formée d'une résine phénolique incorporant des renforts à base de fibres de verre. Dans ce procédé, le matériau composite est soumis à une étape d'aminolyse permettant de récupérer, d'une part, des monomères ou oligomères susceptibles de reformer une résine et, d'autre part, les fibres minérales. Il n'est toutefois pas suggéré que ce procédé pourrait s'appliquer à d'autres produits que ces composites, qui sont essentiellement destinés à la fabrication de pièces aéronautiques ou automobiles, et en particulier que ce procédé pourrait être utilisé dans le recyclage de matériaux renfermant majoritairement des fibres minérales. En outre, les inventeurs ont découvert que ce procédé d'aminolyse présentait un caractère universel, en ce sens qu'il peut être appliqué à des voiles non-tissés renfermant tous types de liants, ce qui n'était pas prévisible au vu du document US2019/0241713 qui suggère que le procédé décrit n'est même pas efficace sur tout type de résine phénolique.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention a ainsi pour objet un procédé de recyclage d'un voile non-tissé renfermant des fibres minérales et un liant comprenant au moins une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique, ledit procédé comprenant une étape consistant à mettre ledit voile non-tissé en contact avec au moins une amine sous forme liquide ou gazeuse, pendant une durée suffisante pour décomposer ledit liant.
Elle a également pour objet l'utilisation d'une amine pour décomposer le liant contenu dans un voile non-tissé renfermant des fibres minérales et un liant comprenant au moins une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique.
DESCRIPTION DETAILLEE
Dans la suite de cette description, l'expression "compris entre" doit être entendue comme incluant les bornes citées.
La présente invention porte sur un procédé de recyclage d'un voile non-tissé, provenant par exemple de la collecte de déchets de production de voiles non-tissés. Par "voile non-tissé" on entend un matériau dont l'épaisseur est généralement inférieure à 2 mm, de préférence inférieure à 1 mm et généralement comprise entre 250 et 500 pm ou entre 700 et 1000 pm. Sa masse surfacique est généralement comprise entre 20 et 500 g/m2, de préférence entre 30 et 250 g/m2, par exemple entre 35 et 110 g/m2 ou entre 150 et 250 g/m2.
Ce voile non-tissé renferme comme premier constituant des fibres minérales, qui sont de préférence des fibres de verre ou alternativement des fibres de roche. Il est également possible de combiner les deux types de fibres.
Les fibres minérales peuvent être des filaments ou des fils composés d'une multitude de filaments et des assemblages de tels fils. Ainsi, selon un premier mode de réalisation, le voile de fibres minérales est composé de filaments minéraux discontinus de longueur pouvant atteindre 150 mm, de préférence compris entre 1 et 100 mm et avantageusement entre 2 et 50 mm, et ayant un diamètre qui peut varier dans une large mesure, par exemple de 5 à 30 pm.
Selon un deuxième mode de réalisation, le voile de fibres minérales est composé de fils minéraux. Les fils minéraux peuvent être des fils composés d'une multitude de filaments minéraux (ou fils de base) ou des assemblages de ces fils de base en stratifils (rovings).
Les fils précités peuvent être des fils sans torsion ou des fils retordus (ou fils textiles), de préférence sans torsion.
Les fils minéraux, notamment de verre, sont généralement coupés à une longueur pouvant aller jusqu'à 100 mm, de préférence comprise entre 6 et 40 mm, en particulier entre 10 et 35 mm.
Le diamètre des filaments de verre constituant les fils peut varier dans une large mesure, par exemple de 5 à 30 pm. De la même manière, de larges variations peuvent survenir dans la masse linéique du fil qui peut aller de 34 à 1500 tex.
Le verre constituant les filaments peut être de tout type, par exemple C, E, R, ECR ou AR (résistant aux alcalins). On préfère le verre C et E.
Dans un mode de réalisation, le voile non-tissé peut en outre être renforcé par un réseau de fils minéraux, en particulier des fils de verre avec ou sans torsion, disposés de préférence parallèlement les uns aux autres. Chaque fil est composé d'une multitude de filaments très fins. Ces fils minéraux sont généralement déposés sur le dispositif de convoyage du voile dans le sens d'avancement du voile et répartis sur tout ou partie de la largeur du mat. Elles sont de préférence déposées entre deux couches de fibres minérales.
Dans un mode de réalisation, le voile non-tissé comprend donc des fils minéraux, en particulier des fils de verre, disposés parallèlement les uns aux autres, et de préférence dans le sens machine, entre deux couches de fibres minérales disposées aléatoirement.
Mis à part les fibres minérales et d'éventuels fils minéraux, le voile non-tissé utilisé selon l'invention renferme au moins un liant. Par "liant", on désigne dans la suite de cette description, un produit qui comprend un système polymérique réticulé, insoluble et infusible. Il peut être obtenu par durcissement d'une composition d'encollage, qui est constituée d'une solution ou dispersion aqueuse adaptée à être déposée par rideau sur les fibres minérales et renfermant un mélange de composés organiques et éventuellement inorganiques (parfois désigné par "résine") susceptibles de réagir entre eux à haute température. Selon l'invention, le liant comprend une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique. Plus généralement, on préfère que le voile non tissé ne renferme pas de résine phénolique.
Dans une forme d'exécution de l'invention, le liant comprend une résine urée-formaldéhyde ou une résine mélamine-formaldéhyde.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, le liant comprend le produit de la réaction entre des composés dont l'un comprend :
- au moins un saccharide choisi parmi les monosaccharides, les disaccharides, les oligosaccharides, les polysaccharides et leurs mélanges, ci-après désignés par "le saccharide", et/ou
- au moins un acide polycarboxylique choisi parmi les acides carboxyliques monomériques et polymériques, leurs anhydrides, leurs copolymères et leurs mélanges, ci-après désignés par "l'acide polycarboxylique".
Ainsi, dans un premier mode de réalisation, le liant peut comprendre le produit de la réaction de l'acide polycarboxylique avec un co-réactif choisi parmi : au moins un saccharide choisi parmi les monosaccharides, les disaccharides, les oligosaccharides, les polysaccharides et leurs mélanges ; au moins une alcanolamine ; au moins un polyol autre qu'un saccharide ; au moins une polyamine ; et leurs mélanges.
Les acides polycarboxyliques utilisés dans ce mode de réalisation sont de préférence des acides polycarboxyliques polymères, ayant généralement une masse molaire supérieure à 1000, obtenus à partir de monomères choisis parmi : l'acide acrylique, méthacrylique, crotonique, isocrotonique, maléique, cinnamique, itaconique, 2-méthylmaléique ou 2-méthylitaconique ; les anhydrides succinique, glutarique, triméllitique, maléique, itaconique, phtalique, tétrahydrophtalique, acrylique et méthacrylique ; et les mélanges de ces acides et anhydrides entre eux et/ou avec un comonomère vinylique.
Dans ce mode de réalisation, on préfère que le co-réactif soit choisis parmi les alcanolamines et les polyols autres que les saccharides (le terme "saccharides" incluant les sucres hydrogénés).
Des exemples de polyols utilisés comme co-réactifs sont les alkylène glycols, en particulier l'éthylène glycol, le glycérol, le pentaérythritol, le triméthylolpropane, le résorcinol, le catéchol, le pyrogallol, le 1,4-cyclohexanediol, et les polymères d'addition comprenant au moins deux groupes hydroxyles, tels que le poly(alcool vinylique). Comme liants à base de polymères carboxyliques et de polyols, on peut citer ceux décrits dans la demande US2004/002567.
Au lieu ou en plus d'un saccharide, on peut utiliser comme co-réactif, avec les acides polycarboxyliques ou leurs anhydrides, au moins une alcanolamine, tels que les produits d'addition/élimination des anhydrides d'acides polycarboxyliques aliphatiques et/ou aromatiques avec des alcanolamines telles que la diéthanolamine, la triéthanolamine, la diisopropanolamine, la triisopropanolamine, la méthyldiéthanolamine, l'éthyldiéthanolamine, la n-butyldiéthanolamine, la méthyldiisopropanolamine, l'éthylisopropanolamine, l'éthyldiisopropanolamine, le 3-amino-l,2-propanediol, le 2-amino-l,3-propanediol et le tris(hydroxyméthyl)aminométhane, de préférence la diéthanolamine. Des liants de ce type sont notamment décrits dans les demandes W02004/007615 et W02006/0061249.
En variante, les acides polycarboxyliques utilisés dans ce mode de réalisation de la présente invention peuvent être des acides polycarboxyliques monomères, ayant généralement une masse molaire inférieure ou égale à 1000. Autrement dit, ce terme n'englobe pas les polymères obtenus par polymérisation d'acides carboxyliques monomères.
On utilisera de préférence des acides polycarboxyliques choisis dans le groupe constitué des acides dicarboxyliques, acides tricarboxyliques et acides tétracarboxyliques.
Les acides dicarboxyliques sont par exemple choisis dans le groupe formé par l'acide oxalique, l'acide malonique, l'acide succinique, l'acide glutarique, l'acide adipique, l'acide pimélique, l'acide subérique, l'acide azélaïque, l'acide sébacique, l'acide malique, l'acide tartrique, l'acide tartronique, l'acide aspartique, l'acide glutamique, l'acide fumarique, l'acide itaconique, l'acide maléique, l'acide traumatique, l'acide camphorique, l'acide phtalique, l'acide tétrahydrophtalique, l'acide chlorendique, l'acide isophtalique, l'acide téréphtalique, l'acide mésaconique et l'acide citraconique. Les acides tricarboxyliques sont par exemple choisis dans le groupe formé par l'acide citrique, l'acide tricarballylique, l'acide 1 ,2,4-butanetricarboxylique, l'acide aconitique, l'acide hémimellitique, l'acide triméllitique et l'acide trimésique. Les acides tétracarboxyliques sont par exemple l'acide 1,2, 3, 4- butanetétracarboxylique et l'acide pyroméllitique.
L'acide polycarboxylique particulièrement préféré est l'acide citrique. Dans ce cas, le co-réactif est de préférence un saccharide choisi parmi les monosaccharides, les disaccharides, les oligosaccharides, les polysaccharides et leurs mélanges.
Le monosaccharide peut être choisi parmi les monosaccharides renfermant 3 à 8 atomes de carbone, de préférence de 5 à 7 atomes de carbone. Les monosaccharides préférés sont les hexoses tels que le glucose, le mannose, le galactose, le psicose et le fructose, ainsi que les pentoses tels que le xylose, l'arabinose, le ribose, le ribulose, le lyxose et le xylulose.
Les disaccharides peuvent être choisis parmi le saccharose, le lactose et le maltose, de préférence le saccharose.
Par "oligosaccharides", on entend dans le cadre de cette description les composés renfermant de 3 à 8 unités monosaccharidiques sous forme d'aldoses et/ou de cétoses, tels que le raffinose, le manninotriose, le stachyose et le verbascose.
Des exemples de polysaccharides sont l'arabinane, le galactane, le glucane, le manane et le xylane.
Les oligo- et polysaccharides (éventuellement mélangés à des mono- et/ou disaccharides) peuvent en variante être extraits de végétaux. On citera en particulier les hydrolysats d'amidon (incluant les dextrines et les sirops de glucose), ainsi que les hydrolysats de cellulose et/ou d'hémicellulose, notamment les hydrolysats de bagasse ou de mélasse de canne à sucre ou de mélasse de betterave. L'amidon peut lui-même être extrait de plantes choisies parmi les légumes, les légumineuses, les fruits et les graines, notamment le riz, le pois, la pomme de terre, le manioc, la patate douce, le blé, le maïs, le seigle, le riz, l'orge, le millet, l'avoine, le sorgho, le marron, la châtaigne ou la noisette.
Les saccharides utilisés dans la fabrication du liant peuvent être choisis parmi les sucres réducteurs, les sucres non réducteurs et les sucres hydrogénés.
Par « sucre hydrogéné » on entend l'ensemble des produits résultant de la réduction d'un saccharide choisi parmi les monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides et polysaccharides et des mélanges de ces produits. Les sucres hydrogénés sont également appelés alcools de sucres, alditols ou polyols. Ils peuvent être obtenus par hydrogénation catalytique de saccharides. L'hydrogénation peut être effectuée par des méthodes connues opérant dans des conditions de pression d'hydrogène et de température élevées, en présence d'un catalyseur choisi parmi les éléments des groupes IB, MB, IVB, VI, VII et VIII du tableau périodique des éléments, de préférence dans le groupe comprenant le nickel, le platine, le palladium, le cobalt, le molybdène et leurs mélanges. Le catalyseur préféré est le nickel de Raney. Le ou les sucres hydrogénés sont choisis avantageusement dans le groupe constitué de l'érythritol, l'arabitol, le xylitol, le sorbitol, le mannitol, l'iditol, le maltitol, l'isomaltitol, le lactitol, le cellobitol, le palatinitol, le maltotritol, et les produits d'hydrogénation d'hydrolysats d'amidon ou d'hydrolysats de matières lignocellulosiques, notamment d'hémicellulose, en particulier de xylanes et xyloglucanes.
On utilisera de manière particulièrement préférée un sucre hydrogéné choisi dans le groupe formé par le maltitol, le xylitol, le sorbitol et les produits d'hydrogénation d'hydrolysats d'amidon ou de matières ligno-cellulosiques.
Les sucres réducteurs sont de préférence choisis parmi les monosaccharides tels que le glucose, le galactose, le mannose et le fructose, les disaccharides tels que le lactose, le maltose, l'isomaltose, le cellobiose et des mélanges de ceux-ci, ainsi que les hydrolysats d'amidon ou de matières lignocellulosiques décrits ci-dessus. On utilisera de préférence le glucose, le xylose et des mélanges de ceux-ci, en particulier le glucose.
Les sucres non-réducteurs sont de préférence les diholosides tels que le tréhalose, les isotréhaloses, le saccharose, les isosaccharoses et des mélanges de ceux-ci. Le saccharose est particulièrement préféré.
Des systèmes de résines thermodurcissables pour laine minérale à base de saccharides et d'acides polycarboxyliques sont décrits en détail dans les demandes internationales W02009/080938, W02010/029266, WO2013/014399, W02013/021112 et WO2015/132518. On préfère utiliser des réactifs biosourcés comprenant au moins 70 % en poids, de préférence au moins 80 %, et idéalement au moins 90 % en poids de sucres hydrogénés et d'acide citrique.
Comme autres co-réactifs, on peut citer les polyamines telles que la diéthylènetriamine, la triéthylènetétramine ou la tétraéthylènepentamine. Des liants à base d'acides polycarboxyliques et de polyamines sont notamment décrits dans la demande US 2007/0173588.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le liant comprend le produit de la réaction d'au moins un saccharide tel que décrit ci-dessus avec un co-réactif autre qu'un acide polycarboxylique ou en plus dudit acide polycarboxylique.
Dans le cas en particulier où le saccharide comprend un sucre réducteur, par exemple le glucose ou le xylose, de préférence le glucose, on utilise de préférence au moins un co-réactif choisi parmi les composés azotés ou aminés, notamment l'ammoniaque ; une amine primaire ou secondaire, linéaire, ramifiée ou cyclique (éventuellement hétérocyclique) ; une protéine, un peptide ou un acide aminé ; un amino-amide ; ou encore un sel d'ammonium d'un acide carboxylique monomère ou polymère, tel que l'acide citrique, d'un acide minéral, tel que l'acide sulfurique ou phosphorique, ou d'un acide organophosphonique ou organosulfonique ; et leurs mélanges. De tels liants à base de réactifs de Maillard sont connus par exemple des demandes W02007/014236, W02009/019232 et WO2012/037451.
Le liant du voile non-tissé de fibres minérales comprend de 15 % à 100 % en poids, de préférence de 50 à 95 % en poids, et plus préférentiellement de 75 à 90 % en poids, de polymère thermodurci obtenu par réticulation d'une résine.
Les autres constituants du liant peuvent être issus de la composition d'encollage ou de la réaction entre des composants de la composition d'encollage et l'un au moins des constituants de la résine décrits précédemment et/ou produits par chauffage de composants de la composition d'encollage. La composition d'encollage peut ainsi comprendre au moins un composant choisi parmi : un catalyseur, qui peut notamment être choisi parmi les bases et les acides de Lewis, tels que les argiles, la silice colloïdale ou non, les amines, les amines quaternaires, les oxydes métalliques (dont ZnO et CaO), les sulfates métalliques, les chlorures métalliques, les sulfates d'urée, les chlorures d'urée et les catalyseurs à base de silicates, ou encore un composé contenant du phosphore, par exemple un sel d'hypophosphite de métal alcalin, un phosphite de métal alcalin, un polyphosphate de métal alcalin, un hydrogénophosphate de métal alcalin, un acide phosphorique ou un acide alkylphosphonique, le métal alcalin étant avantageusement le sodium ou le potassium, ou encore un composé contenant du fluor et du bore, par exemple l'acide tétrafluoroborique ou un sel de cet acide, notamment un tétrafluoroborate de métal alcalin tel que le sodium ou le potassium, un tétrafluoroborate de métal alcalino-terreux tel que le calcium ou le magnésium, un tétrafluoroborate de zinc et un tétrafluoroborate d'ammonium, de préférence l'hypophosphite de sodium, le phosphite de sodium et les mélanges de ces composés ; un silane, en particulier un aminosilane ; une huile ; l'urée ; le glycérol ; une silicone ; un « extendeur » choisi par exemple parmi les dérivés de la lignine tel que le lignosulfonate d'ammonium (LSA) ou le lignosulfonate de sodium et les protéines animales ou végétales ; un ajusteur de pH ; un retardateur de flamme ; un tensioactif ; un modificateur de rhéologie ; un agent anti-mousse ; et leurs mélanges. La composition d'encollage renferme en outre de l'eau. En outre, la composition d'encollage utilisée pour la fabrication du liant peut renfermer au moins un polysaccharide, comme décrit dans la demande W02016/00106, tel qu'un amidon éventuellement modifié ou une dextrine (WO2022/106789) ou un ou plusieurs copolymères d'éthylène-acétate de vinyle, comme décrit dans la demande WO2018/138429, ou encore un ou plusieurs latex.
Le voile renferme avantageusement de 60 à 95% en poids de fibres minérales et de préférence de 65 à 90% en poids de fibres minérales, par exemple de 75 à 85% en poids de fibres minérales, par rapport au poids sec du voile. Il renferme avantageusement de 5 à 40% en poids de liant, de préférence de 10 à 35% en poids de liant, par exemple de 15 à 25% en poids de liant, par rapport au poids sec du voile. Dans un mode de réalisation de l'invention, le rapport pondéral des fibres au liant est compris entre 3:1 et 5:1.
Lorsque le liant est constitué uniquement de composants organiques combustibles, cette teneur en liant est identique à ce qu'on appelle habituellement dans le domaine technique des textiles de verre la perte au feu (LOI, de l'anglais "loss on ignition"). Le liant peut toutefois contenir une certaine fraction de composants minéraux, par exemple des charges particulaires minérales. Cette fraction n'excède généralement pas 20 % en poids du liant. Lorsque le liant contient une telle charge minérale sa perte au feu (LOI) sera donc inférieure à la teneur en liant du voile non- tissé de fibres minérales.
Dans le procédé selon la présente invention, le voile non-tissé comprenant un liant tel que décrit précédemment est mis à réagir avec au moins une amine.
L'amine utilisable dans le procédé selon l'invention peut se trouver sous forme liquide ou gazeuse. Elle comprend au moins un composé choisi parmi : l'ammoniac ; l'hydrazine ; une mono- ou diamine primaire ou secondaire hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, éventuellement aromatique, dont la chaîne hydrocarbonée renferme de 1 à 20 atomes de carbone et peut éventuellement être substituée par au moins un groupe hydroxyle et/ou interrompue par au moins un atome d'oxygène ; et leurs mélanges.
Des exemples de monoamines sont : l'éthylamine, la propylamine, la n-butylamine, la sec- butylamine, l'/so-butylamine, la tert-butylamine, la pentylamine, l'hexylamine, la tert- octylamine, la cyclohexylamine, I'isophorylamine, la benzylamine (aniline), la xylylamine, la tolylamine, l'aminoéthanol, l'aminopropanol, et leurs mélanges.
Comme monoamine, on préfère dans cette invention utiliser l'aminopropanol.
Comme diamines, on peut utiliser : le l-amino-3-aminométhyl-3,5,5-triméthyl cyclohexane (IPDA), le bis-(4-aminocyclohexyl)-méthane, le bis-(4-amino-3-méthylcyclohexyl)méthane, le 1,6-diamino hexane, la 2-méthyl pentaméthylène diamine, l'éthylène diamine, les 1,2- et 1,3- propanediamines, la 2-méthyl-l,2-propanediamine, la 2,2-diméthyl-l,3-propanediamine, les 1,3- et 1,4-butane diamines, les 1,3- et 1,5-pentane diamines, la 2-méthyl-l,5-pentane diamine, la 1,6-hexane diamine, la 2,5-diméthyl-2,5-hexane diamine, la 2,2,4- ou 2,4,4-triméthyl-l,6- hexane diamine, la 1,7-heptane diamine, la 1,8-octane diamine, la 1,9-nonane diamine, la 1,10- décane diamine, la 1,11-undécane diamine, la 1,12-dodécane diamine, les 2,4- et 2,6- hexahydrotoluylène diamines, les 2,4'- et 4,4'-diamino-dicyclohexylméthanes, les 1,3- et 1,4- cyclohexane diamines, les 1,3- ou l,4-bis(méthylamino)-cyclohexane, la 1,8-p-menthane diamine, la phénylène diamine, les 2,4- et 2,6-toluylène diamines, les 2,3- et 3,4-toluylène diamines, les o-, m- ou p-xylylène diamines, les 2,4'- et 4,4'-diaminodiphényl méthanes, la guanidine, la /V-(2-aminoéthyl)-l,3-propane diamine, la benzidine, la /V,/V'-di-(2- aminoéthyl)pipérazine et leurs mélanges.
La diamine peut également être une polyétheramine. Une polyétheramine est une polyamine comprenant des liaisons éther (-O-), plus particulièrement des motifs oxyde d'éthylène (-O-CH2- CH2) et/ou oxyde de propylène (-O-CH2-CHCH3-).
Des exemples de polyétheramines sont les composés commercialisés par Hunstmann sous la référence Jeffamine®, notamment les séries Jeffamine® D, ED et EDR. Ces séries incluent notamment les références suivantes Jeffamine®D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® D-2000, Jeffamine® D-4000, Jeffamine® ED-600, Jeffamine® ED-900, Jeffamine® ED-2003, Jeffamine® EDR-148, Jeffamine® EDR-176.
Une diamine préférée selon cette invention est l'éthylène diamine.
Dans cette description, le terme "amine" désigne aussi bien une amine unique qu'un mélange d'amines.
La mise en contact du voile non-tissé avec l'amine peut s'effectuer par tout moyen permettant de mettre l'ensemble du matériau à traiter en contact avec l'amine et notamment, dans le cas où l'amine est en phase gazeuse, par passage de l'amine dans un récipient contenant le voile non-tissé et, dans le cas où l'amine est en phase liquide, par trempage, pulvérisation ou enduction, de préférence par immersion du voile non-tissé dans une solution contenant, ou constituée par, l'amine. Lorsque l'amine se trouve en phase liquide, elle peut éventuellement être mélangée à un solvant organique et/ou à de l'eau, bien qu'on préfère ne pas utiliser de solvants organiques. La mise en contact du voile non-tissé avec l'amine peut être effectuée à une température de -20 à 250°C et est de préférence réalisée à la température d'ébullition de l'amine, pendant une durée allant par exemple d'une minute à 48h, de préférence de 2h à 30h.
Le procédé selon l'invention peut comprendre en outre des étapes de récupération du voile non- tissé traité par l'amine, de lavage, de préférence à l'eau ou avec une solution aqueuse, et de séchage, afin d'obtenir des fibres minérales, qui peuvent ensuite être réutilisées dans la fabrication d'un voile non-tissé.
EXEMPLES
Les exemples qui suivent permettent d'illustrer l'invention sans toutefois la limiter.
Protocole général
Le voile de verre est découpé en morceaux de 2x2 cm environ. Les morceaux sont ensuite mis en contact avec le solvant (amine) dans un ballon, dans une proportion comprise entre 2 et 5 % m/v de voile dans le solvant. Le mélange est chauffé dans un bain d'huile à 100-180 °C pendant 1-8 h. Les fibres sont récupérées par filtration puis rincées à l'eau. Si elles doivent être réutilisées, les fibres ne sont généralement pas séchées. Sinon, les fibres peuvent être séchées par rinçage à l'acétone puis séchage à température ambiante.
Mesure de la quantité de liant par « perte au feu »
Des fibres recyclées (0.5 à 1.0 g) sont soumises à une pyrolyse à 550 °C pendant 1 h sous air. La quantité de liant résiduelle après solvolyse est assimilée à la masse perdue par pyrolyse. Elle est calculée comme suit :
[Chem 1]
LOI finale ( 100
Figure imgf000013_0001
La LOI initiale du voile est déterminée de la même manière.
EXEMPLE 1 : Décomposition d'un liant à base de résine urée-formaldéhyde Des essais ont été réalisés sur un échantillon d'un voile non-tissé ayant une épaisseur de 330 pm et une masse surfacique de 35 g/m2, comprenant des fibres de verre et un liant à base de résine urée-formaldéhyde.
Les résultats de ces essais sont présentés dans le Tableau ci-dessous :
[Table 1]
Figure imgf000014_0001
Ces essais montrent que les amines permettent d'effectuer une solvolyse efficace des liants de type urée-formaldéhyde.
En outre, l'aspect général des fibres a été évalué avant et après traitement et leur diamètre moyen a été mesuré : aucune modification n'a été observée, comme il ressort du Tableau ci- dessous :
[Table 2]
Figure imgf000014_0002
EXEMPLE 2 : Décomposition d'un liant à base de résine acrylique
Des essais ont été réalisés sur des échantillons de voile non-tissé d'une épaisseur de 350 pm et d'une masse surfacique de 35 g/m2, comprenant des fibres de verre et un liant à base de résine acrylique.
Les résultats de ces essais sont présentés dans le Tableau ci-dessous :
[Table 3]
Figure imgf000014_0003
Figure imgf000015_0001
Ces essais montrent que les amines permettent d'effectuer une solvolyse efficace des liants à base de résine acrylique.
L'aspect général des fibres a été évalué avant et après traitement : aucune modification n'a été observée.

Claims

Revendications
1. Procédé de recyclage d'un voile non-tissé renfermant des fibres minérales et un liant comprenant au moins une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique, ledit procédé comprenant une étape consistant à mettre ledit voile non-tissé en contact avec au moins une amine sous forme liquide ou gazeuse, pendant une durée suffisante pour décomposer ledit liant.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant comprend une résine urée- formaldéhyde ou une résine mélamine-formaldéhyde.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant comprend le produit de la réaction entre des composés dont l'un comprend :
- au moins un saccharide choisi parmi les monosaccharides, les disaccharides, les oligosaccharides, les polysaccharides et leurs mélanges, et/ou
- au moins un acide polycarboxylique choisi parmi les acides carboxyliques monomériques et polymériques, leurs anhydrides, leurs copolymères et leurs mélanges.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le liant comprend le produit de la réaction entre un acide polycarboxylique choisi parmi les acides carboxyliques polymériques, leurs anhydrides et leurs mélanges et un co-réactif choisi parmi les alcanolamines et les polyols autre que les saccharides.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'acide polycarboxylique est obtenu à partir de monomères choisis parmi : l'acide acrylique, méthacrylique, crotonique, isocrotonique, maléique, cinnamique, itaconique, 2-méthylmaléique ou 2-méthylitaconique ; les anhydrides succinique, glutarique, triméllitique, maléique, itaconique, phtalique, tétrahydrophtalique, acrylique et méthacrylique ; et les mélanges de ces acides et anhydrides entre eux et/ou avec un comonomère vinylique.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'amine sous forme liquide ou gazeuse est choisie parmi : l'ammoniac ; l'hydrazine ; une mono- ou diamine primaire ou secondaire hydrocarbonée, saturée ou insaturée, linéaire, ramifiée ou cyclique, éventuellement aromatique, dont la chaîne hydrocarbonée renferme de 1 à 20 atomes de carbone et peut éventuellement être substituée par au moins un groupe hydroxyle et/ou interrompue par au moins un atome d'oxygène ; et leurs mélanges.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la mise en contact du voile non-tissé et de l'amine s'effectue par immersion du voile non-tissé dans une solution contenant, ou constituée par, l'amine, de préférence à la température d'ébullition de l'amine.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'amine est sous forme gazeuse et la mise en contact du voile non-tissé et de l'amine s'effectue de préférence par passage de l'amine dans un récipient contenant le voile non-tissé.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des étapes de récupération du voile non-tissé traité par l'amine, de lavage, de préférence à l'eau ou avec une solution aqueuse, et de séchage, afin d'obtenir des fibres minérales.
10. Utilisation d'une amine telle que définie dans la revendication 1 ou 6 pour décomposer le liant contenu dans un voile non-tissé renfermant des fibres minérales et un liant comprenant au moins une résine thermodurcie autre qu'une résine phénolique.
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